काचः काञ्चनसंसर्गाद् धत्ते मारकतीं द्युतिम् ।
காச: காஞ்சனசம்ஸர்காத் தந்தே மாரகதீம் த்யுதிம்
Glass, through association with gold, acquires an emerald-like lustre
Śatapatha Brāhmaṇa (early 1st millennium BCE)

நமது காலைப் பொழுதை ஒளிரச்செய்யும் ஸ்மார்ட்போன் திரை முதல், சமையலறையின் கண்ணாடி ஜாடிகள், ஜன்னல்கள் வரை, கண்ணாடி என்பது நமது நவீன வாழ்க்கையோடு பின்னிப்பிணைந்த பொருளாகிவிட்டது. அது ஒளியிழை நாறுகளாக மாறி உலகையே இணையத்தால் இணைக்கிறது. ஆனால், அதன் தினசரிப் பயன்பாட்டிற்குப் பின்னால் தொடரும் நீண்ட வரலாற்றை நாம் பல நேரங்களில் சிந்திப்பதே இல்லை. எரிமலை வெடிப்புகளின் போது உருவான அப்சிடியன் (obsidian) என்ற எரிமலைக் கண்ணாடியை ஆதிமனிதன் முதன்முதலில் கண்டறிந்தபோது இந்த வரலாற்றுப் பயணம் தொடங்கியிருக்கலாம்.

சமீபத்தில் Nature இதழில் வெளியான புதிய ஆய்வுக் கட்டுரை, எரிமலைகள் தந்த இந்த மிகப்பழமையான பொருளின் மீது உலகளாவிய விஞ்ஞானிகளின் கவனத்தை மீண்டும் ஈர்த்துள்ளது. கடினமான பாறையாக இருந்த இந்த இயற்கைப்பொருள், மனிதனின் முயற்சியால் எப்படி ஊதி வடிவமைக்கக்கூடியதாகவும், வளைக்கக்கூடியதாகவும், பல வடிவங்களாக மாறும் தன்மையைப் பெற்றது என்ற பரிணாம வளர்ச்சி வியப்பிற்குரியது. இயற்கையானது இத்தனை ஆயிரம் ஆண்டுகளாக இந்த கண்ணாடியை எவ்வாறு நிலையாகப் பாதுகாத்துள்ளது என்பதை ஆராய்வதன் மூலம், வருங்காலத்திற்கான அதிநவீன தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்க முடியும் என்பதால் இந்த ஆய்வு மிக முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாகக் கருதப்படுகிறது.

உடைந்து போகாத தொழில்நுட்பக் கருவிகள், சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த உற்பத்தி முறைகள், அணுக்கழிவுகளைப் பாதுகாப்பாகச் சேமிக்கும் வழிகள் என அடுத்தகட்ட கண்டுபிடிப்புகளுக்கு இந்த ஆய்வு பாலமாக அமையக்கூடும். எரிமலையின் விளிம்பில் தொடங்கி, இன்று நமது கைகளில் சுழலும் தொழில்நுட்பம் வரை கண்ணாடி நிகழ்த்திய பிரம்மாண்ட புரட்சியை இந்த வலைப்பதிவில் சற்று ஆராய்வோம்.

https://www.nature.com/articles/s41467-026-70110-1.pdf

கண்ணாடியை முதலில் கண்ட மனிதன் எந்த அருங்காட்சியகத்தின் புவியியல் பிரிவுக்குள் நுழைந்தாலும், முதலில் நம் கண்களைக் கவர்வது சிலிக்காவை அடிப்படையாகக் கொண்ட கற்களும் கனிமங்களும்தான். சிறிய படிகங்களிலிருந்து பெரிய பாறைகள் வரை, வெளிர் நிறம், சிவப்பு, ஊதா, பச்சை, மஞ்சள் என்று எண்ணற்ற நிறங்களில் அவை காட்சியளிக்கின்றன. சில பாறைகளின் உள்ளே வெற்றிடங்கள் உருவாகி, அவற்றின் சுவர்களில் படிகங்கள் வளர்ந்து உருவான ஜியோடுகளை (geodes) காணமுடியும். பூமியின் மேலோட்டில் சிலிக்கான் (silicon) மிக அதிகமாகக் காணப்படும் தனிமங்களில் ஒன்றாக இருப்பதால், சிலிக்காவை(silicon dioxide) அடிப்படையாகக் கொண்ட கனிமங்கள் இவ்வளவு பரவலாக இருப்பது ஆச்சரியம் இல்லை. ஆனால் இவற்றின் நடுவே கருமையான, பளபளப்பான கல்லைப் பார்த்தால் நமது பார்வை நின்றுவிடும். மற்ற கற்களைப் போல அதில் தெளிவாகத் தெரியும் படிக முகங்கள் இருக்காது. அதன் மேற்பரப்பில் படிகங்களின் ஒழுங்கான அமைப்பையும் காண முடியாது. மற்ற கற்களைக் போல் இல்லாமல், இது கண்ணாடியைப் போல் ஒளியைப் பிரதிபலிக்கிறது. மேலும் உடைந்த இடத்தில் வளைந்த, கூர்மையான விளிம்புகள் உள்ளன. எரிமலைக் கண்ணாடிக்குப் பின்னால் மனித வரலாற்றின் மிகப் பழைய பொருள் கண்டுபிடிப்புகளில் ஒன்று மறைந்துள்ளது. சிலிக்கா அதிகம் கொண்ட உருகிய பாறைக் குழம்பு பூமியின் மேற்பரப்புக்கு வந்து மிக வேகமாக குளிர்ந்துவிட்டால், சிலிக்கான், ஆக்ஸிஜன் அணுக்கள் தங்களை ஒழுங்கான படிக அமைப்பில் அடுக்கிக்கொள்ள போதுமான நேரம் கிடைக்காததன் விளைவாக, படிகப் பாறைக்குப் பதிலாக, அணுக்கள் நீண்ட தூர ஒழுங்கில்லாத நிலையில் உறைந்து விடுகின்றன. அதுதான் ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு கண்ணாடி என்று அழைக்கப்போகும் பொருளின் இயற்கையான வடிவங்களில் ஒன்றாகும். முதலில் இதை மனிதன் எப்போது கவனித்தான் என்று நமக்குத் தெரியாது. ஆனால் அவன் எரிமலைப் பகுதியின் அருகே சென்ற போது, மேற்பரப்பு கரடுமுரடாக இல்லாமல், சூரிய ஒளியில் பளபளக்கும் அக்கற்கள் அவனது கவனத்தை ஈர்த்திருக்கக் கூடும்.  மேலும் அதை இன்னொரு கல்லில் அடிக்கும்போது, அது கூர்மையான விளிம்புடன் உடைவதை கவனித்திருப்பான். அக்கூர்மையான கல் அவனுக்கு உணவை வெட்டவும், விலங்கின் தோலை உரிக்கவும், மரத்தை வெட்டவும், வேட்டைக்கான கருவிகளைத் தயாரிக்கவும் உதவியது. அந்தப் பொருளை வெறுமனே விசித்திரமான கல் என்று பார்க்காமல், அதை சிறப்பாகச் செய்ய உதவும் பொருள் என்று உணர்ந்த தருணம்தான் தொழில்நுட்ப சிந்தனையின் ஆரம்ப வடிவங்களில் ஒன்றாகக் கருதலாம். மனிதன் எப்போதும் புதிதாகப் பொருட்களை உருவாக்கி முன்னேறவில்லை. பல சமயங்களில் இயற்கையாகவோ அல்லது ஏற்கனவே உருவாக்கிய பொருட்களையோ கவனித்து, அவற்றின் தன்மையைப் புரிந்து கொண்டு, தன் தேவைக்கேற்ப பயன்படுத்தவும், வேறுவிதமாக உருவாக்கவும் கற்றுக்கொண்டான். மரம், கல், எலும்பு, உலோகம் ஆகியவற்றைப் போலவே எரிமலைக் கல்லும் இயற்கை மனிதனுக்கு அளித்த தொழில்நுட்பப் பாடங்களில் ஒன்றாக இருந்திருக்கலாம். அந்தக் கருமையான பளபளப்பான பாறையைப் பற்றிய வேதியியல் கருத்து தெரிந்திருக்காது. படிகம், படிகமற்ற திண்மம் என்பதும் தெரியாது. ஆனால் அந்தப் பொருள் மற்ற கற்களை விட தனது வேலையைச் சிறப்பாகச் செய்ய உதவுகிறது என்ற வேறுபாட்டை அறிந்திருந்தான். இதுவே பின்னர் செயற்கையாகக் கண்ணாடியை உருவாக்குவதற்கான உந்துகோலாக இருந்திருக்கும்.‌

