குறுகத் தரி

என் பள்ளி நண்பன் ஒருவன் திடீரென்று ஒருநாள் தன் நோட்டில் குறுணை குறுணையாக எழுத ஆரம்பித்தான். அடுத்து, தபால் அட்டையில் திருக்குறள் முழுவதையும் எழுத முயன்றான். பிறகு தாஜ்மஹாலை அரிசியில் கீறினான். சமீபத்தில் சிற்பி ஒருவர் தமிழ்த்தாயின் உருவத்தை வரைய இரண்டு அரிசிகள் எடுத்துக்கொண்டார். அமெரிக்க அதிபர் ஓபாமாவுக்கும் இரண்டு அரிசிகள். மிச்செல்லும், வெள்ளை மாளிகையும் சேர்த்து வேண்டும் என்றால் இன்னும் நான்கைந்து அரிசிகள் தேவைப்படும்.

குள்ளமான மனிதன், ஒல்லியான இடுப்பு, சின்னஞ்சிறிய நாய்க்குட்டி, மிகச்சிறிய மீன் , 2 வயது குழந்தையைப் போல சாலையில் ஓடும் நானோ கார் என மனிதன் அடையும் மைக்ரோ ஆச்சரியங்களுக்கு அளவே இல்லை.

அரிசியில் சோற்றுக்குப் பதிலாக கலையை வடிப்பது கொஞ்சம் சிரமமான காரியம்தான். ஆனால் தன் தலைமுடியைப் பிடுங்கி அதில் தனிம அட்டவணையை நிரப்ப நிறைய விஞ்ஞானம்-மிகச்சிறிய விஷயங்களின் விஞ்ஞானம்- தெரிந்திருக்கவேண்டும்.

Sizes_Nano_Technology_Comparison_Tennis_Ball_Virus_Bacteria_Cancer_Cells_Hydrogen_Atoms

மிகச்சிறிய விஷயங்களை, அளவுகளை சுட்ட ‘மைக்ரோ’, ‘நானோ’ போன்ற முன்னொட்டுச் சொற்கள் பயன்படுகின்றன. நம் கண்களுக்குப் புலனாகாத, ஒளி நுண்ணோக்கி வழியே மட்டுமே காண இயலும் உலகத்தைக் குறிக்க மைக்ரோ என்ற சொல் முதன் முதலில் பயன்படுத்தப்பட்டது. ‘நானோ’ என்றால் கிரேக்க மொழியில் குள்ளன், சின்னஞ்சிறுசு என்று பொருள். ஒரு மீட்டரை 100 கோடி சமக்கூறுகளாக பிரித்தால் அந்த ஒவ்வொரு கூறும் ஒரு நானோமீட்டர். 100 கோடி ரூபாய்க்கும் ஒரு ரூபாய்க்கும் இடையே உள்ள கணக்கு. 100 கோடி அல்லது ஒரு பில்லியன் மக்கள்தொகையில் நாம் ஒவ்வொருவரும் ஒரு நானோ அங்கம். ஆனால் ஒரு நானோமீட்டர் நீளத்தில் 10 ஹைட்ஜன் அணுக்களை வரிசையாக அமரச் செய்ய முடியும்.

நானோ தொழில்நுட்பத்தின் நவீனத் தொடக்கத்தைப் புகழ்பெற்ற அமெரிக்க விஞ்ஞானி ரிச்சர்ட் ஃஃபைன்மேனில் இருந்து ஆரம்பிப்பது வழக்கம். ரிச்சர்ட் ஃபைன்மேன் ஒரு சுவாரஸ்யமான உரையாடல்காரர். 1959-ன் ஒர் அந்தி வேளையில் வழக்கம் போல ஒரு சுவாரஸ்யமான பேச்சின் தொடக்கமாக ‘There is a plenty of room at the bottom’ என்று ஆரம்பித்தார். 24 பகுதிகள் கொண்ட என்ஸைக்ளோபீடியா பிரிட்டானிக்கா முழுவதையும் ஒரே ஒரு பின் ஊசியின் கொண்டையில் எழுதவிட முடியுமா? என்று வினவினார். அவ்வாறு எழுத எத்தனை முறை ஒவ்வொரு  எழுத்தையும் சுருக்க வேண்டும்?             உலகத்தில் உள்ள அனைத்துப் புத்தகங்களையும் ஒரு சிறுபரப்பில் எழுதிவிடமுடியுமா? இது சாத்தியமா?  இதற்கு தேவைப்படும் நுட்பம், நுணுக்கங்கள், கருவிகள் யாவை?  ஒர் அணுவை ஒவ்வொன்றாக கையாள்வது இயற்பியலின் விதிகளுக்கு எதிரான ஒன்றும் அல்ல. அப்படியென்றால் அதன் நடைமுறை பிரச்சனைகள் என்ன? என்று ஒரு முன்வரைவை அளித்தார்.

