நேனோ: ஓர் அறிமுகம் – கட்டுரை 8 – நேனோ தொழில்நுட்பம்: நேனோபாட் நுண்ணூடுருவிகள்

Standard

சில நேனோ-மீட்டர்கள் அளவில் இருக்கும் எளிய நுண்ணுயிர்கள் (வைரஸ் கிருமிகள்) ஒத்து நேனோ-தொழில்நுட்பத்தில் விளைந்த மற்றொரு பொருள் நேனோபாட் (nanobot) அல்லது நேனோ ஊடுருவி (nano probe).

வீட்டில், அலுவலில், கணினிகளை உபயோகித்திருப்பீர்கள். எண்பதுகளில் (1980களில்) இருந்த கணினியின் திறனைக்காட்டிலும் பலமடங்கு திறனுடன் அதே அளவில் அல்லது மேலும் சிறிதாக இப்போது கிடைக்கிறது. தொடர்ந்து இப்படித் திறன் பல்கியும், அளவு குறைந்தும் கணினிகள் வெளிவருவதற்குக் காரணம் எலக்ட்ரானிக்ஸ் துறையில் மூர் விதி (Moore’s Law) செயல்படுவதால்.

சுருக்கமாக இதன் ஒரு நிர்ணயத்தை இவ்வாறு கூறலாம்: ஒவ்வொரு இரண்டு வருட அவகாசக் கழிவிலும், கணினி சிப்புகளிலுள்ள டிரான்சிஸ்டர்களின் அடர்த்தி இரட்டிப்பாகும்.

அதாவது, கணினியின் மின்னங்கங்கள் சுருங்கிக்கொண்டே வருகின்றன.

சுருங்குவதால் மற்றொரு பயனும் உண்டு. மின்சாரமும், ஒளி போன்று மின்காந்தக் கதிரியக்கம்தானே (electromagnetic radiation). இதனால் இரண்டு இடங்களுக்கிடையே மின்சாரம் வழியாகத் தகவலை அனுப்புகையில், ஒளி வேகத்தை விஞ்சி அனுப்பமுடியாது. இது கணினி சிப்புகளில் தகவல் பரிமாற்றத்திற்கான வேகத்தடை. ஆனால், தொடர்ந்து சுருங்கிவருவதால், சிப்புகளில் ஏதோ இரண்டு இடங்களுக்கிடையே உள்ள இடைவெளி சுருங்கி, இதனால் மின்சாரம் மூலம் தகவல் பரிமாற்றமும் வேகமாக நிகழ வாய்ப்புள்ளது.

இப்படியே சுருக்கிக்கொண்டே போனால், எங்கு முடியலாம்?
Continue reading

நேனோ: ஓர் அறிமுகம் – கட்டுரை 7 – நேனோ அலுமினியமும் ராக்கெட் அறிவியலும்

Standard

இங்கு சற்று ராக்கெட் அறிவியல் பேசுவோம். தொடர்ச்சியாக, நேனோ அளவில் செய்யப்பட்ட அலுமினா துகள்களினால் ராக்கெட் எவ்வாறு வெடிப்பதிலிருந்து தடுக்கப்படுகிறது என்பதையும் அறிந்துகொள்வோம்.

தீபாவளி ராக்கெட்டில் குச்சியின் முனையில் எரிபொருள் மருந்தும், அதை எரிக்க நெருப்பூட்ட இணைந்த திரியும் இருக்கும். பாட்டிலில் சொருகி பற்றவைத்தால் வானத்திலோ வீட்டுக் கூரையிலோ தவ்வும். இந்திய விண்வெளி ஆராய்ச்சிக் கழகம் போன்றவை செயற்கைக்கோள்களை வானத்தில் ஏற்றுவதற்காகத் தயாரிக்கும் பிரம்மாண்டமான ராக்கெட்டுகள் சிக்கலானவை. பற்றவைத்தால் இவ்வகை பிரம்மாண்ட ராக்கெட்டுகளும் மங்கள்யான் போல செவ்வாய் கிரகத்திற்கும் தவ்வும். சில அல்பாயுசில் கடல் ஆராய்ச்சி செய்து அணையும்.

நிறுத்திவைத்துள்ள ராக்கெட்டில் மேலிருந்து கீழாக கவனித்தால், மேல் மூக்கு நுனியில்தான் வானத்தில் இருத்த வேண்டிய செயற்கைகோள் போன்றவை இருக்கும். அதன் கீழே பெரிய உருளையில் திரவ அல்லது திட நிலையில் எரிபொருள். அதற்கருகே கீழே அடுத்த அறையில் எரிபொருளைத் தொடர்ந்து எரிக்க நெருப்பை வளர்க்கும் பிராணவாயு போல ‘ஆக்ஸிடைஸர்கள்’ இருக்கும். இரண்டையும் சரிவிகிதத்தில் கலந்து பற்றவைத்து எரிப்பதற்கு அதற்கும் கீழே எரியறை அல்லது எரிகூண்டு (combustion chamber) உண்டு. இதிலிருந்து நாஸில் எனப்படும் கூம்பு வடிவப் பெருந்துவாரம் வழியே எரியும் வாயு கீழ்நோக்கிப் பீய்ச்சியடிக்க, நியூட்டனின் மூன்றாம் விதிக்குட்பட்டு, ராக்கெட் எதிர்த் திசையில், அதாவது மேலெழும்பி வானத்தில் தவ்வுகிறது. சீராகக் பறப்பதற்குத் தேவையான இறக்கையமைப்பு, வழிகாட்டும் கருவிகள் (guidance system) இத்யாதிகளை இந்த எளிய அறிமுகத்தில் விடுப்போம்.
Continue reading