https://nautil.us/the-strange-life-of-glass-299761?utm_source=DamnInteresting

கண்ணாடி என்பது மனித நாகரிகத்தின் மிகச்சிறந்த கண்டுபிடிப்புகளில் ஒன்றாகும். பல்லாயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளுக்கு முன்பு மெசபடோமியாவிலும், எகிப்திலும் தற்செயலாக உருகிய மணலில் இருந்து தோன்றிய இந்தத் தொழில்நுட்பம் மனித குலத்தின் அறிவியல் பயணத்தை முற்றிலும் மாற்றியமைத்தது.  பண்டைய காலத்தில் கண்ணாடி என்பது வெறும் அலங்காரப் பொருளாகவும் பாத்திரங்களாகவும் மட்டுமே பார்க்கப்பட்டது. ரோமானியப் பேரரசு காலத்தில் கண்ணாடி தயாரிப்பில் பெரும் புரட்சி ஏற்பட்டது. அவர்கள் உலைகளின் வெப்பநிலையைச் சீரமைத்து வெவ்வேறு தாதுக்களைக் கலந்து வண்ணக் கண்ணாடிகளை உருவாக்க முயன்றனர். இந்தத் தேடலின் விளைவாகத்தான் லிகர்கஸ் கிண்ணம் போன்ற அதிசயப் பொருட்கள் உருவாயின. பச்சை நிறத்தில் காட்சியளிக்கும் இந்தக் கிண்ணத்தின் உள்ளே ஒளி செல்லும்போது அது ரத்தச் சிவப்பாக மாறியதைக் கண்டனர் அன்றைய கைவினைஞர்கள்.  இதன் பின்னணியில் இருந்த அறிவியல் புரியவில்லை என்றாலும் அவர்கள் வெறும் குத்துமதிப்பான சோதனை முறைகளைப் பின்பற்றியே இதனைச் செய்யத் தொடங்கினர். கண்ணாடியை உருக்கும்போது, அதில் கலந்திருந்த தங்கம், வெள்ளி போன்றவற்றின் மிகச்சிறிய துகள்களே இந்த நிறமாற்றத்திற்குக் காரணம் என்பதை அவர்கள் அறிந்திருக்கவில்லை. இந்தத் தொடக்ககால கண்ணாடி தொழில்நுட்பமும் வண்ணங்களை உருவாக்குவதற்கான இடைவிடாத தேடலும் அறிவியல் உலகத்திற்கான புதிய பாதையை வகுத்துக் கொடுத்தது.

https://historyfacts.com/science-industry/article/how-and-when-did-people-start-making-glass/

பல நூற்றாண்டுகள் கடந்து இந்தத் தொழில்நுட்பத் தேடல் பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டின் லண்டனிலுள்ள ராயல் இன்ஸ்டிடியூஷனை அடைந்தது. ஒளியின் பண்புகளையும் மின்சாரத்தின் தன்மையையும் ஆராய்ந்து கொண்டிருந்த அறிவியாளர் மைக்கேல் ஃபாரடேவிற்கு முந்தைய கண்ணாடி கைவினைஞர்களின் சோதனைகள் மீது பெரும் ஈர்ப்பு இருந்தது. குறிப்பாக தங்கம் கலந்த கண்ணாடி ஏன் ஒளியைத் தன்வழியே செலுத்தும்போது சிவப்பு நிறமாக மாறுகிறது என்ற கேள்வி அவரை சிந்திக்கவைத்தது. ஃபாரடே தங்கத்தை மிக நுண்ணிய துகள்களாக மாற்றி அதனைத் திரவ வடிவில் நிலைநிறுத்த எண்ணினார். அவர் 1856ல் தங்கக் குளோரைடு கரைசலை பாஸ்பரஸ் கொண்டு ஒடுக்கி உலகின் முதல் நிலைப்படுத்தப்பட்ட தங்கக் கூழ்மத்தை ((gold colloid) உருவாக்கினார். இந்தத் திரவம் தங்கத்தின் இயல்பான மஞ்சள் நிறத்தைக் கொண்டிருக்காமல் அடர் சிவப்பு நிறத்தில் காட்சியளித்தது. ஃபாரடே இந்தத் திரவத்தின் வழியே ஒளியைச் செலுத்தி அது எவ்வாறு சிதறடிக்கப்படுகிறது என்பதை ஆராய்ந்தார். தங்கத்தின் மிக நுண்ணிய துகள்கள் திரவத்தில் மிதந்து கொண்டிருக்கின்றன என்பதையும் அவை ஒளியோடு வினைபுரிவதாலேயே இந்தச் சிவப்பு நிறம் தோன்றுகிறது என்பதையும் அவர் நிரூபித்தார். பண்டைய கைவினைஞர்கள் தற்செயலாகச் செய்ததை ஃபாரடே முறையான அறிவியல் சோதனையாக மாற்றியமைத்தது.