இறுதியில் ஆயிரம் டாலர் சவால்கள் இரண்டை அறிவித்தார். முதல் சவால் ஒரு புத்தகத்தின் பக்கத்தை 25000 முறை சுருக்கி எழுத வேண்டும். இரண்டாவது ஒரு மோட்டாரை மிகச்சிறியதாக- ஏறக்குறைய இந்த வாக்கியத்தின் கடைசியில் உள்ள முற்றுப்புள்ளியின் அளவில்- வடிவமைக்க வேண்டும். அது வேலையும் செய்ய வேண்டும் என்பது விதி எண் 2.

Ancient_Pre-Historic_Stone_Age_Ape_Homo_Sapiens_Tools_Carve_Manபல லட்ச வருடங்களாக மனிதன் உடைத்தும், வளைத்தும், தட்டியும், சுட்டும், வார்த்தும், இழைத்தும் பொருட்களை வடிவமைக்கிறான். இதன் செய்நேர்த்தி ஒவ்வொரு தலைமுறைக்கும் மேம்படுகிறது. ஒரு சிற்பி ஒரு சிலையை வடிக்கும்போது அவரின் கூர்மையான உளி கோடிக்கணக்கான துகள்களை உடைத்து வீசுகிறது. எஞ்சிய துகள்கள் ஓர் அழகிய சிற்பமாக ஆகின்றன. இவ்வாறு பொருட்களை உருவாக்குவது ஒரு வகை. இது மேலிருந்து கீழ்- Top down approach- எனப்படுகிறது.

இன்னொரு வகை உள்ளது. இதனுடன் ஒப்பிட்டால் மேலிருந்து கீழ் முறைகள் முரட்டு தொழில்நுட்பங்கள். இது மிக மிக நாசூக்கானாது. இயற்கை பல கோடி வருடங்களாக சமைத்து வைத்துள்ளது. இயற்கையின் செய்முறை. ஆர்.என்.ஏ, புரோட்டீன், டி.என்.ஏ போன்ற உயிர் மூலக்கூறுகள் இணைந்து செல்கள், திசுக்கள்., உறுப்புகள், நீங்கள், நான் உருவான முறை. இயற்கையின் ரகசியம். ஆனால் இதை மனிதன் இன்னொரு வகையில் பிரதி செய்யமுடியும். அணுவையோ மூலக்கூறையோ ஒவ்வொன்றாக இணைத்து நமக்குத் தேவையானவற்றை செய்யும் ‘உயிர்களை’ உருவாக்கிக் கொள்ளலாம். இது கீழிலிருந்து மேல் –Bottom up approach- எனப்படுகிறது. இதுதான் நானோதொழில் நுட்பத்தின் பிரதான செய்முறை.

Atom_Molecule_Structure_NanoTech_carbon_Nucleiமனிதன் பழங்காலம் முதலே கார்பன் தனிமத்தின் பல்வேறு முகங்களை அறிவான். வைரம், கிராஃபைட், மரக்கரி, புகைக்கரி என. 1985-ல் இன்னொரு புது வடிவில் கார்பன் உருவானது. இது பக்மினிஸ்டர் ஃபுல்லரீன் எனப்படுகிறது. பக்மினிஸ்டர் ஃபுல்லர் என்பவர் அமெரிக்க கட்டிடக்கலைஞர். அவர் வடிவமைத்த ஜியோடெஸிக் டோம்-Geodesic domes- போல இந்தப் புதுவகை கார்பன் இருந்ததால் ஃபுல்லரீன் என்று பெயர் பெற்றது. செல்லமாக பக்கி பால்- Bucky Ball- என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. ஏனெனில் இது ஒரு ஃபுட்பால் வடிவத்தில் அமைந்துள்ளது. 60 கார்பன் அணுக்கள் மட்டுமே கொண்டது.. உருளை வடிவத்தில் இருந்தால் அது கார்பன் நானோக்குழாய்.

சர்வதேச அளவில் பொருளாதாரத்தில் மாபெரும் மாற்றங்களை கொண்டுவரும் தொழில்நுட்பம் General Purpose Technology என சொல்லப்படுகிறது. உதாரணம் மின்சாரம், தகவல் மற்றும் கணினி தொழில் நுட்பம் போன்றவை. இவை கிட்டத்தட்ட அனைத்து செக்டர்களிலும் பயன்பாடு கொண்டவை. உற்பத்தியை பெருக்கி விலையை மலிவாக்குவன. நானோ தொழில்நுட்பம் இந்த வகையைச் சேர்ந்தது. படிகங்கள், பொடிகள், தகடுகள், குழாய்கள், குச்சிகள் என பல வடிவங்களில் நானோப் பொருட்கள் தயாரிக்கப்படுகின்றன. இவை பல துறைகளில் பயன்படுகின்றன.

ஆனால் நானோ தொழில்நுட்பம் புதுமையான ஒன்றும் அல்ல. சில வேறுபாடுகள் இருந்தாலும் இதற்கு வடிவொத்த தொழில்நுட்பங்கள் ஏற்கனவே உள்ளன. ஒன்று சிலிக்கன் சில்லு தயாரிப்பு தொழில்நுட்பம். 1960-களில் தொடங்கியது. இன்னொன்று மைக்ரோ எலக்ட்ரோ மெக்கானிக்கல் ஸிஸ்டம்ஸ்-Micro Electro Mechanical Syatems (MEMS). இது 1970-களில் ஆரம்பித்தது. இந்த தொழில்நுட்பம் சிலிக்கன் சில்லு தயாரிப்பு துறையின் எந்திரங்களையும், செய்முறை நுணுக்கங்களையும் பயன்படுத்திக்கொள்கிறது. இவற்றின் பொது அம்சம் என்னவென்றால் கருவிகளை மிகச்சிறியதாக வடிவமைப்பதுதான். இது Miniaturization எனப்படுகிறது. இவை மேலிருந்து கீழ் முறைகள். 1971-ல் இன்டெல் நிறுவனம் தயாரித்து வெளியிட்ட மைக்ரோபுராஸஸர் 4004. அதில் உள்ள டிரான்ஸிஸ்டர்கள் எனப்படும் மின்னணுக் கருவிகளின் எண்ணிக்கை 2300. இது 10 மைக்ரான் அளவுத் தொழில்நுட்பத்தில் செய்யப்பட்டது. அதாவது அதன் மின்சுற்றில் இணைக்கப்பட்டுள்ள கருவிகளின் கூறு ஒன்றின்- சரியாகச் சொல்லவேண்டும் என்றால் அந்தக் கருவியின் Gate length-  பரிமாணம் 10 மைக்ரோ மீட்டர் ஆகும். சமீபத்தில் இன்டெல் தயாரித்து வெளியிட்ட அதி உயர் மைக்ரோபுராஸஸர் 22 நானோமீட்டர் தொழில்நுட்பத்தில் செய்யப்பட்டுள்ளது. இதில் உள்ள டிரான்ஸிஸ்டர்களின் எண்ணிக்கை 200 கோடிக்கு மேல். எதற்கு இவ்வளவு சிறியதாக செய்யவேண்டும்? அதிக செயல்திறன், வேகம், குறைந்த ஆற்றல் தேவை, சல்லிசான விலை போன்றவைதான் இதற்கு காரணங்கள். அதி உயர் மடிக்கணினி, டேப்லெட் பிசி-கள் ஸ்மார்ட் ஃபோன், கேம் ஸ்டேஷன், ஐபாட் என டிஜிட்டல் காடு உருவாகும் கருவறை.

