ಏನಿದು ನ್ಯಾನೊ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ?

ವಿಮಾನ ಪ್ರಯಾಣವು ಬಸ್ಸಿನ ಪ್ರಯಾಣಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ದುಡ್ಡಿಗೆ ಎಟುಕಿದರೆ? ರಿಮೋಟಿನ ಒಂದು ಗುಂಡಿಯನ್ನು ಒತ್ತಿದರೆ ಸಾಕು ನಿಮ್ಮ ಮನೆಯ ಕಿಟಕಿಯ ಗಾಜು ಟಿವಿ ಆಗಿ ಬದಲಾಗಿ, ಮತ್ತೂಂದು ಗುಂಡಿಯನ್ನು ಒತ್ತಿದ ಕೂಡಲೇ ಅದು ಮತ್ತೆ ಕಿಟಕಿಯ ಗಾಜಾದರೆ ಹೇಗೆ? ನಿಮ್ಮ ಮೊಬೈಲ್‌ ಫೋನ್‌ ಕಾಗದದ ಹಾಗೆ ಪದರಗಳಾಗಿ ಮಡಚಿ ಜೇಬಿನಲ್ಲಿ ಇಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವಂತಾದರೆ ಹೇಗೆ?

ಯೋಚಿಸಿ ನೀವು ನುಂಗುವ ಗುಳಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ನಿಮ್ಮ ದೇಹದಲ್ಲಿ ಸಮಸ್ಯೆಯಿರುವಲ್ಲಿಗೆ ಹೋಗಿ, ಕೊಂಚವೂ ಅಡ್ಡ ಪರಿಣಾಮವಿಲ್ಲದೇ ಗುಣಪಡಿಸುವಂತಿದ್ದರೆ ಹೇಗೆ? ನಿಮ್ಮ ವಿದ್ಯುತ್‌ ಚಾಲಿತ ಕಾರು ಒಮ್ಮೆ ಚಾರ್ಜ್‌ ಮಾಡಿದರೆ ಸಾಕು 200 ಕಿ. ಮಿ. ಗಿಂತ ದೂರ ಪ್ರಯಾಣಿಸಬಹುದಾದರೆ? ನಿಮ್ಮ ಕಾರು, ಸ್ಕೂಟರ್‌, ಮನೆ, ನಿಮ್ಮ ಉಡುಗೆ, ತೊಡುಗೆ ಯಾವುದೂ ಹಳತಾಗದಿದ್ದರೆ? ಅವುಗಳು ಕೊಳೆಯೂ ಆಗದಿದ್ದರೆ? ವಿಮಾನ ಪ್ರಯಾಣವು ಬಸ್ಸಿನ ಪ್ರಯಾಣಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ದುಡ್ಡಿಗೆ ಎಟುಕಿದರೆ?

ರಿಮೋಟಿನ ಒಂದು ಗುಂಡಿಯನ್ನು ಒತ್ತಿದರೆ ಸಾಕು ನಿಮ್ಮ ಮನೆಯ ಕಿಟಕಿಯ ಗಾಜು ಟಿವಿ ಆಗಿ ಬದಲಾಗಿ, ಮತ್ತೂಂದು ಗುಂಡಿಯನ್ನು ಒತ್ತಿದ ಕೂಡಲೇ ಅದು ಮತ್ತೆ ಕಿಟಕಿಯ ಗಾಜಾದರೆ ಹೇಗೆ? ನಿಮ್ಮ ಮೊಬೈಲ್‌ ಫೋನ್‌ ಕಾಗದದ ಹಾಗೆ ಪದರಗಳಾಗಿ ಮಡಚಿ ಜೇಬಿನಲ್ಲಿ ಇಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವಂತಾದರೆ ಹೇಗೆ? ಏನ್ರೀ ಹೀಗೆ ಆಗಲು ಸಾಧ್ಯವೇ ಅಂತಿದ್ದೀರಾ? ಹೌದು, ನ್ಯಾನೋ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ಎಂಬ ಅರಿವಿನ ಕ್ರಾಂತಿಯಿಂದಾಗಿ ಇವೆಲ್ಲವೂ ಸಾಧ್ಯವಾಗಬಹುದು. ನ್ಯಾನೊ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ಎಂಬ ಪದವನ್ನು ಆಗಾಗ ಕೇಳಿದ್ದರೂ, ಹಾಗೆಂದರೇನು ಅಂತ ಹಲವರಿಗೆ ಗೊತ್ತಿರಲಿಕ್ಕಿಲ್ಲ. ಈ ಬಗ್ಗೆ ಕೆಲವು ವಿಷಯಗಳನ್ನು ತಿಳಿಯೋಣ ಬನ್ನಿ.