ஃபாரடேவின் இந்தத் தங்கக் கூழ்மச்  சோதனைதான் பிற்காலத்தில் நானோ தொழில்நுட்பம் என்று அழைக்கப்படவிருந்த பிரம்மாண்ட அறிவியல் துறைக்கு அடித்தளமாக அமைந்தது. பொருளின் அளவை மிகச் சிறியதாக மாற்றும்போது அதன் ஒளியியல், இயற்பியல் போன்ற பண்புகள் முற்றிலும் மாறிவிடுகின்றன என்பதை ஃபாரடேவின் சோதனை உணர்த்தியது. இருப்பினும் அந்தத் துகள்களின் அளவைத் துல்லியமாக அளவிடுவதற்கோ, அவற்றை நம் கண்களால் பார்ப்பதற்கோ தேவையான தொழில்நுட்ப வசதிகள் இல்லாததால் அறிவியல் உலகம் பல தசாப்தங்களாக இந்த அதிசயத் துகள்களை வெறும் தத்துவார்த்த ரீதியாகவும் வேதியியல் சமன்பாடுகள் வழியாகவும் மட்டுமே புரிந்து கொள்ள முயன்றது. 20-ஆம் நூற்றாண்டின் இடைப்பகுதியில் இயற்பியலாளர் ரிச்சர்ட் ஃபெய்ன்மேன் (Richard Feyman) அணுக்களை ஒவ்வொன்றாக கையாள்வதைப் பற்றிப் பேசியபோதுதான் இதற்கான ஆய்வுகள் தொடங்கின. ஆனால் 1990களின் தொடக்கத்தில்தான் நானோ தொழில்நுட்பத் துறை அதிவேக வளர்ச்சியைச் சந்தித்தது. ஸ்கேனிங் டன்னலிங் மைக்ரோஸ்கோப் (Scanning Tunneling Microscope), அட்டாமிக் ஃபோர்ஸ் மைக்ரோஸ்கோப்(Atomic Force Microscope) போன்ற நவீன நுண்ணோக்கிகளின் கண்டுபிடிப்பு அணுக்களின் உலகத்தை நாம் நேரடியாகப் பார்க்கவும் அவற்றை நகர்த்தி விளையாடவும் அனுமதித்தது. இந்தக் காலகட்டத்தில் ஃபாரடேவின் தங்கக் கூழ்மச் சோதனைகள் மீண்டும் நவீன ஆய்வகங்களில் உயிர் பெற்றன. தொண்ணூறுகளில் அறிவியலாளர்கள் தங்க நானோ துகள்களை வெறும் வேதியியல் ஒடுக்க முறைகள் மூலம் மட்டும் உருவாக்காமல் அவற்றின் அளவையும் வடிவத்தையும் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்தும் உத்திகளைக் கண்டறிந்தனர். கோள வடிவம் கொண்ட தங்கத் துகள்கள் சிவப்பு நிறத்தையும் உருளை வடிவம் கொண்டவை நீல நிறத்தையும் வெளிப்படுத்துவதை அவர்கள் துல்லியமாக நிரூபித்தனர். பண்டைய காலத்தில் லிகர்கஸ் கிண்ணத்தில் நிகழ்ந்த அந்த அதிசயத்தை இப்போது பள்ளி மாணாக்கர்கள் சாதாரணமாகத் தங்களது பரிசோதனைக் கூடங்களில் தயாரிக்கின்றனர்.

 
இன்றைய நவீன தொழில்நுட்ப முறைகள் அணுக்களின் அமைப்பை மிகத் துல்லியமாகக் கணிப்பதோடு மட்டும் இல்லாமல், கணினி உருவகப்படுத்துதல்கள் மூலம் ஆய்வகத்தில் தயாரிப்பதற்கு முன்பே நானோ துகள்களின் கட்டமைப்பை அறிந்துகொள்ள முடிகிறது. இந்தத் துல்லியமான அணுகுமுறை மருத்துவத் துறையில், குறிப்பாகப் புற்றுநோய் செல்களை மட்டும் துல்லியமாகக் கண்டறிந்து அழிக்கும் இலக்கு நோக்கிய மருந்து விநியோக முறையில் தங்க நானோ துகள்கள் இன்று முதன்மையாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மேலும் அதிவேக கணினிகள், மேம்பட்ட மின்னணு சாதனங்கள், பசுமை ஆற்றல் தயாரிப்பு போன்ற புதிய தளங்களை இந்தத் தொழில்நுட்பம் நமக்குத் திறந்துவிட்டுள்ளது. வெறும் உருகிய மணலிலும் வண்ணக் கண்ணாடியிலும் தொடங்கிய மனிதனின் தேடல், இன்று அணுக்களை ஆளும் பேராற்றலாக வளர்ந்து புதிய அறிவியல் எல்லைகளை நோக்கி விரிவடைந்து கொண்டே செல்கிறது.

https://goldhealing.co.uk/pages/michael-faraday-and-the-birth-of-colloidal-gold#faraday-story

ஒளி கசியும் வண்ணக் கண்ணாடிகள்

மனித வரலாற்றில் கலையும் அறிவியலும் எப்போதெல்லாம் ஒன்று சேர்கின்றனவோ, அப்போது காலத்தைக் கடந்த பேரதிசயங்கள் பிறக்கின்றன. லிகர்கஸ் கிண்ணம் (Lycurgus cup) போன்ற வியத்தகு பொருட்களை உருவாக்கிய ரோமானியர்களின் கண்ணாடித் தொழில்நுட்பம், பிற்காலத்தில் ஐரோப்பாவின் ஆன்மிக, கலாசார அடையாளமாக மாறத் தொடங்கியது. ரோமானியப் பேரரசின் வீழ்ச்சிக்குப் பின்னரும், அவர்கள் வார்த்தெடுத்த கண்ணாடி கைவினைத்திறன் அழியாமல் தப்பிப்பிழைத்தது. இடைக்கால ஐரோப்பாவில் கிறித்தவ மதம் வேகமாகப் பரவத் தொடங்கியபோது, புதிய வழிபாட்டுத் தலங்களான கதீட்ரல்களை உருவாக்குவதில் புதிய கட்டிடக்கலைப் புரட்சி வெடித்தது. அதுவரை இருள் சூழ்ந்த, கனமான கல் சுவர்களைக் கொண்ட ரோமனெஸ்க்-பாணி  (Romanesque architecture)கட்டிடங்களுக்குப் பதிலாக, வானுயரக் கோபுரங்களும் வெளிச்சம் பாயும் ஜன்னல்களும் கொண்ட கோதிக்-பாணி (Gothic architecture) கதீட்ரல்கள் எழுப்பப்பட்டன. இந்த மாபெரும் கதீட்ரல்களின் பிரம்மாண்டமான ஜன்னல்களை அலங்கரிக்கவும், அதே நேரத்தில் ஆன்மிகக் கருத்துகளை மக்களிடம் கொண்டு சேர்க்கவும், ரோமானியர்களின் கண்ணாடித் தொழில்நுட்பம் வண்ணக் கண்ணாடி (Stained glass) கலையாக உருவெடுத்தது.

அக்காலத்தில் ஐரோப்பாவில் வாழ்ந்த பெரும்பாலான மக்களுக்கு எழுதவோ படிக்கவோ தெரியாது. லத்தீன் மொழியில் அமைந்த புனித நூல்களின் வரிகள் சாமானிய மக்களுக்குப் புரியாத புதிராகவே இருந்தன. இந்தச் சூழலில், கதீட்ரல்களுக்கு வரும் மக்களுக்கு மதக் கதைகளையும், புனிதர்களின் வாழ்க்கை வரலாறுகளையும் போதிக்க ஒளி கசியும் கண்ணாடிகள் சிறந்த ஊடகமாகப் பயன்பட்டன. ரோமானியர்களின் வேதியியல் செயல்முறைகள், அதாவது மணலை உருக்கும்போது செப்புத் தாதுக்களைக் கலந்தால் பச்சை, சிவப்பு நிறங்களும், கோபால்ட் கலந்தால் அடர் நீல நிறமும், இரும்புத் தாதுக்களைக் கலந்தால் மஞ்சள் நிறமும் கிடைத்தன. இந்த வண்ணக் கண்ணாடிகளை சிறிய துண்டுகளாக வெட்டி, ஈயக் கம்பிகளால் ஒன்றிணைத்து, பிரம்மாண்டமான ஓவியங்களாக மாற்றினர். பைபிள் கதைகளில் வரும் ஆதாம், ஏவாள் ஆகியோரின் தோற்றம், நோவாவின் பேழை, இயேசுவின் பிறப்பு, சிலுவை மரணம் போன்ற வரலாற்று நிகழ்வுகள் அனைத்தும் கண்ணாடியில் வண்ணக் காவியங்களாகத் தீட்டப்பட்டன. கதீட்ரலின் உள்ளே நுழையும் யாவரும், சுவர்களை நிமிர்ந்து பார்க்கும்போது, ஒளிரும் கண்ணாடிகளின் வழியே கசியும் படக்கதைகளைப் பார்த்துப் புரிந்துகொள்ள முடிந்தது. இது அன்றைய சாதாரண மனிதர்களுக்குப் புனித நூலை அறிவதற்கான காட்சி வழிக் கல்வியாக விளங்கியது.

மேலும் காலையிலும் மாலையிலும் சூரியனின் கதிர்கள் வெவ்வேறு கோணங்களில் இந்த ஜன்னல்கள் மீது விழும்போது, கதீட்ரலின் உள்பகுதி முழுவதும் வண்ண ஒளிக் கடலில் மூழ்கும். சிவப்பு, நீலம், தங்கம் போன்ற வண்ண அலைகள் தரையிலும் சுவர்களிலும் பிரதிபலித்து, பார்ப்பவர்களை இவ்வுலகையே மறக்கடிக்கும் தெய்வீகப் பரவச நிலைக்குக் கொண்டு சென்றன. அறிவியலின் பார்வையில் இது ஒளியின் ஒளிவிலகல், உறிஞ்சுதல் பண்புகளின் விளைவாகும். ஆனால், ஆன்மீகவாதிகளுக்கு இது கடவுளின் ஒளியே நேரில் இறங்கி வரும் பேரனுபவமாகத் தெரிந்தது. கறைபடிந்த கண்ணாடிகளில் பயன்படுத்தப்பட்ட நீல நிறம் பிற்காலத்தில் ‘சார்ட்ரெஸ் நீலம்’ என்று உலகப் புகழ்பெற்றது. கலைக்கும் மனித உணர்வுகளுக்கும் இடையே அறிவியல் அமைத்த பாலமாக இந்த வண்ணக் கண்ணாடிகள் இன்றும் திகழ்கின்றன.

ஐரோப்பியர்கள் உலகின் பிற பகுதிகளுக்குக் குடிபெயரத் தொடங்கியபோது, தங்களின் கட்டிடக்கலையையும் மத நம்பிக்கையையும் தங்களோடு எடுத்துச் சென்றனர். பதினைந்தாம், பதினாறாம் நூற்றாண்டுகளின் கடல்வழிப் பயணங்கள், ஐரோப்பியக் கைவினைஞர்களையும் அவர்களின் கண்ணாடித் தொழில்நுட்பத்தையும் ஆசியா, ஆப்பிரிக்கா, அமெரிக்கக் கண்டங்களுக்குக் கொண்டு சேர்த்தன. இந்தியாவில் உள்ள கோவாவின் பழமையான தேவாலயங்கள், கொல்கத்தாவின் செயின்ட் பால்ஸ் கதீட்ரல், வியட்நாமின் சைகோன் நோட்ரே டேம் கதீட்ரல் முதல் அமெரிக்காவின் பிரம்மாண்டமான வழிபாட்டுத் தலங்கள் வரை எங்கும் இந்த வண்ணக் கண்ணாடி கலை பரவியது. ஐரோப்பியக் கைவினைஞர்கள் உள்ளூர் சூழலுக்கு ஏற்பத் தங்களின் உத்திகளை மாற்றியமைத்தனர். வெப்பமண்டல நாடுகளின் கடுமையான சூரிய ஒளியைத் தாங்கும் வகையிலும், புயல், மழையிலிருந்து பாதுகாக்கும் வகையிலும் கண்ணாடியின் தடிமனும் வேதியியல் கலவைகளும் மாற்றியமைக்கப்பட்டன.

பண்டைய ரோமானியர்களின் சோதனை முறைகளில் தொடங்கி, ஐரோப்பியக் கதீட்ரல்களின் ஜன்னல்களை அலங்கரித்த இந்தத் தொழில்நுட்பம், இன்று முற்றிலும் அதிநவீன அறிவியல் துறையாக மாறியுள்ளது. அன்று கைவினைஞர்கள் தங்களின் குத்துமதிப்பான பட்டறிவால் உருவாக்கிய வண்ணக் கலவைகள், இன்று துல்லியமான வேதியியல் சமன்பாடுகள், கணினிக் கட்டுப்பாட்டு உலைகள் மூலம் மறுவடிவம் பெற்றுள்ளன. லிகர்கஸ் கிண்ணத்திலும், கதீட்ரல் கண்ணாடிகளிலும் தற்செயலாகப் பயன்படுத்தப்பட்ட உலோக நானோ துகள்களின் ரகசியங்களை இன்று நாம் முழுமையாகப் புரிந்துகொண்டுள்ளோம். இந்த வண்ணக் கண்ணாடித் தொழில்நுட்பத்தின் பரிணாம வளர்ச்சிதான், இன்று நாம் பயன்படுத்தும் ஸ்மார்ட்போன் திரைகள், சூரிய ஆற்றலை மின்சாரமாக மாற்றும் சோலார் பேனல்கள், கட்டிடங்களின் வெப்பத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் ஸ்மார்ட் கிளாஸ் (Smart glass) போன்ற நவீன கண்டுபிடிப்புகளுக்கு அடிப்படையாக அமைந்துள்ளது. பழங்காலக் கதீட்ரல்களில் ஒளியைக் கசியவிட்ட அதே கண்ணாடிகள், இன்று ஒளியிழைகளாக மாறி ஒட்டுமொத்த உலகிற்கும் இணையத் தரவுகளை ஒளியின் வேகத்தில் கடத்திக் கொண்டிருக்கின்றன. காலத்தின் ஓட்டத்தில் கலையும் அறிவியலும் கண்ணாடியில் வடித்த காவியங்கள், மனித நாகரிகத்தின் எல்லையற்ற தேடலின் சாட்சியாக இன்றும் பிரகாசித்துக் கொண்டிருக்கின்றன.

https://build-construct.com/architecture/stained-glass-windows-materials-techniques-and-architectural-history/

கண்ணாடி ஊதுதலில் தொடங்கிய அமைதியான புரட்சி: வேதியியல் ஆய்வுக்கூடத்தை மாற்றிய கண்ணாடி

இன்று நவீன வேதியியல் ஆய்வுக்கூடத்துக்குள் நுழைந்தவுடன் நம்மை முதலில் கவர்வது பலவிதமான வடிவங்களில் இருக்கும் கண்ணாடிப் பாத்திரங்கள்தான். சோதனைக் குழாய்கள், வட்ட அடிப்பகுதியுள்ள குடுவைகள், நீண்ட குழாய்கள், குளிர்விப்பான்கள், பியூரெட்டுகள், பிப்பெட்டுகள், வெற்றிடக் குழாய்கள், வாயு செல்கள், இணைப்புக் குழாய்கள் என்று கண்ணாடியை எங்கும் காணலாம். இந்த இயல்பான காட்சிக்குப் பின்னால் பெரிய வரலாறு ஒன்று உள்ளது. அது மெதுவாக, கண்ணாடியைச் சூடாக்கி, ஊதி, வளைத்து, இழுத்து, இணைத்து உருவாக்கப்பட்ட அமைதியான புரட்சி. செயற்கையாகக் கண்ணாடி தயாரிக்கக் கற்றுக்கொண்ட மனிதனுக்கும், அது பாத்திரமாகவும் பின்னர் விஞ்ஞானியின் கையில் பரிசோதனைக் கருவியாகவும் மாறியதற்கும் இடையே மிகப் பெரிய பயணம் இருந்தது. கண்ணாடியை ஊதுதல் இதில் முக்கியத் திருப்புமுனையைத் தந்தது. கி.மு. முதல் நூற்றாண்டில் சிரியாப் பகுதிகளில் உருவான கண்ணாடி ஊதும் தொழில்நுட்பம், உருகிய கண்ணாடியை வெற்றுக் குழாயின் முனையில் எடுத்து அதற்குள் காற்றை ஊதி, குமிழியாக மாற்றி, பின்னர் அதை விரும்பிய வடிவத்துக்கு உருவாக்கும் முறையை வழங்கியது. இந்த முறை கண்ணாடிப் பாத்திரங்களை மிக வேகமாகவும் குறைந்த செலவிலும் தயாரிக்க வழிவகுத்தது.

இந்தத் தொழில்நுட்பத்தின் தாக்கம், பல நூற்றாண்டுகளுக்குப் பிறகுதான் வேதியியலில் வெளிப்பட்டது. பண்டைய காலங்களில் ரசவாதிகளும் ஆரம்பகால வேதியியலாளர்களும் உலோகம், பீங்கான் போன்ற இயற்கைப் பொருட்களாலான பாத்திரங்களையே பயன்படுத்தினர். ஆனால் இவற்றில் நடக்கும் வினையைப் பார்க்கும்போது, பல சமயங்களில் பாத்திரமும் அதிக வெப்பத்தில் வினையில் பங்கேற்பதைக் கண்டனர். மேலும், இவ்வகையான பாத்திரங்கள் ஒளியைத் தடுப்பதால், உள்ளே நடைபெறும் வினைகளைப் பார்க்க இயலவில்லை. இதுதான் வேதியியலின் வரலாற்றில் கண்ணாடியின் மிகப் பெரிய பங்களிப்புகளில் ஒன்று. திரவத்தின் நிறம் மாறுகிறதா, திரவத்தின் அடியில் படிகங்கள் உருவாகின்றனவா, குமிழிகள் வெளிவருகின்றனவா, திரவங்கள் கலந்தவுடன் மங்கலாகிறதா, பொருள் உருகுகிறதா அல்லது மீண்டும் படிகமாகிறதா போன்ற பலவற்றை விஞ்ஞானி நேரடியாகப் பார்க்க முடிந்தது. கண்ணாடிப் பாத்திரம் கொள்கலனாக மட்டும் இல்லாமல், வேதியியல் வினைகளைக் கண்டறிய சாளரமாகவும் மாறியது. ஆனால் பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில் வேதியியலாளர்களே கண்ணாடியைத் தங்கள் தேவைக்கேற்ப வடிவமைக்கத் தொடங்கினர். மைக்கேல் ஃபாரடே சிறிய கண்ணாடிக் குழாய்கள், இணைப்புகள் ஆகிய தனிப்பயன் கருவிகளைப் பயன்படுத்திப் பரிசோதனைகளை மேற்கொண்டார். (https://archive.org/details/chemicalmanipul04faragoog). இதே காலகட்டத்தில் யோன்ஸ் யாகோப் பெர்சீலியஸ் (Jöns Jacob Berzelius)போன்ற வேதியியலாளர்களும் கண்ணாடிக் கருவிகளை வேதியியல் பரிசோதனையின் முக்கிய அங்கமாக மாற்றினர். அக்காலத்தில், வேதியியலாளர்கள் தங்களுக்குத் தேவையான வினையைச் செய்ய, தாங்களே கண்ணாடியைச் சூடாக்கி, வளைக்கவோ, இழுக்கவோ, ஊதவோ, ஒன்றோடு ஒன்றை இணைத்துக் கருவிகளை உருவாக்க வேண்டியிருந்தது. பல வேதியியல் ஆய்வுக்கூடங்கள் சிறிய கண்ணாடித் தொழிற்சாலையாகவே இருந்தன. அன்று வேதியியலாளர்கள் கண்ணாடி ஊதும் தொழிலாளியின் திறமையையும் கொண்டிருந்தனர். இதன் முக்கிய விளைவு, சிறிய கண்ணாடிக் குழாய்களையும் எளிய கருவிகளையும் பயன்படுத்தித் தனிப்பட்ட ஆய்வகங்களிலும் பரிசோதனைகள் செய்ய முடிந்தது. கண்ணாடி வேதியியலைப் பெரிய கருவி சார்ந்த அறிவியலாக மட்டுமல்லாமல், கைகளால் உருவாக்கக்கூடிய பரிசோதனை அறிவியலாக மாற்றியது.

ஆனால் எல்லாக் கண்ணாடிகளும் வேதியியல் ஆய்வுக்குப் பொருத்தமானவை அல்ல. வெப்பத்தைத் திடீரென்று கொடுத்தால் சில கண்ணாடிகள் உடையும். சில கண்ணாடிகள் சூடான அமிலங்களால் மெதுவாகத் தாக்கப்படலாம். கண்ணாடியிலிருந்து சில அயனிகள் வெளியேறிப் பரிசோதனையின் முடிவையே மாற்றக்கூடும். துல்லியமான வேதியியல் உருவாகத் தொடங்கியபோது, அறிவியலாளர்கள் வேறுபட்ட அமைப்புகளும் பண்புகளும் கொண்ட கண்ணாடிகளை ஆராயத் தொடங்கினர். போரான் ஆக்சைடு சேர்த்த கண்ணாடிகள் குறைந்த வெப்ப விரிவாக்கத்தையும் அதிக வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பையும் வழங்கின. 1893-ஆம் ஆண்டில் ஷாட் (Shot) ஆய்வகப் பயன்பாட்டுக்கான போரோசிலிகேட் கண்ணாடியை வணிக ரீதியாக அறிமுகப்படுத்தினார். இதை ஆய்வுக்கூடக் கண்ணாடியின் இரண்டாவது புரட்சியாகக் கருதலாம். இதன் பின்னர் சிலிகா, போரான், அலுமினியம் போன்ற கூறுகளின் விகிதங்களை மாற்றி, வெப்பத்தையும் வேதியியல் தாக்கத்தையும் தாங்கக்கூடிய கண்ணாடியை உருவாக்க முடிந்தது. 1915-ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்காவில் கார்னிங் (Corning) உருவாக்கிய போரோசிலிகேட் கண்ணாடி பைரெக்ஸ் (Pyrex) என்ற பெயரில் அறிமுகமானது. பின்னர் Ground-glass joints மூலம் கருவிகளைப் பிரித்து மீண்டும் இணைக்க முடிந்தது. வடிகலம் (Condenser) ஒன்றை reaction flask உடன் இணைக்கலாம். Vacuum line ஒன்றை வேறு கருவியுடன் இணைக்கலாம். Distillation apparatus, gas-generation system, crystallization vessel, reflux apparatus என்று பல கருவிகள் ஒரே கண்ணாடி உலகத்தின் வெவ்வேறு வடிவங்களாக மாறின. இருபதாம் நூற்றாண்டில் அளவுகள், இணைப்புகள் தரநிலைப்படுத்தப்பட்டதால் வெவ்வேறு உற்பத்தியாளர்களின் கருவிகளையும் ஒன்றோடு ஒன்று இணைக்க முடிந்தது. இதன் மூலம் கண்ணாடி ஆய்வுக்கூடத்தின் அமைதியான கட்டுமானப் பொருள் ஆனது.

இன்றைய வேதியியலாளர் வினையை வடிவமைக்கும்போது, அவர் பொருட்களை மட்டுமல்ல, கண்ணாடியையும் தேர்ந்தெடுக்கிறார். எவ்வளவு வெப்பம், அழுத்தம் தேவை என்றும், எந்த அமிலம் உபயோகிக்கலாம், வெற்றிடமா அல்லது வாயுவுடனா போன்ற பல கேள்விகளுக்குப் பின்னரே ஆய்வை மேற்கொள்கிறார். கண்ணாடி லென்ஸ்களாக மாறியபோது நுண்ணோக்கி, தொலைநோக்கி, ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி ஆகியவை வளர்ந்தன. ஒரு பொருளை வெறும் கண்ணால் பார்ப்பதிலிருந்து அதன் ஒளி உறிஞ்சுதலை அளப்பதற்கும், அதன் அணுக்களின் அடையாளத்தை அறிவதற்கும் அறிவியல் மேல்நோக்கி நகர்ந்தது.

இன்று நாம் கண்ணாடியை இன்னும் வேறொரு வடிவில் பயன்படுத்துகிறோம். அதிதூய கண்ணாடி, குவார்ட்ஸ், சிறப்பு ஒளியியல் கண்ணாடிகள், நுண்ணுயிரியல் மற்றும் மருந்தியல் கண்ணாடிப் பாத்திரங்கள், வெற்றிட அமைப்புகள், நுண்ணளவு வேதியியல் கருவிகள் என அதன் உலகம் விரிந்துகொண்டே இருக்கிறது. ஆய்வுக்கூடக் கண்ணாடி இன்று வெறும் பாத்திரமல்ல; வெப்பம், அழுத்தம், ஒளி, வாயு, திரவம், ரசாயன வினை ஆகிய அனைத்தையும் கட்டுப்படுத்தும் பொறியியல் பொருளாக மாறியுள்ளது.

உருகிய கண்ணாடிக்குள் காற்றை ஊதிக் குமிழியை உருவாக்கிய அன்றைய மனிதன், அந்தச் சிறிய குமிழி எவ்வளவு பெரிய அறிவியல் புரட்சியை வெடிக்கவைக்கும் என்பதை அறிந்திருக்க வாய்ப்பில்லை.

இன்றும் ஆய்வுக்கூட மேசையில் அமைதியாகக் காட்சியளிக்கும் கண்ணாடிக் குடுவையைப் பார்க்கும்போது, கண்ணாடி என்பது வேதியியலாளருக்கு இயற்கையுடன் நேரடியாக உரையாடக் கொடுக்கப்பட்ட மொழியாகத்தான் இருக்கும்.

சிலிகா கண்ணாடியில் அரங்கேறும் ஒளியிழையின் நடனம்

கற்காலத்தில் நெருப்பில் உருவான கண்ணாடி, நவீன நூற்றாண்டில் உலகத்தை இணைக்கும் நரம்பாக மாறும் என்று யாரும் எதிர்பார்த்திருக்க முடியாது. இன்று இணையம், தொலைபேசி, மருத்துவப் படமெடுப்பு, கடலுக்கடியில் செல்லும் தகவல் தொடர்பு என எண்ணற்ற தொழில்நுட்பங்களின் பின்னால் இருக்கும் ஒளியிழை (optical fibre), அடிப்படையில் தூய சிலிகாவிலிருந்து தொடர்ந்த இன்னொரு அறிவியல் பயணம். ஒழுங்கான அணுக்கட்டமைப்பைக் கொண்ட குவார்ட்ஸ் படிகத்தை உருக்கி மிக வேகமாகக் குளிர்விக்கும்போது, அணுக்கள் ஒழுங்கற்ற வலையமைப்பாக உறைந்து சிலிகான் கண்ணாடி உருவாகிறது. இந்த வேறுபாடு, குவார்ட்ஸ் ஒளியுடன் செயல்படுவதை வேறு கோணத்தில் திறக்கிறது. இக்கண்ணாடி மூலம் ஒளியை, இழப்பு இல்லாமல் எப்படி நீண்ட தூரத்திற்கு எடுத்துச் செல்வது என்ற கேள்விக்கான விடை தேடலில், சார்லஸ் கோ (Charles Kao) குழுவினர், இதில் கலந்துள்ள மிகச் சிறிய அளவிலான அசுத்தங்கள், குறிப்பாக இரும்பு போன்ற உலோக அயனிகள், ஹைட்ராக்சைடு (OH) அயனிகள் ஒளியை உறிஞ்சுவதால், பரவல் தூரம் (transmission distance) கடுமையாகக் குறைகிறது என்பதைக் கண்டறிந்தனர்.

அதாவது தீர்வு எப்போதும் புதிய பொருளைக் கண்டுபிடிப்பதால் கிடைப்பதில்லை. ஏற்கனவே ஆராய்ந்தறிந்த சிலிகா கண்ணாடியை மிகவும் தூய்மையாக்குவது எவ்வாறு என்பதே புதிய சிந்தனையாக மாறியது. இது கண்ணாடி தயாரிப்புத் தொழில்நுட்பத்தில் இன்னொரு புரட்சியைத் தூண்டியது. வேதியியலாளர்களும் பொருள் அறிவியலாளர்களும் ஒன்றிணைந்து, மிகத் தூய்மையான சிலிகாவை வேதிநீராவி வைப்பு (Chemical Vapour Deposition) போன்ற கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழல் முறைகளைக் கொண்டு, மிக நுண்ணிய, நீண்ட, தொடர்ச்சியான இழைகளை உருவாக்கினர். மேலும் ஒளியிழையின் மற்றொரு ரகசியம் அதன் உள்ளேயே இருந்தது. இழையின் நடுப்பகுதியும் (core), அதைச் சுற்றி இருக்கும் புறவரி (cladding) ஆகிய இரண்டும் கண்ணாடியால் ஆன பகுதிகளே. ஆனால் அவற்றின் ஒளிவிலகல் எண்கள் (refractive indices) சிறிதளவு வேறுபடுவதால், நடுப்பகுதியில் செலுத்தப்பட்ட ஒளி முழு அக ஒளிவிலகல் (total internal reflection) மூலம் மீண்டும் மீண்டும் உள்ளேயே பிரதிபலித்து முன்னோக்கிப் பயணிக்கிறது. அதாவது சிறிய கண்ணாடித் தண்டு, ஒளிக்கான நெடுஞ்சாலையாக மாறுகிறது.

1970களில் மிகக் குறைந்த ஒளியிழப்புக் கொண்ட சிலிகா இழைகள் உருவாக்கப்பட்டதும், இந்தக் கண்டுபிடிப்பு ஆய்வகத்திலிருந்து தொலைத்தொடர்பு உலகிற்குள் நகரத் தொடங்கியது. பின்னர் அரைக்கடத்தி லேசர்கள் (semiconductor lasers), ஒளியியல் பெருக்கிகள் (optical amplifiers), அலைநீளப் பகிர்வு பன்முகப்படுத்தல் (wavelength-division multiplexing) போன்ற பல தொழில்நுட்பங்களுடன் இணையத் தொடங்கியது. இதன் மூலம் ஒரே இழையில் ஒரே நேரத்தில் பல்வேறு அலைநீளங்களில் தகவல்களை அனுப்புவது சாத்தியமானது.

இன்று கடலடியில் ஆயிரக்கணக்கான கிலோமீட்டர்கள் செல்லும் தொடர்பு கம்பிகளைப் பார்த்தால், அது சாதாரண கண்ணாடித் தண்டு போலத்தான் தெரியும். ஆனால் அதன் பின்னால் குவார்ட்ஸிலிருந்து கண்ணாடி, கண்ணாடியிலிருந்து தூய சிலிகா, அங்கிருந்து ஒளியிழையின் நூற்றாண்டு கால பயணம் ஆகிய நினைவுகள் நம் கண் முன் காட்சி தரும். அன்று மனிதன் நெருப்பால் உருவாக்கிய கண்ணாடி, இன்று தகவல்களை ஒளியின் வேகத்தில் உலகம் முழுவதும் கடத்திச் செல்லும் பாதையாக மாறியுள்ளது.

From sand to optical fibre – The story of digital connectivity

சிலிகா கண்ணாடியிலிருந்து சூரிய மின்கலப் புரட்சி வரை

ஒளியிழைத் தொழில்நுட்பத்தில் தகவல்களை ஒளியின் மூலம் எடுத்துச் செல்லும் பாதையாகச் சிலிகா கண்ணாடி மாறியதைப் பார்த்தோம். அதே சிலிகா கண்ணாடி, வேறொரு துறையில், சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சிக்கும் முக்கியப் பங்காற்றுகிறது. இங்கு சிலிகா கண்ணாடி ஒளியைப் பயன்படுத்தும் நுண்ணிய குறைக்கடத்திப் பொருளைப் பாதுகாக்கிறது.

சூரிய மின்கலத்தின் (solar cell) முக்கியப் பகுதி சிலிக்கான். சிலிக்கான், சிலிகா இரண்டும் ஒரே தனிமத்தின் அடிப்படையில் ஆனாலும், அவற்றின் அணுக்கட்டமைப்பும் பண்புகளும் வேறுபட்டவை. சிலிக்கான் குறைக்கடத்திப் படிகத்தில் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அளவில் பாஸ்பரஸ், போரான் தனிமங்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம், சூரிய ஒளியிலிருந்து மின்சாரம் உருவாக்கும் திறன் பெறப்படுகிறது. சூரிய ஒளியின் ஃபோட்டான் (photon) ஒன்று சிலிக்கான் படிகத்தில் விழும்போது, போதுமான ஆற்றல் இருந்தால், அது ஓர் எலெக்ட்ரானை அதன் பிணைப்பிலிருந்து விடுவித்து எலெக்ட்ரான்–ஓட்டை (electron–hole) ஜோடியை உருவாக்கும். மின்கலத்தின் உள்ளே உருவாக்கப்படும் மின்புலம் இந்த மின்னூட்டங்களைப் பிரித்து மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது. ஆனால் இந்தச் சிறிய குறைக்கடத்தித் தகடு வெளிப்புறச் சூழலுக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டது. ஈரப்பதம், தூசி, காற்று, வெப்பநிலை மாற்றங்கள், புற ஊதாக் கதிர்கள், இயந்திர அழுத்தங்கள் ஆகியவை அதன் செயல்திறனையும் ஆயுளையும் பாதிக்கக்கூடும். இங்குதான் கண்ணாடி மீண்டும் முக்கியத்துவம் பெறுகிறது. சூரிய மின்கலத்தின் முன்புறத்தில் பொருத்தப்படும் குறைந்த இரும்புச் சத்துக் கொண்ட சோடா லைம் கண்ணாடி, சூரிய ஒளியை அதிக அளவில் உள்ளே செல்ல அனுமதிக்கிறது. சாதாரண கண்ணாடியில் இருக்கும் இரும்பு அசுத்தங்கள் சில அலைநீளங்களை உறிஞ்சுவதால் அதன் வெளிப்படைத்தன்மை குறையலாம். சூரிய மின்கலங்களுக்கு ஏற்ற கண்ணாடியில் இந்த உறிஞ்சுதலைக் குறைப்பது முக்கியம். அதே சமயம், கண்ணாடி சிலிக்கான் மின்கலத்தை மழை, தூசி, இயந்திர சேதத்திலிருந்து பாதுகாக்கிறது.