நேனோ: ஓர் அறிமுகம் – கட்டுரை 6 – நேனோ தொழில்நுட்பம்: தொட்டால் தொடுதிரைப் பூ மலரும்

Standard

கணினி சி.ஆர்.டி. திரையில் தொடங்கி, கடைகளின் பில் போடும் மெஷின், சூதாட்ட ஸ்லாட் மெஷின்கள், பாம் பைலட், ஸ்மார்ட் ஃபோன், அட்டை கணினி என அநேகமாக அனைத்து மின்திரைகளுமே இன்று விரல்களால் தொடுதிரைகளாகிவிட்டது. ஐபாட், ஐஃபோன், ஐ.நா., ஐயா என்று அனைவருமே சற்று அழுத்தினால்தான் விழிக்கிறார்கள்.

நான்கு வெவ்வேறு தொழில்நுட்பங்களைக் கொண்ட தொடுதிரைகள் – (touch screens) சந்தையில் உலவுகின்றன. பிரபலமானவை இரண்டு: ரெஸிஸ்டிவ் டச், கப்பாஸிட்டிவ் டச். இன்ஃப்ராரெட் (infrared), அக்கௌஸ்டிக் (acoustic) என மேலும் இரண்டு வகைத் தொடுதிரைகள் உள்ளன. நேனோ-வுடன் நேரடியாகச் சம்பந்தம் இல்லையென்பதால் இவற்றை இங்கு விளக்கவில்லை.
Continue reading

நேனோ: ஓர் அறிமுகம் – கட்டுரை 5 – நேனோ பொருள்கள்: கிரஃபீன் தகடு, கரி-குழாய், கரி-உருண்டை

Standard

கிரஃபீன் (Graphene) என்பது ஒரு அணு பருமனால் ஆகிய உயரத்துடன், கார்பன் அணுக்கள் பக்கவாட்டில் கைகோர்த்து அமைக்கும் நேனோ-அளவு அணிவரிசை. பரப்பு சில சென்டிமீட்டர்வரை கூடச் செல்லலாமாம்.

இப்பொருளை 2004இல் கண்டுபிடித்ததற்காக 2010 இயற்பியல் நோபல் இங்கிலாந்தின் மான்செஸ்டர் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த ஆண்ட்ரீ கெய்ம் (Andre Geim) கொன்ஸ்டெண்ட்டின் நொவோஸெலெவ் (Konstantin Novoselov) இருவருக்கும் அளிக்கப்பட்டுள்ளது. இரு பரிமாண கிரஃபீன் பற்றிய “நிலமதிரும் பரிசோதனைகள்” நிகழ்த்தியதற்காக இப்பரிசு என்கிறது நோபல் பரிந்துரை.

இளசுகளுக்கு மார்ஃபீன் போல, இயற்பியலாளர்களுக்கு கிரஃபீன் தற்போதைய டார்லிங் மேட்டர். சுண்டிய பருப்பொருள் இயற்பியல் (condensed matter physics) துறையின் ஆராய்ச்சியை 2004இல் சூறாவளியாய்த் தாக்கியது கிரஃபீன் கண்டுபிடிப்பு. கடந்த சில வருடங்களாக உலகில் முக்கியமான ஆராய்ச்சி மையங்களில் கிரஃபீனின் தன்மைகள், உபயோகங்கள் தீவிர ஆராய்ச்சியில் இருக்கிறது.

Continue reading

நேனோ: ஓர் அறிமுகம் – கட்டுரை 4 – நேனோ பொருள்: நேனோ திரவம் தேடி

Standard

நேனோ திரவம் அல்லது நேனோ பாய்மம் (nanofluids) என்பது சமீப சில வருடங்களாய் ஆய்வுச்சாலைகளில் புழங்கும் பொருள்.

ஏற்கெனவே அறிமுகம் செய்துகொண்டபடி, நேனோ மீட்டர் என்பது ஒரு மீட்டரில் ஒன்றின் கீழ் நூறு கோடி பாகம். ஒரு அணுவின் அளவைவிட பத்துமடங்கே அதிகம். அப்படியென்றால் நேனோ-திரவம் என்பது நிச்சயமாக இருக்கிறதா இல்லையா என்று கண்ணுக்கே தெரியாத நேனோ-அளவில் உள்ள திரவமா?

இருக்காது என்று அனுமானிக்கலாம். அப்படியென்றால் நேனோ திரவம் நேனோ-அளவு துகள்களால் ஆனது என்று கூறலாமா? அதுவும் முடியாது. ஏனெனில், காற்று, காப்பி, டீ என அனைத்துத் திரவங்களும் நேனோ-அளவு அணுக்கூட்டணிகளினால் ஆனவைதானே.

தாமிரம், அலுமினியம் போன்ற உலோகங்களின் நேனோ-அளவிலான துகள்களை தண்ணீரைப் போன்ற ஒரு சாதாரண திரவத்தில் தூவி ஒரு கலக்கு கலக்கி கூழ்மமாக்கினால் (colloid) அது நேனோ திரவம் அல்லது பாய்மம்.

Continue reading