1 ಮೀಟರ್‌ ಅಳತೆಯಿರುವ ವಸ್ತುವನ್ನು 1,00,00,00,000 ಸಮಭಾಗಗಳಾಗಿ ಮಾಡಿದರೆ ಸಿಗುವ ಒಂದು ಭಾಗದ ಅಳತೆಯೇ “1 ನ್ಯಾನೊ ಮೀಟರ್‌’. ಇದು ಒಂದು ಕೂದಲೆಳೆಯನ್ನು 60,000 ಸಮಭಾಗಗಳಾಗಿ ಮಾಡಿದರೆ ಸಿಗುವ ಒಂದು ಭಾಗದ ಅಳತೆಗೆ ಸಮ. ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿರುವ ಒಂದು ಅಣುವಿನ ದುಂಡಳತೆಯು ಸರಾಸರಿ 0.1 ರಿಂದ 0.5 ನ್ಯಾನೊ ಮೀಟರ್‌ ಗಳಿಷ್ಟಿರುತ್ತದೆ. ಸುಮಾರು 100 ನ್ಯಾನೊ ಮೀಟರ್‌ ಅಳತೆಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕ ಅಳತೆಯಲ್ಲಿ ಕೈಗೊಳ್ಳುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಚಳಕಗಳನ್ನು ನ್ಯಾನೊ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ಅನ್ನುತ್ತಾರೆ.

ಇಷ್ಟು ಚಿಕ್ಕ ಅಳತೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಕೇಳಿದೊಡನೆ ಏಳುವ ಮೊದಲ ಪ್ರಶ್ನೆಯೆಂದರೆ “ಇದನ್ನು ಹೇಗೆ ಅಳೆಯುತ್ತಾರೆ?’ ಇದಕ್ಕೆ ಉತ್ತರ “ಕ್ಷ-ಕಿರಣಗಳ’ ಡಿಪ್ರಾಕÏನ್‌ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಅಥವಾ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್‌ ಟನಲಿಂಗ್‌ ಮೈಕ್ರಾಸ್ಕೋಪ್‌ ಎಂಬ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ. ಇದರಲ್ಲಿ ಕಿರಣಗಳ ಬಾಗುವಿಕೆಯ ಗುಣವನ್ನು ಬಳಸಿ ನ್ಯಾನೊ ಅಳತೆಯ ಕಣಗಳ ಗುಣಗಳನ್ನು ತಿಳಿಯುವುದು, ಬೇಕಿರುವಂತೆ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ವಿಜ್ಞಾನಿ ನೊಬೆಲ್‌ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ಪಡೆದ ರಿಚರ್ಡ್‌ ಫಿಮನ್‌ ಅವರ “(ಅಣುಕೂಟದ) ಆಳದಲ್ಲಿ ತುಂಬಾ ಜಾಗವಿದೆ’ ಅನ್ನುವ ಮಾತು ಒಂದರ್ಥದಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊ ಪ್ರಪಂಚದೆಡೆಗೆ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹೊರಳಲು ಅಡಿಪಾಯವಾಯಿತು. ಅಣುಕೂಟದ (molicule) ಅಳತೆಯೇ ಚಿಕ್ಕದು ಅನ್ನುವಾಗ ಅದರಲ್ಲಿ ತುಂಬಾ ಜಾಗವಿದೆ ಅನ್ನುವ ಮಾತು ಹೊಸ ಕುತೂಹಲ, ಹುಡುಕಾಟಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು. ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ನಡೆದ ಹುಡುಕಾಟಗಳು ಬರಬರುತ್ತಾ ನ್ಯಾನೋ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ಎಂಬ ಹೊಸ ಅರಿವಿನ ಕಡಲನ್ನೇ ನಮ್ಮೆದುರು ತಂದಿತು.

