शनैः कन्था शनैः पन्थाः शनैः पर्वतलङ्घनम्।
शनैः विद्या शनैः वित्तम् पञ्चैतानि शनैः शनैः॥

“Step by step, the path is traversed; thread by thread, the cloth is woven; mountain after mountain is climbed slowly; knowledge and wealth, too, are gained gradually. These five things are achieved little by little.”

கேம்பிரிட்ஜ்ஜில் (பாஸ்டன்) ஒரு மதிய நேரம். ஆண்டுதோறும் ஹார்வர்ட் சதுக்கத்தில் நடைபெறும் அக்டோபர்ஃபெஸ்ட்  விழா.  நானும் எனது மனைவி சுஜாதாவும் பலவிதமான இசைக் குழுக்களின் பாடல்களையும், இசையையும் ரசித்துக் கொண்டு, அங்குள்ள தெருக்களை வலம் வந்து கொண்டிருந்தோம். எங்கும் சிரிப்பொலிகளும், பல்வேறு உணவின் வாசனைகளும், மற்றும்  வெவ்வேறு பொழுதுபோக்குகளும் நிரம்பியிருந்தது.  திடீரென, ஒரு சிறிய அரங்கு சுஜாதாவின் கவனத்தை ஈர்த்தது. அது அனைவருக்கும், ஒரு தனித்துவமான வடிவமைப்பை உருவாக்குவதற்கான வாய்ப்பை வழங்கியது: கேமரா இன்றி புகைப்படம் உருவாக்குதல். சயனோடைப் என்ற புகைப்பட தாளைப் பயன்படுத்தி, ஆழமான நீல நிற பின்னணியுடன் உருவாகும் படங்களை உருவாக்குதல். சுஜாதா இந்த ஒளிப்படத் தாளில் பொருட்களை வைத்து, பிறகு UV ஒளியை அதன்மேல் ஒரு பத்து நிமிடம் பாய்ச்சி, ஆழமான நீல நிறம் கனவு போல உருவாவதைப் பார்த்தபோது, நான் இந்த நிறத்தின் காலமற்ற ஈர்க்கத்தை வியந்து நின்றேன். 

ப்ரஷ்யன் ப்ளூ என்று அழைக்கப்படும் இந்நிறமி, இடைக்கால ஐரோப்பாவில் எண்ணற்ற கலைஞர்களை ஈர்த்தது, வானத்தின் மயக்கும் நீலத்தை நிழலாக்கும் ஓவியங்கள் முதல், காட்சிகள் மூலம் கதை சொல்வதில் புரட்சி செய்யும் அச்சு தயாரிப்பாளர்கள் வரை. மேலும், இந்த செயற்கை நிறமி, 18ஆம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்தில் தற்செயலாகக் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது என்றும், அது அன்றைய காலத்தில் அரசுகளையும், ரசவாதிகளையும், கலைஞர்களையும் எவ்வாறு புரட்டிப் போட்டது என்பதை நினைத்தால் இன்றும் வியப்பாக இருக்கிறது.

‘க்ளாஸ் ரோத்’தின் “ப்ரஷியன் ப்ளூ: கண்டுபிடிப்பு மற்றும் துரோகம்”, என்ற ஐந்து பகுதி கொண்ட கட்டுரை, ஒரு துப்பறியும் கதை போல செல்கிறது.  இப்பதிவில், குழப்பத்திலிருந்து தோன்றிய ஒரு “அற்புத” நீல நிறம் எப்படி நவீன புரிதலின் மூலக்கல்லாக உருவெடுத்தது என்பதை அழகாக சித்தரித்துள்ளது.

Prussian Blue: Discovery and Betrayal – Part 1

17ம் நூற்றாண்டின் இறுதியில்,  ஃப்ரெட்ரிக் III, ப்ரஷியாவின் அரியணை ஏறியவுடன், பெர்லினை அரச தலைநகராக மாற்றினார். பெர்லின் நகரம் கட்டுமானத்தால் பெருகத் தொடங்கியது: ஆடம்பர அரண்மனைகள், ஆயுதக் கிடங்குகள், மற்றும் கல்விக் கூடங்கள் நிதி அழுத்தத்தின் மத்தியில் உயரத் தொடங்கின. இந்த வளர்ச்சியை மேலும் ஊக்குவிக்க, ஃப்ரெட்ரிக் பல இடங்களிலிருந்து, திறமையான கைவினைஞர்களை, மதம் பாராமல் ஆதரிக்க முற்பட்டார். புலம்பெயர்ந்தவர்களின்  எண்ணிக்கை ஐந்தில் ஒன்றாக உயர்ந்தது. இக்கலாச்சாரக் கலவை புதுமைகளை உருவாக்க ஒரு முன்னோடியாக இருந்தது. அன்றைய காலத்தில், ஈயத்தை தங்கமாக மாற்றும் முயற்சியில் ரசவாதிகள் பலர் கடுமையான சோதனைகளை நடத்தினர். பின் நாட்களில் ஜஸ்டஸ் வான் லீபிக், என்ற 19ம் நூற்றாண்டு வேதியியலாளர், “ரசவாதம் வெறும் வேதியியலின் குழந்தைப்பருவம்” என்று கூறி அவர்களது ஆய்வுகள் சாயம் மற்றும் மருத்துவம் போன்ற வர்த்தகங்களை இயக்குவதற்கு முன்னோடியாக இருந்தது என்று விளக்கியுள்ளார். இதை பெர்லினில், செல்வந்தர் வீடுகளில் தனியார் ஆய்வகங்கள் தோன்ற ஒரு தொலைநோக்கு பார்வையாகவும் கருதலாம்.