ஆனால் சிலிக்கன் சில்லுத் தொழில்நுட்பம் அதன் எல்லையை இன்னும் சில ஆண்டுகளில் முட்டிவிடும். 22 நானோமீட்டரை இன்னும் குறைத்தால் அணுவின் பரிமாணங்களுக்கு போய்விடுவோம். அந்த இடத்தில் நானோதொழில்நுட்பம் வந்து அமர்ந்து கொள்கிறது. அணு, மூலக்கூறு போன்றவற்றை நாசூக்காகக் கையாண்டு ஒரு மாற்றுவழியைச் சாத்தியமாக்குகிறது..


NANOPLANET HD from Scientific Visualization Unit on Vimeo.

1980-ல் ஆய்வாளர்கள் ஒரு மூலக்கூறு ஆய்வுகளை ஆரம்பித்தனர். மூலக்கூறுகளை அடிப்படை மின் கருவிகளாக வடிவமைத்து ஒரு மின்சுற்றை உருவாக்க முயற்சித்தனர். பின் ஒரே ஒரு மூலக்கூறில் ஒரு மின்சுற்றை வடிவமைக்கமுடியுமா என்று ஆராய்ந்தனர். எரிக் டிரக்ஸ்லர் என்ற விஞ்ஞானி இன்னும் ஒரு படி மேல் சென்று மூலக்கூறு இயந்திரங்கள் சாத்தியமா என்று ஆராய்ந்தார். மோட்டார், கியர் போன்றவற்றை மூலக்கூறைக் கொண்டு வடிவமைப்பதுதான் இது. மேலும் கணக்கிடும் மூலக்கூறுகளை வடிவமைத்து கணினியின் அடிப்படை செயல்களை பெறமுடியும். மூலக்கூறு இயந்திரத்தையும் மூலக்கூறு கணினியையும் வெற்றிகரமாக இணைக்க முடிந்தால் அது மூலக்கூறு ரோபோ.

நாம் ஒரு பொருளை தொடும்போது நம் விரலில் உள்ள கோடிக்கணக்கான மூலக்கூறுகள் பொருளின் கோடிக்கணக்கான மூலக்கூறுகளை ஸ்பரிசிக்கின்றன. கருவிகள் கூட அவ்விதமே. அப்படியென்றால் ஒரு அணுவை, மூலக்கூறை எப்படி பார்ப்பது, தொடுவது? 1981-ல் ஸ்கேனிங் டன்னலிங் மைக்ரோஸ்கோப்-Scanning Tunneling Microscope- என்ற கருவி உருவாக்கப்பட்டது. இது ஒரு விசேஷமான எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி. இதில் ஒரே ஒரு அணுவில் முடியும் மிகமிகக் கூர்மையான முனை உள்ளது. இந்த முனை பொருளின் பரப்பில் உள்ள அணுக்களின் ‘மேடு பள்ளங்களுக்கு’ ஏற்ப நகர்ந்து அதன் பரப்பை படமாக்குகிறது. இதே போல இன்னொரு நுண்ணோக்கி அடாமிக் ஃபோர்ஸ் மைக்ரோஸ்கோப்- Atomic Force Micrscope. இவை நவீன விஞ்ஞானியின் சக்திவாய்ந்த கண்களாவும், நாசூக்கான கரங்களாகவும் செயல்படுகின்றன.

