Friday, March 20, 2009

பயோ-மிமடிக்ஸ் - பூக்களும் பூச்சிகளும் வழங்கும் புதிய தொழில்நுட்பங்கள்

துடைக்கவேண்டாம்

Biomimetic அடுக்குமாடி கட்டிடங்கள் உப்பு பூத்திருப்பதுபோல் கொத்துக்கொத்தாக நிலத்தில் முளைத்திருக்கின்றன. சுவர்களே தெரியாமல் முழுவதும் கருப்புக் கண்ணாடி சன்னல்கள். இப்பொழுதான் துடைத்து விட்டதுபோல பளிச்சென்று இருக்கின்றன. அத்தனை கண்ணாடிகளையும் மனிதனால் தொங்கு சாரம் கட்டி துடைப்பது என்பது நினைத்துக்கூடப் பார்க்க முடியாதது. ஆனால் துடைத்துவிட்ட புண்ணியம் சற்று முன் பெய்த சின்ன மழைக்குச் சாரும்.

மழைக்கு முன் சேரிப் பையனின் அழுக்கு முகம்போல தூசிபடிந்திருந்தது. சோப்பு துணி எதுவுமே இல்லாமல் மனிதக் கரங்கள் படாமல் பெய்த மழையில் நனைந்து அத்தனைக் கண்ணாடிகளும் முகம் துடைத்துக்கொண்டன. இதன் இரகசியத்தை தாமரையிலைகளிடம்தான் கேட்கவேண்டும். தாமரையிலையிலிருந்து இந்தத் தந்திரத்தை விஞ்ஞானம் காப்பி அடித்துக் கொண்டது. இயற்கையை காப்பியடித்து அதைத் தொழில்நுட்பத்தில் புகுத்தும் புதிய கலையை பயோ மிமடிக்ஸ் என்கிறார்கள். நேனோ டெக்னாலஜிக்கு போட்டியாக முளைத்திருக்கும் கல்வியாக இது வளரும் போலிருக்கிறது.

கழுவவேண்டாம்

சப்பானில், ஐந்து நட்சத்திர ஓட்டலில் கழிவறைகளை தினமும் சுத்தம் செய்வதில்லை. குளிக்கும் போது வெளியேறும் தண்ணீர் குளியலறையையும் கழுவிவிடுகிறது. கழிவறையிலும் அதேதான். தரையிலும் கோப்பைகளிலும் அழுக்கே ஒட்டுவதில்லை. கிருமிகளும் வளருவதில்லை. துர்நாற்றமும் உடனுக்குடன் மறைந்துவிடுகிறது. நம்மூர் பொதுக் கழிப்பறைகளை நினைத்துப் பார்க்கும்போது இந்தத் தொழிற்நுட்பம் சப்பானைவிட நம் நாட்டுக்குத்தான் மிகவும் அவசியம் என்பது தெரியும்.

நீக்கவேண்டாம்

குளிர்ச்சியான மலைச்சாலைகளில் கார் ஓடிக்கொண்டிருக்கும்போது ஓட்டுனரின் கண்ணாடிமீது மூச்சுக்காற்றின் ஆவிபடிந்து மங்கலாகிவிடுகிறது. சாலை மசமசவென்று தெளிவில்லாமல் இருக்கிறது. ஓட்டுநர் அடிக்கடி கைத்துண்டால் கண்ணாடியைத் துடைத்து விட்டுக்கொள்கிறார் இது பழையகதை!. இனிவரப்போகும் வாகனக் கண்ணாடிகளில் ஈரமோ நீராவியோ ஒட்டவே ஒட்டாது.

துவைக்கவேண்டாம்

கோப்பையிலிருந்து காப்பி சிதறி சட்டைமுழுவதும் கொட்டிவிடுகிறது. "அச்சோ காப்பிக்கறை போகாதே" என்று பதறுகிறார். அது பயோமிமடிக்ஸ் சட்டை. கழற்றி உதறினால் போதும்; ஒரு சொட்டு காப்பிக்கறைகூட இல்லாமல் சட்டை பழையபடி புத்தம் புதிதாகிவிடுகிறது. "இந்தச் சட்டையைத் துவைத்து 6 மாதம் ஆகிறது, அழுக்காகவே இல்லை" என்று பெருமைப் பட்டுக்கொள்ளலாம்.