ஜோஹான் கான்ராட் டிப்பல், 1673ல் பிறந்த ஒரு தீவிரமான இறையியலாளர் மற்றும் ரசவாதி, ஆனால் சர்ச்சைக்குரிய  புத்திசாலி. டிப்பல் 1704ல் ஒரு உயர்குடி புரவலரால் பெர்லினுக்கு அழைக்கப்பட்டார். அவர், பல உபகரணங்கள் அடங்கிய தனது ஆய்வகத்தில், எலும்புகள், கொம்புகள், மற்றும் இரத்தத்திலிருந்து, பொட்டாஷ் மற்றும் சுண்ணாம்பு கலவையைக் கொண்டு  சுத்திகரித்து, ஒரு வெளிர் மஞ்சள் விலங்கு எண்ணையை (Elixir vitae) தயாரித்து, பல சிகிச்சைகளுக்கு விற்பனை செய்தார்.

மேலும், டிப்பல் “ஹார்ட்ஷார்ன்” என்ற ஒரு கூர்மையான வாசனை உப்பை (பெரும்பாலும் அமோனியம் கார்பனேட்) தயாரித்தார்.  இது உலர்ந்த மாட்டு இரத்தத்தை பொட்டாஷுடன் கலந்து அதிக வெப்பத்தில் சூடாக்கி, அதன் திரவ ஆவியில் இருந்து பிரிக்கப்பட்டது. 

இவரது ஆய்வக மையத்தில், ஜோஹான் ஜேகப் வான் டைஸ்பாக் என்ற சுவிஸ் விற்பனையாளர், ஃப்ளோரென்டைன் லேக் என்ற ஊதா-சிவப்பு சாயத்தை (கார்மினிக் அமிலம்), நசுக்கிய உலர்ந்த காசநீல பூச்சிகளை படிகாரம் மற்றும் பொட்டாஷுடன் பதப்படுத்தி கலைஞர்களுக்கு ஏதுவான, ஒரு திடப் பரப்பில் படரக்கூடிய கரையாத நிறமிகளை உருவாக்கினார்.

 இவருடன், உதவியாளர் ரோஸ்ஸர், கல்வியாளர் ஜோஹான் லியோனார்ட் ஃப்ரிஷ், மற்றும் பின்னர் அரச மருந்தாளரான காஸ்பர் நியூமன் ஆகியோரும் ஆய்வு மேற்கொண்டனர். இவர்களின் ஆர்வம் மற்றும் வியாபார நோக்கம், வரலாற்றில் இன்றும் எதிரொலிக்கும் ஒரு விபத்துக்கான மேடையை அமைத்தது.

1725இல், ப்ரஷ்யன் நீலம் ஓவிய உலகில் புயலாகத் தாக்கியது. இதற்கு முன், ஐரோப்பிய ஓவியர்கள் மங்கிப்போகும் இண்டிகோ அல்லது மந்தமாகும் ஸ்மால்ட் (கோபால்ட் கலந்த கண்ணாடித் தூள்) போன்ற விலையுயர்ந்த நீல நிறங்களை நம்பியிருந்தனர். இந்த தீவிரமான புதிய நிறம், நிலையான  ஒளியைக் கொடுத்ததால், வானம், நிழல்கள் மற்றும் திரைச்சீலைகளில் முன்பு இல்லாத ஆழத்தை அளித்தது. 1709-இல் பீட்டர் வான் டெர் வெர்ஃப்-இன் என்டோம்ப்மென்ட் ஆஃப் கிறிஸ்ட் ஓவியத்தில் இதன் முதல் பயன்பாடு காணப்பட்டது. பிறகு ஆன்டோய்ன் வாட்டோவின் ரோகோகோ காட்சிகள் இதன் மாய ஒளியில் மிளிர்ந்தன; கனலெட்டோவின் வெனிஸ் கால்வாய்கள் நீலமணி பிரதிபலிப்புகளைப் பிடித்தன; பின்னர், பிக்காசோவின் நீல காலம் (1901–1904) மனதை உலுக்கும் தனிமையையும் துக்கத்தையும் வெளிப்படுத்தியது.

19-ஆம் நூற்றாண்டு ஜப்பானில், இறக்குமதி செய்யப்பட்ட ப்ரஷ்யன் நீலம் உகியோ-இ மரத்தடி அச்சு தொழிலை மீட்டெடுத்தது. ஹோகுசாய் (தி கிரேட் வேவ் ஆஃப் கனகாவா, 1831) மற்றும் ஹிரோஷிகே போன்ற கலைஞர்கள் “ஐசூரி-இ” (நீல அச்சு படங்கள்) மூலம் கடல் காட்சிகளையும் மாலை வானத்தையும் உருவாக்கினர். இந்த “நீல காய்ச்சல்” மோனே மற்றும் வான் கோ போன்ற பிரஞ்சு உணர்வுப்பதிவுவாத ஓவியர்களை (impressionists) பாதித்தது, அவர்கள் ஜப்பானிய அச்சுகளை இறக்குமதி செய்து இதன் துடிப்பை ஏற்றுக்கொண்டனர். இதற்கு அப்பால், 1842-இல் ஜான் ஹெர்ஷல் இதன் ஒளி உணர்திறனைப் பயன்படுத்தி சயனோடைப் செயல்முறையைக் கண்டுபிடித்தார், இது கட்டிடவியல் “ப்ளூ ப்ரின்ட்களை” உருவாக்கியது.

20-ஆம் நூற்றாண்டில், ப்ரஷ்யன் நீலத்தின் கதை ஒரு இருண்ட காலமாக மாறியது. சயனைடு கலவைகளைக் கொண்ட வேதியியல் அமைப்பு இரண்டாம் உலகப் போரில் ஒரு மோசமான பங்கு வகிக்க ஏதுவானது. நாஜிகளின் ஜைக்ளான் பி பூச்சிக்கொல்லி, ஆஷ்விட்ஸ் (Auschwitz) மற்றும் பிற விஷவாயு முகாம்களின் அறைகளில் பயன்படுத்தப்பட்டு, பல லட்சத்திற்கும் மேற்பட்டோரைக் கொன்றது. இந்த ஹைட்ரஜன் சயனைடு வாயு, கான்கிரீட் மற்றும் இரும்பு கம்பிகளில் உள்ள இரும்புடன் வினைபுரிந்து, ப்ரஷ்யன் நீல கறைகளை உருவாக்கியது. இதை இன்றும் Birkenau மற்றும் Sobibor போன்ற இடங்களில் உள்ள இடிபாடுகளில் காணமுடியும்.

முரண்பாடாக, இதே கலவை நேச நாட்டுப் படைகளின் பல உயிர்களைக் காப்பாற்றியது. இரண்டாம் உலகப் போரின்போது, வேதியியல் ஆலைகளில் தாலியத்தினால் (thallium) பாதிக்கப்பட்ட தொழிலாளர்களுக்கும், பின்னர் ஆரம்பகால அணு திட்டங்களில் சீசியம் (Cs²³⁷) கதிரியக்கத்திற்கு உள்ளானவர்களுக்கும் சிகிச்சை அளிக்க ப்ரஷ்யன் ப்ளூவைப் பயன்படுத்தினர். இதன் செயல்திறன் Cs¹³⁷ஐ திருப்ப முடியாத வகையில் பிணைப்பதால் ஏற்படுகிறது, இது குடலில் கதிர்வீச்சைக் குறைத்து, மலம் வழியாக அதை வெளியேற்றுகிறது.

சமீபத்தில், மாசுபட்ட வேளாண் வேதிப் பொருட்களை (agrochemicals) பயன்படுத்தும்போது Cs-137க்கு ஆளான இந்தோனேசிய விவசாயிகளுக்கு, இந்தியா ப்ரஷ்யன் ப்ளூ காப்ஸ்யூல்களை வழங்கியது. வாய்வழியாக கொடுக்கப்படும் இந்த கலவை குடலில் Cs-137ஐ உறிஞ்சி, நச்சுகளின் வெளியேற்றத்தை துரிதப்படுத்துகிறது. 

https://www.ndtv.com/world-news/first-responder-india-steps-in-as-indonesia-battles-caesium-137-crisis-9460432

2003 முதல் FDA ஆல் Radiogardase என்ற பெயரில் Cs-137 மற்றும் தாலியம் மாசுகற்றலுக்கு அங்கீகரிக்கப்பட்ட ப்ரஷ்யன் ப்ளூ, கதிர்வீச்சு அவசரநிலைகளில் நிலையான எதிர்மருந்தாக உள்ளது. இதன் தேர்ந்தெடுக்கும் தன்மை, உறுதித்தன்மை மற்றும் உடலில் உறிஞ்சப்படாத இயல்பு பல ஆண்டுகளாக பயன்பாட்டில் பாதுகாப்பு மற்றும் செயல்திறனை உறுதி செய்கிறது.

மூன்று நூற்றாண்டுகளுக்கு முந்தைய ப்ரஷ்யன் நீலம், சகாப்தங்களை இணைப்பதோடு மட்டும் அல்லாமல் வரலாற்றை அது உருவாக்கிய துளைகளின் வழியாக இன்றும் எதிரொலிக்க செய்கிறது. பதுங்கு குழிகள் முதல் அபரிமிதமான அறுவடைகள் வரை, அது பாதுகாப்பை முனுமுனுக்கிறது

நூற்றாண்டுகளுக்கு முன்புதான் வேதியிலாளர்கள் அதன் உள் கட்டமைப்பை அறிந்தனர். சயனைடு வாயிலாக பிணைக்கப்பட்ட இரும்பு அணுக்கள், ஒரு கனசதுர (க்யூபிக்) வடிவில் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்டிருந்தன. இவ்வாறு உருவான கட்டமைப்பு ஒளியையும், நிறத்தையும் விசித்திரமாக பிரதிபலிக்கிறது. அதனால்தான் இதன் நீலம், வேறு எந்த பொருளுக்கும் ஒப்பாகாது.

நீண்ட காலமாக வேதியியலாளர்கள் தனிப்பட்ட மூலக்கூறுகளை அல்லது பூஜ்ஜிய பரிமாண (0D) கட்டமைப்புகள் என்று அழைக்கப்படுவதை உருவாக்குவதில் சிறந்தவர்களாக உள்ளனர்.

ஒரு மூலக்கூறு அமைப்பு என்பது அடிப்படையில் அதில் அடக்கமான அணுக்கள் எவ்வாறு இணைக்கப்பட்டுள்ளன மற்றும் அவை நம்மை சுற்றியுள்ள நிலைகளில் எவ்வாறு உள்ளன என்பதை குறிக்கும். மூலக்கூறை சிறிய பந்துகளாகவும் மற்றும் அவைகள் குச்சிகளால் இணைக்கப்பட்ட ஒரு சிறிய கட்டுமானமாகவும் கற்பனை செய்து கொள்ளலாம். பந்துகள் கார்பன், ஹைட்ரஜன் அல்லது ஆக்ஸிஜன் போன்ற அணுக்களாகும். மேலும் குச்சிகள் அந்த அணுக்களை இணைக்கும் வேதியியல் பிணைப்புகள் ஆகும்.

உதாரணமாக, ஒரு நீர் மூலக்கூறில் (H₂O) இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களுடன் பிணைக்கப்பட்ட ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணு உள்ளது, அவை V-வடிவத்தில் அமைக்கப்பட்டிருக்கும். ஒரு கார்பன் டை ஆக்சைடு மூலக்கூறு (CO₂) ஒரு நேர்கோட்டு அமைப்பில் நடுவில் ஒரு கார்பன் அணுவையும் எதிர் பக்கங்களில் இரண்டு ஆக்ஸிஜன்களையும் கொண்டுள்ளது.

இந்த மூலக்கூறு கட்டமைப்புகள் வேதியியலில் மிக முக்கியமானவை. ஏனெனில் ஒரு மூலக்கூறின் வடிவம், அளவு மற்றும் அமைப்பு, எவ்வாறு ஒரு பொருளின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளை பாதிக்கிறது. என்பதை தீர்மானிக்கிறது – அது எவ்வாறு வினைபுரிகிறது, அதன் வாசனை என்ன, அது திடமானதா, திரவமா அல்லது வாயுவா என்பது போன்றவை.

இப்போது, ​​0D கட்டமைப்புகளுக்குத் திரும்புவோம், இவை ஒற்றை சேர்மங்கள், அவை எந்த திசையிலும் நீளாது, நீர் மூலக்கூறு அல்லது மீத்தேன் போல. மேலும் விஞ்ஞானிகள் அணுக்களை இணைத்து மருந்துகள், பிளாஸ்டிக் அல்லது சாயங்களை எவ்வாறு உருவாக்குவது என்பதைக் கண்டுபிடித்திருந்தனர்.

ஆனால் இரண்டு(2D) அல்லது மூன்று(3D) பரிமாணங்களில் நீட்டிக்கப்படும் பெரிய, தொடரும் கட்டமைப்புகளை உருவாக்கும் போது – ஒரு தாள் போன்ற தட்டையான மேற்பரப்பை உருவாக்குதல் அல்லது ஒரு படிகம் அல்லது திடமான தொகுதி போன்ற ஒரு 3D அமைப்பை கட்டமைத்தல், சற்று கடினமானவை.

இந்த கட்டமைப்புகள் எப்படி இருக்கும் என்று கணிப்பது கூட ஒரு சமயம் கனவாக இருந்தது. ஒரு சேர்மத்தில் என்ன கூறுகள் உள்ளன என்பதை நாம் சரியாக அறிந்து கொள்ள முடியும், ஆனால் அந்த அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் எவ்வாறு ஒரு படிகமாக தங்களை அமைத்துக் கொள்ளும் என்பதை அறிய முடியாது. எனவே, சாதாரண உப்பு (NaCl) அல்லது குவார்ட்ஸ் (Quartz) போன்ற எளிய படிகங்கள் எவ்வாறு உருவாகும் என்பதைப் புரிந்துகொள்வது இன்றும் எளிதல்ல.

ஒரு காலத்தில் சாத்தியமற்றதாகத் தோன்றிய மற்றொரு ஆராய்ச்சி, வாயுக்கள் போன்ற சிறிய மூலக்கூறுகளைப் பிடிக்க அல்லது வைத்திருக்கக்கூடிய, சிறிய துளைகள் அல்லது இடைவெளிகளைக் கொண்ட நுண்துளைப் பொருட்கள் அல்லது திடப்பொருட்களை உருவாக்குவதாகும். இது தேவையில்லாத மூலக்கூறுகளை வடிகட்ட அல்லது வாயுக்களை சேமிக்க மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். ‘ஜியோலைட்டுகள்’ (aluminosilicates) என்று அழைக்கப்படும் இயற்கையாகவே நுண்துளைகள் (0.3-1.0 nm diameter) கொண்ட தாதுக்கள் சிறிய மூலக்கூறுகளைப் பிடிக்க முடியும் என்பதை விஞ்ஞானிகள் ஏற்கனவே அறிந்திருந்தனர், மேலும் அவை சவர்க்காரம் (detergents), எரிபொருள் சுத்திகரிப்பு மற்றும் வாயு பிரிப்பு ஆகியவற்றில் பயன்படுத்தப்பட்டன. எனவே, வேதியியலாளர்கள் புதிதாக இதே போன்ற பொருட்களை வடிவமைக்க முடிந்தால், அது ஒரு பெரிய திருப்புமுனையாக இருக்கும் என்று கருதினர்.

ஆனால் அத்தகைய பொருட்களை உருவாக்க, நீங்கள் நன்கு ஒழுங்கமைக்கப்பட்ட ஒரு 3D அமைப்பை வடிவமைக்க வேண்டும், அது ஒரு கடற்பாசி (sea sponge, 0.1- a few mm diameter) போன்ற பெரிய, நிலையான துளைகளைக் கொண்டது மட்டுமல்லாமல், சிறிய மூலக்கூறுகளையும் வைத்திருக்கக்  கூடியது

அத்தகைய பொருட்கள் இருக்கக்கூடும் என்பதற்கான ஒரு பழைய உதாரணம், ப்ரஷ்யன் நீலம். இன்றைய உலோக கரிம கட்டமைப்பு (MOF) களைப் போலவே, இது தொடர்ந்து வரும் 3D கட்டமைப்பைக் கொண்டிருப்பதை விஞ்ஞானிகள் உணர்ந்தனர். அதன் சிறப்பு என்னவென்றால், நீர் மூலக்கூறுகள் போன்ற சிறிய பொருட்களை வைத்திருக்கக்கூடிய சிறிய வெற்று இடங்கள் (0.3 nm) உள்ளே இருந்தன.

இது வேதியியலாளர்களுக்கு ஒரு பெரிய துப்பாக இருந்தது. நுண்துளை பொருட்கள் எனப்படும் சிறிய துளைகளைக் கொண்ட பொருட்களை செயற்கை முறையிலும் உருவாக்க முடியும் என்பதை இது காட்டியது. அது அவர்களை சிந்திக்க வைத்தது. இது போன்ற ஒன்றை வடிவமைத்து, அதற்குள் குறிப்பிட்ட மூலக்கூறுகளை உள்ளே வைக்க முடியுமா என்ற வினாவை எழுப்பினர்.

1974 ஆம் ஆண்டில், மெல்போர்ன் பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியரான ராப்சன், அணுக்களுக்கு மர பந்துகளையும் பிணைப்புகளுக்கு குச்சிகளையும் பயன்படுத்தி மூலக்கூறு மாதிரிகளை உருவாக்கும் முயற்சியில் ஈடுபட்டிருந்தார். ஒவ்வொரு பந்திலும் துளைகள் இட்டு, அணுக்களும், மூலக்கூறுகளும் குறிப்பிட்ட வழிகளில் எவ்வாறு இணைகின்றன என்பதை ஆராய்ந்தார். இந்த மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​ துளைகளின் நிலை மற்றும் அளவு எவ்வாறு வெவ்வேறு மூலக்கூறுகளால் ஒன்றாக பொருந்துகின்றன என்றும், எப்படி மாறுகின்றன என்பது பற்றிய அனைத்து தகவல்களையும் ராப்சன் உணர்ந்தார். “அணுக்களின் இயற்கையான பிணைப்புப் பழக்கத்தைப் பயன்படுத்தி முற்றிலும் புதிய கட்டமைப்புகளை வடிவமைக்க முடிந்தால் என்ன செய்யலாம்?” என்ற அவரது கேள்வி, ஒரு புதிய திருப்பத்தை உருவாக்கியது.

ஒரு தசாப்தத்திற்குப் பிறகு, அவர் அந்த யோசனையை பரிசோதனைகள் மூலம் சோதித்துப் பார்த்தார். ஆச்சரியமாக, அவர் உருவாக்கிய பொருட்கள் படிகங்களைப் போலவே, ஆனால் உள்ளே நிறைய வெற்று இடங்களுடன், தொடர்ந்து வரும் 3D கட்டமைப்புகளாக தங்களை ஒழுங்கமைத்துக் கொண்டன. இந்த இடங்கள் மற்ற மூலக்கூறுகளையும் பிடித்து வைக்க முடியும் என்ற புரிதலையும் கொடுத்தது.

ஒரு திரவத்தில், ஒழுங்கான எண்முக முக்கோணகம் (regular octahedron) வடிவம் மற்றும் எதிர் மின்னூட்டம் கொண்ட இரண்டு இரும்பு மூலக்கூறுகள், Ferric hexahydrate, [Fe(H₂O)₆]³⁺ மற்றும் Ferric hexacyanide, [Fe(CN)₆]^3- தானாக சேர்ந்து எப்படி ப்ரஷ்யன் ப்ளூ சதுர படிகத்தை உருவாக்குகிறது என்று ஆராய்வோம்.

மிகைநிறைவுற்ற கரைசலில் உள்ள, இந்த இரண்டு அயனிகளும், நிலைமின் ஈர்ப்பினால் உந்தப்பட்டு இருசமமாக பிணைகிறது. அதாவது, இரும்பு நீர் சேர்மம் தனது முனையிலுள்ள நீரை (aqua) அகற்றி,

Fe_aqua ← N≡C-Fe_cyano என்ற தொடர் உருவாகிறது!

1913ல் வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசு பெற்ற ஆல்ப்ரெட் வெர்னர், இதை “ஒருங்கிணைப்புப் பிணைப்பு” (coordination interaction) என்று குறிப்பிட்டார். இரண்டு அணிகள் சேர்ந்த அந்த ‘முதல் முத்து’ ஒரு மாலையாக உருவாகத்தொடங்குகிறது. இப்போது மெதுவாக, தொடர்ச்சியாக, மேலும் அயன்கள் சேர்ந்து கொண்டு, பல அடுக்குகளில் இணைகின்றன – செங்கற்களைக் கொண்டு சுவர் எழுப்புவது போல். முறிவு போன்ற குறைபாடுகள் வளச்சிக்கு அடித்தளங்களாகின்றன. அணுவுக்கு அணு, முகத்துக்கு முகம் (facet), படிகம் படிப்படியாக வளர்கிறது. மிகவும் விரைவாக வளர்ந்தால், பல குறைகள் ஒன்று சேர்ந்து ஒழுங்கற்ற வடிவைத் தரும்.

“நிலைத்தன்மைக்கு மெதுவான மற்றும் நிலையான வளர்ச்சி தேவை” எனும் கட்டளையை இயற்கை வலியுறுத்துகிறது!

ஃப்ரஷ்யன் ப்ளூவின் அணுக்கட்டமைப்பும், வளரும் விதியும், படிக வடிவங்களின் உருவாக்க முறையும் அறிவியலில் இப்போது நன்கு அறியப்படுகின்றன. ஆனால் எளிமையான மூலக்கூறுகளிலிருந்து எவ்வாறு எண்கோணமுக்கோணமுகம் மற்றும் கனசதுர படிகங்கள் ஒரு அழகான கட்டமைப்பில் அமைகிறது என்பது இன்னும் ஆழமான ஆராய்ச்சி பகுதியாக உள்ளது.  எண்கோணமுக்கோணமுகமும் கனசதுரமும், ஃப்ரஷ்யன் ப்ளூவின் அடிப்படை கட்டமைப்பில் இரு வகை இரும்பு மூலக்கூறுகளால் (Fe(II) மற்றும் Fe(III)) பின்னிப் பிணைந்த வலைப்பின்னலில் ஒரு அழகிய 3D கோலம் போல் அமைந்துள்ளன. இது ஒருவித கனசதுர (cubic) கட்டமைப்பை உருவாக்குகிறது. ஆனாலும் இந்தக் கட்டமைப்பு பல சிறிய எண்கோணமுக்கோணமுகம் அல்லது கனசதுரமும் போட்டிகள் போல் ஏற்படுகிறது, இரும்பு அணுக்கள் சயனைடு  பாலங்கள் மூலம் முப்பரிமாணத்தில் இணைக்கப்படும்போது (….Fe(II)-C≡N–Fe(III)…) சேர்மத்தின் துளைப்பகுதிகளை பெருக வைக்கிறது. ஒவ்வொரு Fe(III) இணையும் அதைச் சுற்றி ஆறு –CN– பாலங்கள் மூலம் Fe(II) வுடன் இணையும் போது, கனசதுரங்களாக அமைகிறது. அழகான கோலம் போன்ற கட்டமைப்பும் சீர் மாற்றமும் இயல்பாக நீரில் (நீர் சாதாரண ஊடகம்) மிக வேகமாக வளரும்போது, பிரதானமாக கனசதுர வடிவங்கள் மட்டுமே உருவாகிறது.

எண்கோணமுக்கோணமுகமும் கனசதுரமும், ஃப்ரஷ்யன் ப்ளூவின் அடிப்படை கட்டமைப்பில் இரு வகை இரும்பு மூலக்கூறுகளால் (Fe(II) மற்றும் Fe(III)) பின்னிப் பிணைந்த வலைப்பின்னலில் ஒரு அழகிய 3D கோலம் போல் அமைந்துள்ளன. இது ஒருவித கனசதுர (cubic) கட்டமைப்பை உருவாக்குகிறது. ஆனாலும் இந்தக் கட்டமைப்பு பல சிறிய எண்கோணமுக்கோணமுகம் அல்லது கனசதுரமும் போட்டிகள் போல் ஏற்படுகிறது, இரும்பு அணுக்கள் சயனைடு  பாலங்கள் மூலம் முப்பரிமாணத்தில் இணைக்கப்படும்போது (….Fe(II)-C≡N–Fe(III)…) சேர்மத்தின் துளைப்பகுதிகளை பெருக வைக்கிறது. ஒவ்வொரு Fe(III) இணையும் அதைச் சுற்றி ஆறு –CN– பாலங்கள் மூலம் Fe(II) வுடன் இணையும் போது, கனசதுரங்களாக அமைகிறது. அழகான கோலம் போன்ற கட்டமைப்பும் சீர் மாற்றமும் இயல்பாக நீரில் (நீர் சாதாரண ஊடகம்) மிக வேகமாக வளரும்போது, பிரதானமாக கனசதுர வடிவங்கள் மட்டுமே உருவாகிறது.

ஆனால் முதல் முறையாக சமீபத்திய தரவுகள், படிக வளர்ச்சியில் நீருக்குப் பதிலாக கிளிசரால் (glycerol) என்ற திரவம் பயன்படுத்தப்பட்ட போது, சிறிய கனசதுர அவதானிகள் மெதுவாக கரைந்து, எண்கோணமுக்கோணமுக குழுமங்கள் (octahedral clusters)  முனை-to-முனை மாலை மாதிரி தொடுக்கப்பட்டு உருவாகிறது என்று கூறுகிறது. இது போன்ற விருப்பமான கட்டுமான அமைப்பை கட்டுப்படுத்தும் திறன், கணிசமான படிக வடிவங்களை உருவாக்க உதவும். இது காட்சி ரீதியாகவும் மேலும் இயங்கும் பண்புகளிலும் புதிய வாய்ப்புகளைத் திறக்கின்றது.

இன்றைய அறிவியல் கண்ணோட்டத்தில், பூஜ்யமான கட்டமைப்பில், ஒவ்வொரு [Fe(CN)₆]^4– (hexa-cyano-Fe(II)) ஒருங்கிணைப்பு இடைவினை (coordination interaction) ஏற்படும்போது, அங்கு நீர் மூலக்கூறுகள் வருகின்றன. இது எண்கோணமுக்கோண முகங்கள் மற்றும் கனசதுரங்கள் அடுக்குமுறையில் (network motif) ஏற்படும் வெற்றிடங்களில் பரந்து விரிகின்றன. இந்த கட்டமைப்பில் எதிர் மின்னூட்டம் கொண்ட இரண்டு வகை அயனிகள் இரும்பு புள்ளிகள் கலநிலை படிகம் (mixed valence lattice) உருவாக்கி, இது அதற்கு வெளிர் நீல நிறமும், தனிச்சிறப்பான மாறுபாடும் தருகிறது.

https://phys.org/news/2025-09-prussian-blue-octahedral-years.html

“மாலை போல்” தொடரும், காட்சியான மற்றும் தொழில்நுட்பமான அழகு கொண்ட, இந்த எண்கோணமுக்கோணமுக – கனசதுர கட்டமைப்புகள் படிக வளர்ச்சி வேகத்தையும் ஊடகங்களையும் கட்டுப்படுத்தி உருவாக்கப்படும் போது, தனித்துவமான அணுக்கட்டமைப்பும், அதன் தன்மையும் வெளிப்படுகின்றன. 

இவை கண்டறிந்துவரும் நவீன நுட்பங்களை அடுத்த கட்ட ஆராய்ச்சி வழியிலும் நகர்த்துகின்றன, எப்படியாவது இயற்கை அளவில் மிக அழகுடன் இணைக்கப்பட்ட உள் கட்டமைப்புகளும் டைனமிக்சும், தொடர்ந்து புதுக்கவிதையாக விஞ்ஞான அறிவில் திகழ்கின்றன.

விரைவில், சுசுமு கிடகாவா மற்றும் ஒமர் யாகி இந்த யோசனையை மேலும் எடுத்துச் சென்றனர். கிடகாவா மீத்தேன் அல்லது ஆக்ஸிஜன் போன்ற சிறிய வாயு மூலக்கூறுகளை வைத்திருக்கக்கூடிய கட்டமைப்புகளை உருவாக்கி, வாயுக்கள் உள்ளேயும் வெளியேயும் செல்லும்போது விரிவடைந்து சுருங்குவதன் மூலம் “சுவாசிக்க” முடியும் என்பதை நிரூபித்தார். யாகி MOF-5 என்ற அமைப்பை உருவாக்கி, பெரும்பாலான பொருட்களை விட பத்து மடங்கு பெரிய உள் மேற்பரப்புப் பகுதியைக் கொண்டுள்ளது என்று நிரூபித்தார். ஒரு கிராம் பொருள் உள்ளே ஒரு கால்பந்து மைதானத்தின் மேற்பரப்புடன் கற்பனை செய்து பாருங்கள்! ஆம், அது ஹாரி பாட்டர் நாவல்களில் வரும் ஹெர்மியோன் கிரேஞ்சரின் கைப்பையைப் போன்றது. இது அதிக அளவு வாயுக்களை சேமிக்கவும், மூலக்கூறுகளை வடிகட்டவும், கடுமையான சூழ்நிலைகளிலும் கூட நிலையாக இருக்கவும் முடியும்.

இந்த ஆராய்ச்சியின் விளைவு, உலகெங்கிலும் உள்ள நூற்றுக்கணக்கான விஞ்ஞானிகள் புதிய MOFகளை வடிவமைக்கத் தொடங்கினர். சுத்தமான ஆற்றலுக்காக, ஹைட்ரஜனை சேமிக்கக்கூடிய, காலநிலை மாற்றத்தை எதிர்த்துப் போராட கார்பன் டை ஆக்சைடைப் பிடிக்கக்கூடிய அல்லது கழிவுநீரில் இருந்து அரிய-பூமிப் பொருட்களைப் பிரிக்கக்கூடியவற்றை அவர்கள் உருவாக்கினர். சிலர் தண்ணீரிலிருந்து நச்சுத்தன்மை வாய்ந்த ரசாயனங்களை நிரந்தரமாக அகற்றலாம் அல்லது உடலில் மெதுவாக, இலக்கு வெளியீட்டிற்காக மருந்துகளை சேமிக்கலாம் என்பதை நிரூபித்தனர்.

யாகியின் குழு அரிசோனாவில் பாலைவனக் காற்றிலிருந்து தண்ணீரை வெளியே எடுக்க முடிந்தது. இரவில், அவர்களின் சிறப்பு MOF பொருள் காற்றிலிருந்து சிறிய அளவிலான நீராவியை உறிஞ்சியது. பகலில், அந்தப் பொருள் வெப்பமடைந்து தண்ணீரை வெளியிட்டது, பின்னர் அதை அவர்கள் சேகரித்து பயன்படுத்த முடிந்தது.

பெரிய நிறுவனங்களும் லட்சியமிக்க தொடக்க நிறுவனங்களும் இந்த அறிவியல் அதிசயத்தை வணிக யதார்த்தமாக மாற்றுவதற்கு முயன்று வருகின்றன. MOF-களை மொத்தமாக – மலிவாகவும், வேகமாகவும், தரத்தை இழக்காமல் தயாரிக்கும் வகையில் உற்பத்தியை அதிகரிப்பதிலும், செலவுகளைக் குறைப்பதிலும் அவர்கள் பணியாற்றி வருகின்றனர். மற்றொரு நல்ல விஷயம், MOF-களை மறுசுழற்சி செய்யலாம். நீங்கள் அவற்றின் சிறிய துளைகளை சுத்தம் செய்து மீண்டும் பயன்படுத்தலாம், இதனால் அவை சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்ததாகவும் பொருளாதார ரீதியாக புத்திசாலித்தனமாகவும் இருக்கும்.

பொருளாதாரக் கண்ணோட்டத்தில் பார்த்தால், உலகளாவிய MOF சந்தை ஏற்கனவே சுமார் $900 மில்லியன் மதிப்புடையது, அடுத்த பத்தாண்டுகளில் இது மூன்று மடங்காக அதிகரிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இது பொருளாதாரத்திற்கு மட்டுமல்ல, சுற்றுச்சூழலுக்கும் உகந்த விஷயம்.

இந்தியாவின் எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயு துறை ஆற்றல் சேமிப்பு மற்றும் பிரிப்புக்கு MOFகளைப் பயன்படுத்துகிறது.

வறண்ட நிலங்கள் என்பது எவ்வளவு நீர் ஆவியாகிறது என்பதை சமநிலைப்படுத்த போதுமான மழைப்பொழிவு இல்லாத பகுதிகள். ஏற்கனவே வறண்ட இந்தப் பகுதிகள் வளத்தையும் தாவரங்களையும் இழக்கத் தொடங்கும் போது, ​​அது பாலைவனமாக்கலுக்கு வழிவகுக்கிறது. உலகம் முழுவதும், அதிகப்படியான விவசாயம், அதிகப்படியான மேய்ச்சல், காடழிப்பு, மோசமான நீர்ப்பாசனம் மற்றும் அதிகரித்து வரும் வெப்பநிலை காரணமாக வறண்ட நிலங்கள் சீரழிந்து வருகின்றன.

இந்தியாவில், இந்தப் பிரச்சினை குறிப்பாகக் கடுமையானது. நாட்டின் பெரும்பாலான வறண்ட நிலங்கள் குறைந்த மழைப்பொழிவு, அடிக்கடி ஏற்படும் வறட்சி மற்றும் கடுமையான வெப்ப அலைகளை எதிர்கொள்கின்றன. உண்மையில், இந்தியாவின் பயிர் பரப்பளவில் பாதிக்கும் மேற்பட்டவை வறண்ட நில விவசாயத்தின் கீழ் வருகின்றன. எனவே, வறண்ட பாலைவனக் காற்றிலிருந்து நேரடியாக தண்ணீரை எடுக்க MOFகளைப் பயன்படுத்துவது என்பது கவர்ச்சிகரமானது மட்டுமல்ல, இது மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும்.

வேதியியலில் இவ்வாண்டுக்கான மூன்று நோபல் பரிசு பெற்றவர்களின் பணி இல்லாமல், இதுபோன்ற யோசனைகளை நாம் முதலில் கற்பனை செய்து பார்த்திருக்க மாட்டோம்.

குறிப்பாக கிடகாவா, அழகான எளிமையான ஒன்றை நம்பினார்: “பயனற்றவற்றின் பயனைக் கண்டறிதல்”. நாம் பயனுள்ளதாக நம்புவதை நாம் கேள்விக்குள்ளாக்க வேண்டும். ஏதாவது உடனடி நன்மையைத் தரவில்லை என்றாலும், அது இன்னும் மதிப்புமிக்கதாக மாறக்கூடும்.

அதுதான் நடந்தது. கிடகாவா, ராப்சன் மற்றும் யாகி ஒரு காலத்தில் சாத்தியமற்றதாகத் தோன்றியதை, பூமியைக் காப்பாற்ற உதவும் ஒன்றாக மாற்றினர்.

முடிவில், “ப்ரஷியன் நீலம்” என்கிற தற்செயலாக உருவாக்கப்பட்ட இத்திடப் பொருளின் மூன்று நூற்றாண்டுகளைக் கடந்த பயணத்தை திரும்பிப் பார்க்கும் போது, அது ஒரு ரசாயனச் சேர்மம் மட்டும் அல்ல, மனித அறிவின் நிதானமான தேடலின் அடையாளமாக விளங்குகிறது. இரும்பின் நெருக்கமும், நைட்ரஜனின் ஆழமும் சேர்ந்து பிறந்த இந்த நீலம், கலை, மருத்துவம், தொழில், இப்பொழுது நானோஅறிவியலில் கூட மெதுவாக நீண்டு கொண்டு இருக்கிறது. ஒவ்வொரு நூற்றாண்டிலும் அதன் வடிவம் மாறினாலும், அதன் உயிர் அதே அழகு, திண்மை மற்றும் வண்ணத்தின் நீட்சியில் மிளிர்ந்து கொண்டிருக்கிறது.

धीरे-धीरे रे मना, धीरे सब कुछ होय। माली सींचे सौ घड़ा, ॠतु आए फल होय॥ என்ற புனித கபீரின் வரிகளைப் போல, அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகளும் அதன் பருவம் வரும்போது தான் ஒரு வளர்ச்சிக்கான பாதையை நிறுவுகின்றன. ப்ரஷியன் நீலம், அந்த மெல்லிய பொறுமையின், நேரத்தின் கலைக்கான ஒரு நிதர்சனச் சான்று. சிறு ரசாயனக் கூடத்தில் தற்செயலாகத் தோன்றியதின் அர்த்தம் இன்று ஆற்றல்கள், கதிரியக்க பாதுகாப்பு, மற்றும் நினைவின் வண்ணத்திலும் காணப்படுகிறது. இதன் மூலமும் உருவமும் ஒரே சொல்லில் சொல்லக் கூடியது—மெதுவாக வளர்ந்த நீல ஞானம்.   

மெல்ல செய் மனமே, விளையும் தாம் தம் காலம்; வள்ளல் நீரிட்டும், பழம் தரும் போதன்றே.

தொடர்புடைய குறிப்புகள்

The first modern pigment: Prussian blue

https://academic.oup.com/arthistory/article/46/1/154/7276874