இன்று பல நானோ பொருட்கள் ஆய்வுப் பட்டறையிலிருந்து தெருவுக்கு வந்துவிட்டன. வாஷிங் மெஷின், ஃப்ரிட்ஜ், ஏ ஸி போன்ற நுகர்வு பொருட்களில் நானோ சில்வர் தொழில்நுட்பம் பயன்படுகிறது. கொலுசு வடிவில் வெள்ளி பெண்களின் பிரியமான தோழன். நானோ வடிவில் நல்ல கிருமி நாசினி. வாஷிங் மெஷினில் உள்ள சில்வர் அயனிகள் அழுக்குத் துணிகளில் உள்ள பாக்டீரியாவை கொல்கின்றன. இந்த அயனிகள் துணிகளின் மீது ஒரு மெல்லிய படலமாகப் படிந்து ஒரு மாத காலம் வரை பாக்டீரியாவுடன் தொடர்ந்து போராடி ஒரு பாதுகாப்பு வளையத்தை அளிக்கின்றன. .ஃபிரிட்ஜ் மற்றும் ஏ ஸி யில் உள்ள சில்வர் நானோ கோட்டிங் பாக்டீரியாவைக் கட்டுபடுத்துகின்றன. அழகுசாதனப் பொருட்களில் உள்ள நானோதுகள்கள் ரசாயனங்களை பொதி போல சுமந்து சென்று சருமத்தின் அடியில் உள்ள செல்களுக்கு போஷாக்கை அளிக்கின்றன. இது செல்களை துரிதமாக புதிப்பித்து மாசற்ற பொலிவையும் குழந்தைச் சருமத்தையும் பெற உதவுகிறது.  நானோ உடைகளில் உள்ள துகள்கள் பாக்டீரியா, பூஞ்சை போன்றவற்றின் வளர்ச்சியை தடுக்கின்றன. நீர் துளையா ஆடைகளை தயாரித்து மாட்டிக் கொள்ளலாம்.

இன்று புற்று நோயை குணப்படுத்த கீமோதெரபி, ரேடியேஷன் தெரபி போன்ற சிகிச்சை முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அனால் இவை கான்ஸர் செல்களுடன் ஆரோக்கியமான செல்களையும் சேர்த்து அழித்துவிடுகின்றன. இது பல பக்கவிளைவுகளை ஏற்படுத்துகிறது. கான்ஸர் செல்களை மட்டும் துல்லியமாகக் குறி வைத்து அழிக்கும் சிகிச்சை முறைகள் நானோ தொழில்நுட்பத்தில் சாத்தியம். மேலும், மருந்துகளைத் தேவையான செல்களுக்கு மட்டும் அளிக்கும் முறையும்- Targeted Drug Delivery- சாத்தியம்.

கடந்த பத்து வருடங்களாக நானோ அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் அபாயங்களைப் பற்றிய பீதியும் கிளம்பிவிட்டது. நண்பனா, எதிரியா, வரமா, சாபமா என்று விவாதங்கள் எழத் தொடங்கிவிட்டன. நானோ ரோபோக்கள் நம் செல்களுக்குள் புகுந்து டி. என். ஏவை மாற்றிவிட்டால் என்ன செய்வது? மக்கள்தொகையைப் போல பல்கிப் பெருகினால் அதை தடுப்பது எப்படி? பூமியின் கார்பன் வளங்களை எல்லாம் மென்று விழுங்கி பூமியை அழித்துவிட்டால்? என்று பல கேள்விகளை ஆன்டி நானோ குழுக்கள் முன்வைக்கின்றன.

தற்போது விஞ்ஞானிகள் ஒரு திண்மத்தின் பரப்பில் உள்ள அணுக்களை ஒவ்வொன்றாக கையாள முடியும். கூடிய விரைவில் செல்களில் உள்ள மூலக்கூறுகளை ஒவ்வொன்றாகத் தொடுவார்கள். மாற்றி அமைப்பார்கள். ஒவ்வொரு அணுவுடனும் விளையாடி மனிதன் எந்தக் கோப்பையை வெல்லப் போகிறான்? படைப்பின் ரகசியத்தையா?

நானோதுகள் ஆய்வுக்கூடங்களும் தொழிற்சாலைகளும் அவற்றின் நச்சுத்தன்மை மற்றும் ஆபத்துகளைப் பற்றி அறிக்கை கொடுக்கவேண்டும் என்று பிரான்சு போன்ற நாடுகள்  நிபந்தனைகள் போட ஆரம்பித்துவிட்டன. நானோ துகள்கள் மிக ஆபத்தானவை.   நாம் சுவாசிக்கும் போது நானோ துகள்கள் நுரையீரல் வழியே எளிதாக ரத்தத்தில் கலந்துவிடும் அபாயம் உள்ளது.