"பயோமிமெடிக்ஸ்" என்பது பயலாஜி + தொழில் நுட்பக் கலவையால் உருவானது. பயோமிமெட்டிக்ஸ் (Biomimetics) என்றால் "உயிரினங்களிலிருந்து தந்திரங்களைக் கற்றுக்கொள்ளுதல் என்று அர்த்தம்.

தாமரையிலைத் தத்துவம்

வில்லெம் பர்த்லாட் (Willam Barthlott, University of Bonn. Germany) என்பவருக்கு தாமரை மலரையும், அதன் இலைகளையும் பார்க்கும் போதெல்லாம் வியப்பு ஏற்படும். சேற்றிலிருந்து தாமரை வெளிப்பட்டாலும் அதன் மீது துளி அழுக்குகூட இல்லாமல் எந்நேரமும் புத்தம் புதிதாக இருப்பதன் மர்மம் என்னவாக இருக்கும் என்று யோசிப்பார். எலெக்ட்ரான் மைக்ரோ நோக்கிக் கருவி மூலம் (Electron Microscope) செடியின் இலைமேற்பரப்பை பார்க்க வேண்டுமானால் முதலில் அதன் மேற்பரப்பை சுத்தமாகக் கழுவவேண்டும். இல்லாவிட்டால் அதிலுள்ள தூசிகளெல்லாம் பெரிய பெரிய பாறாங்கற்கள் போலத் தெரியும். ஆனால் தாமரை இலையை அவர் கழுவவே இல்லை. இருப்பினும் தூசி ஒன்று கூட அதில் காணப்படவில்லை. தெருவில் அத்தனைப் புழுதியிருந்தாலும் எப்படி தாமரை இலை அத்தனை தூய்மையாக இருக்கிறது.

பயிரியல் படிப்பவர்களுக்குத் தெரியும், இலைகளின் மேலே இருக்கும் மெழுகுப்படலம் தண்ணீரை இலைமேல் ஒட்டாமல் உருட்டி விட்டுவிடும் என்று. உண்மையில் தூசி இல்லாமலிருப்பதற்கு மெழுகுப்படலம் மட்டும் காரணமல்ல என்று பார்த்லாட்டுக்கு எலெக்ட்ரான் மைக்ரோ நோக்கி மூலம் பார்த்த பிறகு தெரிந்தது. மெழுகுப்படலம் வார்னிசு பூசியது போலில்லாமல் வரிசையாக குன்றுகள் இரணுவ அணிவகுப்புபோல அங்கே காணப்பட்டது. இந்த அமைப்புதான் தண்ணீரை உருண்டோடி கூடவே தூசிகளையும் அடித்துச் செல்வதற்கும் காரணம் என்பதும் தெரிந்தது.

தண்ணீருக்கும் எண்ணெய்க்கும் பகை என்பது தெரிந்ததே. எண்ணெய்ப் பதார்த்தங்களை நீர்ப்பகைப் பொருள் (Hydrophobic) என்பார்கள். சக்கரையும் உப்பும் நீரில் கரையக்கூடியன எனவே அவற்றை நீர் நட்புப் பொருள்கள் (Hydrophilic) என்பார்கள். நீர் நட்புடைய பரப்பின் மீது ஒரு சொட்டு நீர்த் திவளையை விட்டால் அது விரிந்த தட்டையாக கிடக்கும். திவளையின் விளிம்புக்கும் அது நிற்கும் பரப்புக்கும் உள்ள கோணம் 30 டிகிரியாக இருக்கும். மாறாக கொழுப்புப் பசையுடைய நீர்ப்பகைப் பரப்பின்மீது தண்ணீர் சொட்டு நிற்கும்போது முத்து போல உருண்டையாகத் திரண்டு இருக்கும். அப்போது அதன் விளிம்பு கோணம் 900 டிகிரியாகயிருக்கும்.

பார்த்லாட், தாமரை இலைத் தத்துவத்தின் அடிப்படையில் ஒரு கண்ணாடிப் பரப்பைத் தயாரித்தார். அது நீருக்குப் பெரும் பகை கொண்டதாக இருந்தது. நீர்த்திவளையானது அந்தப் பரப்பின் நின்றபோது அதன் விளிம்புக்கோணம் 150 டிகிரிக்கும் அதிகமாக இருந்தது. பார்த்லாட் பூசிய பொருளானது மைக்ரோ நோக்கியளவுள்ள சிறு குன்றுகளை வரிசையாகக் கொண்டிருந்ததால் அதன் மீது நீர்த்திவளையானது உடல் குறுகி ஒன்று திரண்டு நின்றது. பார்த்லாட் இந்த தொழில்நுட்பத்தைப் காப்புரிமை செய்தார். யாரும் அவர் கண்டுபிடிப்பை முதலில் விலை கொடுத்து வாங்க முன்வரவில்லை. அதே தத்துவத்தைப் பயன்படுத்தி சிலிக்கான் பூச்சு (தாமரையிலை தத்துவ அடிப்படையில்) பூசிய தேக்கரண்டி ஒன்றைத் தயாரித்தார். அதில் தேனை எடுத்து ஊற்றிக் காட்டினார். தேன் ஒரு சொட்டுகூட கரண்டியில் ஒட்டாமல் வழிந்தது. அதன் பின்னர்தான் உலகம் அவரை நம்பியது.

இதே தத்துவத்தில் நேனோகேர் என்ற நிறுவனம் நீர்ப்பகை நூலிழைகளையும் அதன் உதவியால் துணிகளையும் உருவாக்கியிருக்கிறது. நேனோடெக்ஸ் என்று அத்துணிக்கு பேர் வைத்திருக்கிறார்கள். அத்துகிலின் இழைகளில் நேனோ அளவுள்ள தாமரை இலைப் பரப்பு உருவாக்கப்பட்டது. அதில் தண்ணீர் மட்டுமல்லாமல் டீ, காப்பி கறைகள்கூட ஒட்டுவதில்லை. மனத் திருப்திக்காக ஒரு முறை தண்ணீரில் அமிழ்த்தி உதறினால்போதும். நாள் முழுவதும் சீருடையில் இருக்கும் போலீஸ், ராணுவ வீரர்களுக்கு துவைக்கவே தேவையில்லாத உடைகள் தேவைதான். மருத்துவத் துறையிலும் இதற்கு ஏராளமான வரவேற்பு இருக்கிறது.

உச்ச ஈரத்தன்மை

தாமரையிலையின் நீர்ப்பகை குணம் நம்மை ஒருபுறம் திகைக்க வைத்துக் கொண்டிருக்கும்போது, ரோசாப்பூ இதழின் நீர் நட்புத்தன்மை வியக்க வைக்கிறது. சில பொருட்களுக்கு நீரின் மீது அளவற்ற வாஞ்சை காணப்படுகிறது. டைட்டேனியம் என்ற உலோகத்திற்கு வினோதமான பல குணங்கள் ஏற்கனவே தெரிந்ததுதான் என்றாலும் அதன் நீர்நட்புக்குணம் குறிப்பிடத்தகுந்தது. டைட்டேனியம் டை ஆக்ஸைடின் மென்படிவத்தை டைட்டேனியா (Titania) என்று அழைப்பார்கள். உருகிய கண்ணாடிக்குழம்பை டின் தகடின் மீது சுடச்சுட வார்க்கும்போது சன்னல் கண்ணாடிகள் உருவாகிறது. அது 5000 டிகிரி செல்சியசுக்குக் குளிர்ந்து கெட்டியாகும் தருணத்தில் டைட்டேனியம் ஆக்ஸைடு கலந்த தண்ணீர்க் கரைசலை அதன் மீது ஊற்றினால் உடனே அது நேனோ படலமாக படிந்து ஒட்டிக்கொள்கிறது. இனி இந்தக் கண்ணாடி மீது நீராவி படியாது; குளிர்காலத்தில் கார்க் கதவை மூடிவிட்டுக்கொண்டு ஓட்டினாலும் டிரைவரின் கண்ணாடிமீது பனிபடராது. அத்தனை ஈரத்தையும் அது உள்வாங்கிக் கொண்டு கண்ணாடியைத் துடைத்த விட்டதுபோல வைத்திருக்கும்.

டைட்டேனியா படிவம் மீது சூரிய ஒளியிலுள்ள புறஊதாக்கதிர்கள் பட்டால்போதும் படிந்துள்ள நீர் ஆக்ஸிஜனாகவும், ஹைட்ராக்ஸில் மூலக்கூறாகவும் சிதைந்துவிடும். ஆக்ஸிஜன் நமக்கு பயனுள்ள வளி என்பது மட்டுமல்லாமல், கூடவே விளையும் ஹைட்ராக்சில் அயனியும் சக்திவாய்ந்த கிருமி நாசினியாகவும் கண்ணாடியில் உள்ள அழுக்குகளை ஆக்ஸீகரணம் செய்து அது அழிக்கும் பொருளாகவும் இருக்கிறது.

சப்பான் நிறுவனமொன்று குளியலறை, பீங்கான்தரை ஓடுகளின் மேலே டைட்டேனியப் படலத்தை பூசி விற்பனை செய்கிறது. டைம்டேனிய குளியலறை டைல்கள் கெட்ட நாற்றமுடைய பொருள்களை உடனுக்குடன் சிதைத்து சுத்தம் செய்துவிடுகிறது. மருத்துவமனை மட்டுமல்ல தூய்மையாக இருக்கவேண்டிய எல்லா அறைகளுக்கும் தானே சுத்தம் செய்து கொள்ளும் டைட்டேனியா டைல்களை தாரளமாகப் பயன்படுத்தலாம்.

பகையும் நட்பும் ஒரேயிடத்தில்

தென் ஆப்பிக்காவில் உள்ள (Namib) நபிப் பாலைவனத்தில் பகலில் வெயில் 50 செ. வரை செல்லும். சாலையில் அப்பளம் பொரிந்துவிடும். அங்கே சொட்டுத் தண்ணீர் கிடைப்பது அரிது. அப்படிப்பட்ட இடத்திலும் கவலையில்லாமல் சில உயிரினங்கள் மகிழ்ச்சியாக வாழ்கின்றன. ஸ்டெனேகேரா (Stenocara) என்றழைக்கப்படும் ஒரு வண்டு வெப்பம் தாளது செத்து விழும் பிள்ளைப்பூச்சிகளை சாப்பிட்டு பிழைக்கிறது. பிள்ளைப்பூச்சிகள் அங்கே வெப்பம்தாளாமல் சாகும்போது இதனால் மட்டும் எப்படி வெயிலை சமாளிக்க முடிகிறது என்று ஆண்ட்ரியூ பர்க்கா (Andrew R. Parka, University of Oxford 2001) என்பவர் ஆராய்ந்தார். வண்டின் மேல் ஓடுக்கு வெப்பக் கதிர்களை பிரதிபலித்து நீக்கிவிடும் ஆற்றல் இருக்குமோ என்று அவர் சந்தேகப்பட்டார்.

ஸ்டெனோகேரா வண்டின் முதுகு ஓட்டை எலெக்ட்ரான் மைக்ரோநோக்கியில் பார்த்தபோது நுட்பமான நேனோ அளவுள்ள மேடுகள் வரிசையாத் தென்ப்பட்டன. அம் மேடுகளின் உச்சிப்பகுதி மிகுதியான நீர்நட்புக் குணமுடையதாகவும் அடிப்பகுதியானது நேர்மாறாக நீர்ப்பகை குணமுடையதாகவும் இருந்தது. ஏன் இப்படி இரண்டு எதிரும்புதிருமான குணங்கள் ஒரே இடத்தில் காணப்படுகிறது என்று அவர் யோசித்தார்.

இதன் நடவடிக்கையைக் கூர்ந்து பார்த்த பின்னர்தான் சந்தேகம் தெளிவானது. பாலைவனமேயானலும், அங்கேயும் அதிகாலை நேரத்தில் கொஞ்சம் பனிமூட்டம் காற்றில் காணப்படும். இந்த மூடுபனியானது வண்டின் முதுகில் உள்ள நீர்க்கவர்ச்சியுடைய முகடுகளில் படர்ந்து தேங்குகிறது. அதே சமயம் மேடுகளின் கீழேயுள்ள நீர்ப்பகைப்பகுதி நீரை உருட்டிக் கீழே தள்ளமுயலுகிறது. ஸ்டெனோகேரா வண்டு இசுலாமியர்கள் நமாஸ் செய்வதுபோல மணற்பரப்பில் தலையைக் கீழாகவும் உடலை மேலாகவும் வைத்துக் கொண்டு யோகாசனம் பண்ணுகிறது. முதுகில் திரளும் நீரானது முத்தாகத் திரண்டு தலையை நோக்கி உருண்டு நேராக வாய்க்குள் புகுகிறது. முதுகையே நீர் சேகரிக்கும் வாளிபோல மாற்றி வேண்டுமட்டும் நீரைப்பருகி பாலைவன வெப்பத்திலிருந்து தப்பித்துக் கொள்கிறது.

கிட்டதட்ட இதே அடிப்படையில் ஒரு சிலிக்கா படலத்தினை உருவாக்கியிருக்கிறார்கள். மேடு பள்ளங்களுக்கு பதிலாக கெமிக்கல் பூச்சு தருகிறார்கள். அஸோபென்ஸீன் (Azobenzene) என்ற கெமிக்கல் மூலக்கூறானது ஒளி பட்டவுடன் மடிந்து குனிந்துகொள்கிறது. இதனால் அதன் நீர் நட்புப் பகுதி வெளிப்படுகிறது. ஒளி மறைந்து இருட்டாகிவிட்டால் உடனே அவை நிமிர்ந்துகொண்டு தனது நீர்ப்பகையுடைய தலைப் பகதியைக் காட்டுகிறது. இப்படிப்பட்ட கண்ணாடியின் மீது புறஊதாக்கதிரைப் பாய்ச்சும்போது தண்ணீர் உறிஞ்சிக் கொள்ளப்படுகிறது; ஒளியை நீக்கி இருட்டாக்கியதும் உறிஞ்சியை நீரை உடனே கண்ணாடி வெளியேற்றி வடித்து விடுகிறது. இந்தக் கண்ணாடிகளைப் பயன்படுத்தி பாலைவனத்திலும் ஈரத்தை வடித்து தேவையான நீரை சேமித்துக் கொள்ளலாம்.

ஈரத்திலும் உலர்ந்திருக்கும்

குளம் குட்டைகளில் மிதந்தபடி வளரும் செடியாகிய பிஸ்டியா, சால்வினியா போன்றவை எப்போதும் ஈரமில்லாமல் துடைத்துக் காயப் போட்டதுபோல உலர்ந்தேயிருக்கின்றன. இதன் தத்துவத்தின் அடிப்படையில் நீரில் மூழ்கி ஆராய்ச்சி செய்பவர்களுக்குத் தேவையான நீச்சல் உடைகளைத் தயாரிக்கலாம். இயற்கையைக் கூர்ந்து கவனித்தால் அது நமக்கு நல்ல நல்ல ஆலோசனைகளை அள்ளி அள்ளி வழங்கும். பார்த்துக்கொண்டே இருங்கள் நேனோடெக்னாலஜியை அடுத்து பயோமிமட்டிக்ஸ்தான் உலகை ஆளப்போகிறது.

நன்றி: முனைவர். க. மணி.

1 comment:

ஜுர்கேன் க்ருகேர் said...

கருத்துக்கள் அனைத்தும் யோசிக்க வைக்கின்றன.
பகிர்தலுக்கு மிக்க நன்றி