ಕಣಗಳನ್ನು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿಸುತ್ತಾ ಹೋದಂತೆ ಒಂದು ಹಂತದ ಅಳತೆಯಲ್ಲಿ ಅವುಗಳು ತೋರುವ ಗುಣಗಳು ದೊಡ್ಡ ಕಣಗಳು ತೋರುವ ಗುಣಗಳಿಗಿಂತ ತುಂಬಾ ಬೇರೆಯದಾಗಿ ಬಿಡುತ್ತವೆ. ಇವೇ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಅಥವಾ ನ್ಯಾನೋ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್ಸ್‌. ಹೊಸ ಗುಣಗಳನ್ನು ತೋರುವ ಈ ಅಳತೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 100 ನ್ಯಾ.ಮೀ. ಇಲ್ಲವೇ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ. ನ್ಯಾನೊ ಅಳತೆಯಲ್ಲಿ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ದೊಡ್ಡ ಕಣಗಳಿಗಿಂತ ಬೇರೆಯದೇ ಆದ ಬೆಳಕಿನ, ಬಿಸುಪಿನ (temperature), ಚದರುವ, ಹೀರುವ, ಸೆಳೆತದ ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿ ಬಿಡುತ್ತವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಚಿನ್ನದ ದೊಡ್ಡ ತುಣುಕುಗಳು 1064 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ಗೆ ಕರಗಿದರೆ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು 300 ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ಗೆàನೇ ಕರಗಿಬಿಡುತ್ತವೆ. ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ದೊಡ್ಡಕಣಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ಹೆಚ್ಚಿಗೆ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲವು ಇಲ್ಲವೇ ಚದರಿಸಬಲ್ಲವು. (ಹೀಗಾಗಿಯೇ ಅವುಗಳನ್ನು ಬಿಸಿಲು ತಡೆ ನೊರೆಯಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ). 

ದೊಡ್ಡ ಕಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ ವಸ್ತುಗಳಿಗಿಂತ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಂದ ಮಾಡಿದ ವಸ್ತಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಗಟ್ಟಿಯಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ದೊಡ್ಡ ಕಣಗಳ ಬದಲಾಗಿ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಂದ ಮಾಡಿದ ಚಳಕಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಕಲೆಯೇ ನ್ಯಾನೊ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ.

1974ರಲ್ಲಿ ಜಪಾನಿನ  ನೊರಿಯೊ ಟಾನಿಗುಚಿ ಎಂಬುವವರು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ನ್ಯಾನೊ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ಎನ್ನುವ ಪದವನ್ನು ಬಳಸಿದರು.
1980ರಲ್ಲಿ ಏರಿಕ್‌ ಡ್ರೆಕ್ಸಲರ್‌ಯೆಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ ತಮ್ಮ ಹೊತ್ತಗೆಯಲ್ಲಿ ಮುಂದಿಟ್ಟ ಎರಡು ತಂತ್ರಗಳಾದ ಬಾಟಮ್‌ ಅಪ್‌ (ಅಡಿಯಿಂದ ಮುಡಿ) ಮತ್ತು ಟಾಪ್‌ ಡೌನ್‌ (ಮುಡಿಯಿಂದ ಅಡಿ) ನ್ಯಾನೊ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿಯಲ್ಲಿ ಮೈಲಿಗಲ್ಲುಗಳಾ ದವು. ಅಡಿಯಿಂದ ಮುಡಿ ಎಂದರೆ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಂದ ಶುರುಮಾಡಿ ದೊಡ್ಡ ಕಣಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಕಟ್ಟುವುದು. “ಮುಡಿಯಿಂದ ಅಡಿ’ ಎಂದರೆ ದೊಡ್ಡ ಅಳತೆಯ ಕಣಗಳಿಂದ ಶುರುಮಾಡಿ ಕಿರು ಅಳತೆಯ ಕಟ್ಟಣೆಗೆ ಬರುವುದು.

“ಅಡಿಯಿಂದ ಮುಡಿ’ ಚಳಕ ಇನ್ನು ಎಳವೆಯಲ್ಲಿದ್ದು, ಮುಂದೊಮ್ಮೆ ಇದು ಸಾಧ್ಯವಾದರೆ ಬರಹದ ಮೊದಲಿಗೆ ಕೊಡಮಾಡಿದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉದಾಹರಣೆಗಳು ನಿಜವಾಗಬಲ್ಲವು.