பிரபலத் திரைப்படக் காட்சி. வில்லனின் வீட்டின் பிளவர் வேஸிலோ அல்லது அவன் பயன்படுத்தும் மேசையின் அடியிலோ ஒரு பட்டன் சைஸ் மைக்ரோ போனை ஒட்டி வைத்துவிடுவார்கள். காட்சி 2-ல் வில்லன் செய்யப்போகும் நாசக்காரியங்களை அவன் வாயாலே சொல்லக்கேட்டு தடுத்துவிடுவார்காள். படம் முடிய நேரம் இருந்தால் வில்லன் கீழே விழுந்த தன் துப்பாக்கியை எடுக்கும்போது அந்தக் கருவியை கண்டுபிடித்துவிடுவான். அவன் கை ஓங்கிவிடும். நானோ வேவு கருவிகளின் சாத்தியங்களைப் பார்த்தால் இவையெல்லாம் மிக மிக முரட்டு தொழில்நுட்பங்கள்.  நம் தலையைச் சுற்றி ஒளிவட்டம் போல நானோ வேவுகருவிகள் பறக்கும் சாத்தியம் இருக்கிறது. சுவரில் ஒரு பூச்சாக, மூலை முடுக்கில், ஏன் மூளையிலே எங்கு வேண்டுமானாலும் நம்மை பல லட்சம் கண்கள் பார்க்கலாம். ஆனால் இவையெல்லாம் தற்போது நடைமுறையில் இல்லை. ஏனென்றால் வேவுச் செய்திகளை அனுப்ப ட்ரான்ஸ்மிட்டர், ஏரியல் போன்ற கருவிகளையும் நானோமீட்டர் அளவில் அமைக்க வேண்டும். அமைத்தாலும் கூட இரைச்சல் போன்ற பிரச்சனையை சமாளிக்க வேண்டும்.

நவீன தொழில்நுட்பத்தின் எல்லைதான் என்ன? அப்படி ஒன்று இல்லை என்று சிலர் ஏற்கனவே கிளம்பிவிட்டார்கள். என் மண்டை ஓட்டில் வைரத்தை மெல்லிய படலமாக அமைத்து  மேலும் சக்தியுடையதாக ஆக்குவேன் என்று ஒரு கூட்டம் கூற ஆரம்பித்துவிட்டது. தொழில்நுட்பத்தின் சாத்தியத்தை பயன்படுத்தி பரிணமிப்பது மனிதனின் பிறப்புரிமை என்று கூவுகிறார்கள். அறிவியல் புனைவுகளில் வரும் சைபார்க்ஸ்- மனிதன் பாதி. எந்திரம் பாதி- போல. மனிதன் சாகாவரம் வேண்டிய பல கதைகள் நம் தொன்மத்தில் உண்டு. ரசவாதிகள் பலர் வாழ்நாள் முழுவதும் தேடிக்கொண்டிருந்த விஷயம். இந்தக் கூட்டம் தங்களை டிரான்ஸ் ஹியூமன்ஸ்-Transhumans- என்று சொல்லிக்கொள்கிறது. மனிதனுக்கு மரணம் அவமானம் என்ற நம்பிக்கை உடையவர்கள் இவர்கள்.

மனிதருக்கு மிகவும் பிடித்த விளையாட்டு ஒன்று உண்டு. சில நூறு வருடங்களாகக் களிவெறியுடன் விளையாடிக்கொண்டிருக்கிறார். ஒரு கிளையின் நுனியில் அமர்ந்துகொண்டே அதன் அடிப்பகுதியை கடைசிவரை வெட்டி விளையாடுவதுதான் அது. கிளை உடைந்து விழுவது  நிச்சயம். ஆனால் விழும் கணம் மீட்பின்றி பாதாளத்தில் விழலாம் அல்லது பறவையாகி வான்நோக்கி பறந்து விடலாம்.

how-nanotechnology-could-reengineer-us