இதனால் சூரிய மின்கலம் நீண்டகாலம் செயல்படக்கூடியதாகிறது. கண்ணாடியின் பின்புறத்தில் இருக்கும் பாலிமர் மூடுறை (polymer encapsulant), மின்கலத் தகடுகளுக்கிடையிலான இணைப்புகள், மற்றொரு கண்ணாடிப் பரப்பு ஆகியவை சேர்ந்து நீடித்த ஒளிமின்னழுத்தப் பட்டகத்தை (photovoltaic module) உருவாக்குகின்றன. இன்றைய பல சூரிய மின்கலங்களில் முன்புறக் கண்ணாடி மட்டுமல்லாமல், இருபுறமும் கண்ணாடி கொண்ட கண்ணாடி-கண்ணாடி (glass-glass) வடிவமைப்புகளும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

இங்கே இன்னொரு சுவாரசியமான அறிவியல் தொடர்பு இருக்கிறது. ஒளியிழையில் சிலிகா கண்ணாடி ஒளியை மிகக் குறைந்த இழப்புடன் நீண்ட தூரம் எடுத்துச் செல்ல வேண்டும். சூரிய மின்கலத்தில், அதே கண்ணாடி சூரிய ஒளியை மிகக் குறைந்த உறிஞ்சுதலுடன் குறைக்கடத்திக்குள் அனுப்ப வேண்டும். இரண்டு தொழில்நுட்பங்களிலும் கண்ணாடியின் தூய்மை, ஒளியியல் பண்புகள், மேற்பரப்புத் தரம், தயாரிப்பு முறைகள் முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன.

சூரிய மின்கலங்களின் பெருமளவிலான உற்பத்தி, புதைபடிவ எரிபொருட்களை எரிப்பதைக் குறைத்து, மின்சார உற்பத்தியின் கார்பன் தடத்தை (carbon footprint) குறைக்க உதவுகிறது. இருப்பினும், சூரிய மின்கலம் முழுமையாகக் கார்பன்-இல்லாதது (carbon-free) அல்ல. சிலிக்கான் சுத்திகரிப்பு, தட்டு (wafer) தயாரிப்பு, கண்ணாடி உற்பத்தி, பட்டகம் கூட்டமைத்தல் (module assembly), போக்குவரத்து,  மறுசுழற்சி ஆகியவற்றிலும் ஆற்றல் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எனவே அதன் சுற்றுச்சூழல் பயன், முழு வாழ்க்கைச் சுழற்சியில் வெளியிடப்படும் பசுமை இல்ல வாயுக்கள்(greenhouse gases), அது உற்பத்தி செய்யும் மின்சாரத்தின் அளவைப் பொறுத்தது. 

கண்ணாடியின் இன்னொரு சிறப்பு இங்கு வெளிப்படுகிறது. அது மின்சாரத்தை உருவாக்குவதில்லை; ஆனால் மின்சாரம் உருவாகும் குறைக்கடத்தியைப் பாதுகாத்து, சூரிய ஒளி அதனை அடைய உதவுகிறது. மேலும், கண்ணாடி மறுசுழற்சி செய்யக்கூடிய பொருளாக இருப்பதால், பழைய ஒளிமின்னழுத்தப் பட்டகங்களிலிருந்து (photovoltaic modules) கண்ணாடியை மீட்டெடுப்பதும் எதிர்காலத்தில் முக்கியமானதாகிறது.

இவ்வாறு, குவார்ட்ஸிலிருந்து உருவான சிலிகா கண்ணாடி முதலில் ஒளியைப் பாதுகாக்கும் ஊடகமாகவும், பின்னர் தகவல்களை எடுத்துச் செல்லும் ஒளியிழையாகவும், மற்றொரு கட்டத்தில் சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் பாதுகாப்புக் கவசமாகவும் மாறியுள்ளது. ஒரே வேதியியல் அடிப்படையைக் கொண்ட பொருள், ஒளியை வழிநடத்துவதிலும், ஒளியிலிருந்து மின்சாரம் உருவாக உதவுவதிலும், மனித நாகரிகத்தின் அடுத்தடுத்த தொழில்நுட்பப் புரட்சிகளுக்குத் துணைநின்றிருக்கிறது.

கண்ணாடி பிரதிபலிக்கும் நாளைய உலகம்

நாம் இன்று பொதுவாக அறிந்திருக்கும் உறுதியான, தட்டையான ஜன்னல் கண்ணாடியிலிருந்து நாளைய கண்ணாடி முற்றிலும் மாறுபட்டதாக இருக்கும். மிக மெல்லிய, நெகிழ்வான கண்ணாடித் தாள்களை உருவாக்கும் முயற்சிகள், கண்ணாடியை ஓரிகாமி (Origami) காகிதத்தைப் போல மடிக்கக்கூடிய பொருளாக மாற்றும் வாய்ப்பை உருவாக்குகின்றன. இதனால், கண்ணாடி மடிந்தும் விரிந்தும், தேவைக்கேற்ப வடிவத்தை மாற்றக்கூடிய கட்டிடப் பொருளாக மாறலாம்.

மேலும், சுவாசிக்கும் கண்ணாடி என்பது வெளிப்புறத்தையும் உட்புறத்தையும் பிரிக்கும் தடுப்பாக மட்டும் இல்லாமல், எதிர்காலத்தில் கண்ணாடி சார்ந்த மென்படலங்கள் குறிப்பிட்ட ஆக்ஸிஜன், நீராவி, கரியமில வாயு போன்ற மூலக்கூறுகளை மட்டும் கடந்து செல்ல அனுமதிக்கக்கூடும். அத்தகைய தொழில்நுட்பம் கட்டிடங்களின் ஈரப்பதம், வாயுப் பரிமாற்றம், வெப்ப இயக்கம் போன்றவற்றைக் கட்டுப்படுத்த முடியும். அப்போது ஜன்னல் என்பது வெளி உலகத்தைப் பார்ப்பதற்கான திறப்பு மட்டுமல்ல; கட்டிடத்தின் சுற்றுச்சூழல் அமைப்பில் செயல்படும் இன்னொரு பகுதியாகவும் மாறிவிடும். அதே நேரத்தில், ஏற்கனவே கண்ணாடி மாறும் மின்னணுத் திரையாகவும் மாறிக்கொண்டிருக்கிறது. மின்னழுத்தத்தின் உதவியால் ஒளி ஊடுருவும் தன்மையை மாற்றக்கூடிய மின்வண்ணக் கண்ணாடி (electrochromic glass) போன்றவை உருவாகியுள்ளன. எதிர்காலத்தில் தொழில்நுட்பங்கள் மேலும் வளரும்போது, நாளைய கண்ணாடி காகிதத்தைப் போல மடிந்து, மென்படலம் வழியாகச் சுவாசித்து, தேவைக்கேற்ப அறைகளின் ஒளியைக் கட்டுப்படுத்த முடியும்.

கண்ணாடியின் இந்தப் புதிய பயணம், அதன் அடுத்த புரட்சியாக இருக்கக் கூடும்.