ನ್ಯಾನೊ ಪ್ರಪಂಚದಲ್ಲಿ ಮುಂದಿನ ಮೈಲಿಗಲ್ಲನ್ನು 1985ರಲ್ಲಿ ನೆಡಲಾಯಿತು. ಜೇನುಗೂಡಿನ ಆಕಾರದಲ್ಲಿರುವ ಇಂಗಾಲದ ನಾಲ್ಕನೆ ಹೊಸ ರೂಪವನ್ನು ಅಮೆರಿಕದ ರೈಸ್‌ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ 5 ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ತಂಡ ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಅದನ್ನು ಫ‌ುಲ್ಲರೀನ್‌ ಎಂದು, ಹೆಸಾರಾಂತ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪಿ ಬಕ್‌ ಮಿನಿಸ್ಟರ್‌ ಪುಲ್ಲರ್‌ ಅವರ ಹೆಸರಿನಿಂದ ಕರೆಯಲಾಯಿತು. ನಂತರ ಫ‌ುಲ್ಲರೀನ್ನಿನ ಇನ್ನು ಹಲವು ಬಗೆಗಳು ಅದರಲ್ಲಿ 70, 76, 80 ಇಂಗಾಲದ ಅಣುಗಳಿರುವ ಮತ್ತು ಕೊಳವೆಯಾಕಾರದ ಫ‌ುಲ್ಲರಗಳನ್ನು (ನ್ಯಾನೊ ಟ್ಯೂಬ್ಸ್) ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು. ನ್ಯಾನೊ ಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್‌ ಮತ್ತು ಶಾಖವನ್ನು ಯಾವುದೇ ಲೋಹಕ್ಕಿಂತ ಹಲವು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ವೇಗವಾಗಿ ಮತ್ತು ಸರಾಗವಾಗಿ ಹರಿಸಬಹುದು.

1918 ರಿಂದ ಹಲವಾರು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಎಷ್ಟೇ ಹುಡುಕಾಡಿದರೂ ಸಿಗದ ಗ್ರಾಫೀನ್‌ (ಒಂದೆ ಒಂದು ಅಣುವಿನ ಇಂಗಾಲದ ಪದರ) ಎಂಬ ಇಂಗಾಲದ ಐದನೆ ಹೊಸ ರೂಪವನ್ನು 2002ರಲ್ಲಿ ಕೇವಲ ಒಂದು ಸೆÇÉೊಫೇನ್‌ ಟೇಪಿನಿಂದ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು. ಇಂದು ಗ್ರಾಫೀನ್ನಿನ ಉಪಯೋಗಗಳು ಸಾವಿರಾರು. ಗ್ರಾಫೀನ್ನಿನ ಗುಣಗಳು ನ್ಯಾನೊ ಅಳತೆಯಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು ಹೇಳಿ ಮಾಡಿಸಿದಂತಿದ್ದು, ನ್ಯಾನೊ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿಯಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲಕ್ಕಿಂತ ದೊಡ್ಡ ಹೆಜ್ಜೆಯೆಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹೇಳುತ್ತಿ¨ªಾರೆ. ಆದರೆ ಗ್ರಾಫೀನ್ನಿನ ಹಿನ್ನಡೆಯೆಂದರೆ ಅದನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಇರುವ ಈಗಿನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ತುಂಬಾ ದುಬಾರಿಯಾಗಿರುವುದು. ಹೀಗಾಗಿ ಗ್ರಾಫೀನ್ನಿನ ಬಳಕೆ ಇನ್ನೂ ಎಲ್ಲೆಡೆ ಆಗುತ್ತಿಲ್ಲ. ಮುಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವಿಕೆಗಳು ಹೊಸ ಜಗತ್ತನ್ನು ತೆರೆಯಬಹುದು.

ಅಳತೆಯಲ್ಲಿ ಕಿರಿದಾದರೂ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿ ಹಿರಿದಾದ ನ್ಯಾನೊ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿಯ ಚಳಕಗಳು ಮುಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ನಮ್ಮ ಮನೆಮಾತಾಗುವುದಂತೂ ದಿಟ. ಆ ದಿನಕ್ಕೆ ಕಾದುನೋಡೋಣ.

(ತಿಳಿಗನ್ನಡದಲ್ಲಿ ತಿಂಗಳಿಗೊಮ್ಮೆ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಮಾತುಕತೆಯನ್ನು ಬೆಂಗಳೂರಿನಲ್ಲಿರುವ ಮುನ್ನೋಟ ಮಳಿಗೆ ಹಮ್ಮಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಿದೆ. ಈ ಬಾರಿ ನಡೆದ ಮಾತುಕತೆಯ ಆಯ್ದ ಭಾಗವಿದು)

ಸೂರ್ಯ ಪ್ರಕಾಶ್‌ ಜೆ.  ವಿಜ್ಞಾನ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರು