தாமரை இலையும், மகா நீரொட்டா பரப்புகளும்

வைரஸ் நுண்னுயிர்களின் எளிய செயல்பாடுகளையே கணினிவகை பைனரி செய்திகளாய் பாவிக்கும் நேனோபாட் எனும் நுன்னூடுருவிகளிலிருந்து, ஆட்டோவைவிட சற்றே பெரிதான ஊர்த்தியை நேனோ என்று பெயரிடும் அளவிற்கு, நேனோ என்றதும் அறிவியலாளர்களுடன் நேனு நேனு என்று வர்த்தகவித்தகர்களும் கைகோர்க்கும் நேனோ டெக்னாலஜி என்கிற அறிவியல் துறை இன்று பிரபலம். இயற்கையை அறிதலுக்கு அறிவியல்சிந்தை ஒரு உகந்தவழி என்றால், அவ்வறிதலின் வெளிப்பாடான தொழில்நுட்பங்களுக்கும் இயற்கையே முன்னோடி. நேனோ டெக்னாலஜி விஷயத்திலும் இது உண்மையே. பல நேனோ பொருட்கள், டெக்னாலஜிகள், இயற்கையில் நம்முலக ஜீவராசிகளிடையே ஏற்கனவே படைப்பில், உபயோகத்தில் இருக்கின்றன. இக்கட்டுரைத் தொடரில் இயற்கை தரும் நேனோடெக்னாலஜி சிலவற்றை எனக்குப்புரிந்த அறிவியல் எல்லைக்குள் விளக்கமுற்படுகிறேன்.

ஆங்கில nano தமிழில் நேனோவோ நானோவோ, நேனொ என்றே உச்சரிக்கப்போகிறேன். அதேபோல மைக்ரோ என்றால் ஏற்கனவே நுண் என்று பழக்கத்தில் உள்ளது (மைக்ராஸ்கோப் – நுண்னோக்கி). நேனோவை அப்படியே வைத்துக்கொண்டிருக்கிறேன். மைக்ரோ, நேனோ, பிகோ, ஃபெம்ட்டோ, அட்டோ போன்ற வார்த்தைகளை, சைக்கிள், பெடல் பிரேக், (குடிக்கும்)காபி என்பதுபோல அப்படியே புழக்கத்திற்குக் கொண்டுவந்து உபயோகித்தாலும், விளக்கங்கள் கொடுத்தால் போதுமானது என்ற கருத்தில். இதற்கெல்லாம் கோபித்துக்கொண்டு, நீனு ”நேனொ”ன்னா நேனு ”நோநோ” என்று படிக்காமல்போய்விடாதீர்கள்.

***

பணியில் பாஸ் கூறும் ஐடியாக்களை பரிசீலிக்கையில், மனையில் மனைவி செய்த புதிய பதார்த்தத்தை உண்டு உவேவக்கையில், பஸ்ஸில் வெகுஜன வாராந்திரிகளில் பளீரிடும் காரிகைகளை புரட்டுகையில், சட்டென கிரகிக்கக்கூடிய செய்திக்கோர்வையான சிறுகட்டுரையாக இன்றி, ஏன், எதற்கு, எப்படி, என்று ஒரே விஷ(ய)த்தை நீட்டிமுழக்கி முதுகுவலிக்கவைக்கும் தீவிர கட்டுரைகளை இணையத்தில் மேய்ந்து புக்மார்க்கையில், இப்படி நம் பல மேலோட்ட செயல்பாடுகளை-விளைவுகளை மேற்கோளிட, ”தாமரை இலைத் தண்ணீர் போல” என்பது நாமறிந்த வழக்கு.

காவிரி நாடன் திகிரிபோன்ற ஞாயிறின் ஒளிமழையில், பாண்டிய நெடுஞ்செழியனின் பட்டமகிஷியின் கால் சிலம்பினிற் சிதறிய முத்துக்களென, பொற்றாமரைகுளத்துத் தாமரை இலைகளில் திவலைகளாக நீர் திரண்டிருக்கும். வூட்டாண்ட இருக்கர கொலத்லயும் தாமர எலல இப்டிதான், தண்ணியே தேங்காது. தாமரை இலையை நீர் ஈரப்படுத்தாது. ஏனெனில், தாமரை இலை ஒரு மகா நீரொட்டா பரப்பு. சூப்பர் ஹைட்ரோஃபோபிக் ஸர்ஃபேஸ். கசியும் பேனாவின் பாக்கெட் மசி, கக்கத்து வியர்வையின் சட்டை ஈரம் போல, தாமரை இலைகளில் நீர் ஊறி சொதசொதப்புவதில்லை. ஆலிலை இப்படியில்லை. கிருஷ்ணரே உட்காரலாம் (சரி சரி, தாமரை இலையிலும் கிருஷ்ணர் உட்காரலாம்தான்; சண்டைக்கு வராதீங்க).

கிருஷ்ணரை குறிப்பிடுவதற்கு காரணம், கீதை எவன் கர்மயோகமாய் பலனில் பிரேமைகொள்ளாமல் செயல்களை ப்ரம்மத்திற்காக செய்கிறானோ அவனை, தாமரை இலையை எப்படி நீர் தீண்டுவதில்லையோ அப்படி பாவங்கள் தீண்டுவதில்லை என்கிறது (அத்யாயம் ஐந்து, சுலோகம் பத்து). தாமரை இலையின் மகா நீரொட்டா தன்மை இயற்கையின் புராதானமான ஒரு நேனோடெக்னாலஜி வெளிப்பாடு.

சரி, தாமரை இலையில் எப்படி நேனொடெக்னாலஜி?

ஒரு பரப்பு ஈரமாக இருக்கிறதென்றால், நீர்த் திவலைகள் பரப்பினோடு ஒரு கோணத்தில் உட்கார்ந்திருக்கின்றன எனலாம். பரப்பிலிருந்து இது குறுங்கோணமெனில், திவலைகள் பரப்பின் மீது படர்ந்திருக்கும். ஈரமான தரை என்போம். விரிகோணமெனில், பரவி, பரப்பினை ஈரப்படுத்தாமல், திவலை திரண்டு, உருண்டையாக, பரப்பின் மீது பட்டும் படாமலும், தாமரை இலைத் தண்ணீர் போலிருக்கும்.

தாமரை இலை ஒரு மகா நீரொட்டா பரப்பு என்றோம். மகா நீரொட்டா என்று நாமகரண தகுதிக்கு கோணம் 150திற்கு மேல் இருக்கவேண்டுமாம். தாமரை இலையில் நீர்த் திவலைகள் 140 முதல் 170 வரை விரிகோணமாய் அதன் மீது உட்கார்ந்திருக்கும். நன்கு பாலிஷ் செய்யப்பட்ட கண்ணாடி பரப்பு மற்றொரு நீரொட்டா பரப்பு. ஆனால் தாமரை இலையளவு மகா இல்லை. நம் சருமமும் நீரொட்டா பரப்புதான். மகா இல்லை, சாதா. தாமரை இலையுடன் ஒப்பிடுகையில் நீர்-அமர்ந்த-திருக்கோணம் 90 டிகிரிக்கு அருகேயே நின்றுவிடுகிறது. அதனால்தான் தினமும் குளித்தாகவேண்டியுள்ளது.

சரியாகச் சொல்லவேண்டுமெனில், தாமரை இலைப்பரப்பின் மீது நீர் மட்டுமில்லை; காற்றும் உடனிருக்குமே. அதனால், காற்று, நீர் பரப்பு மூன்றும் சந்திக்கும் இடத்தில், அதாவது பரப்பின் மேல் நீர்த் திவலையின் விளிம்பில், நீர்-காற்று, காற்று-பரப்பு, பரப்பு-நீர் என மூன்று தொடர்புடைய இழுவிசைகள் செயல்படும். ஒன்றுக்கொன்று அடித்துக்கொண்டு மிச்சமிருக்கும் விசையே முன்கூறிய கோணத்தை நிர்ணயிக்கும்.

எப்படி இந்த இழுவிசை ஏற்படுகிறது என்பதை, பரப்பு இழுவிசை (சர்ஃபேஸ் டென்ஷன், தாமஸ் யங் 1805இல் புரியவைத்தது), ஓரிண ஒட்டுதல் (கொஹெஷன்) வேற்றிண ஒட்டுதல் (அட்ஹெஷன்) என்று நம் இயற்பியல் புரிதல்களைவைத்து விரிவான விளக்கமளிக்கலாம். தொடர்புடைய சில சுட்டிகளை மட்டும் சான்றேடுகளாய் கட்டுரையின்கீழ் கொடுத்துள்ளேன். தற்போது சில சுவாரஸ்யமான சமீபத்ய ஆராய்ச்சிகளை கவனிப்போம்.

***

வழுவழு சொரசொர என்பவை இரட்டைக்கிளவியா அடுக்குத்தொடரா என்று முடிவாகியபின், அடுத்தகட்ட ஆராய்ச்சியாக ஒரு பரப்பின்மேல் அவை எவ்வாறு வெளிப்படுகின்றன என்று சர்ச்சை இருந்துவந்தது. பரப்பை படிப்படியாக அதிகரிக்கும் நுண்மையுடன், பூதக்கண்ணாடியிலிருந்து அதனினும் பன்மடங்கு அதிக குவிப்புத்திறனுடைய எலக்ட்ரான் நுண்னோக்கிகள் வைத்து கவனிக்கையில், மிகச்சிறு மேடுபள்ளங்களுடனான பரப்பின் நெளிநெளியான உருவம் விளங்குகிறது. மேடு பள்ளங்களின் நீள அகலத்திற்கேற்ப பரப்பு வழுவழுவா சொரசொரவா என்பது நிர்ணயமாகிறது.

நீர் திவலைகள் ஒரு பரப்பின் மீது அருகருகே அமைந்துள்ள மேடு பள்ளங்கள் அனைத்தையும் தொடுமாறு, படிந்து அமரலாம். அல்லது அருகருகே நெருக்கமாக இருக்கும் பல மேடுகளின் கூம்புகளில் (உச்சிகளில்) மட்டுமே தொட்டபடி, பரப்பின்மீது அமரலாம். பல கைகள் சேர்ந்து பெரிய சைஸ் பந்தையோ பலூனையோ தாங்கியிருப்பது போல யோசித்துப்பாருங்கள். இவ்விரண்டு அமரும் வடிவங்களுமே நீர் பரப்பின்மீது இருப்பதற்கான சமநிலையுடையவையே.

தாமரை இலைப்பரப்பில் நீர் திவலைகள் மைக்ரோ மேடுகளின் மீது அமர்ந்திருக்கிறது. ஆனால், நிற்திவலைக்கும், அது உட்கார்ந்திருக்கும் பரப்பின் மேடுகளின் இடையே உள்ள பள்ளங்களில் காற்று மாட்டிக்கொண்டுள்ளதால், பரப்பின் உச்சிகளை மட்டுமே தொட்டு நிற்கும் நிலையில், நீர் திவலைகள் எளிதில் பரப்பின்மீதிருந்து வழுக்கி விழுந்துவிடும். நுண்நோக்கியில் கவனிக்கையில் தாமரை இலையின் பரப்பு இவ்வகை மைக்ரோ மேடுகளினால் ஆனது புலப்படுகிறது. நீர், ஒட்டாமல், உருண்டு வெளியேறிவிடுகிறது.

அருகில் படத்தில் நுண்னோக்கிவழியே ஒரு நீர்த்திவலை தாமரை இலையின் மைக்ரோ மேடுபள்ளங்களில் அமர்ந்திருப்பதைக் காணலாம்.

இதுமட்டுமல்ல, சமீபத்திய ஆராய்ச்சி புரிதலில் தாமரை இலைப் பரப்பு மைக்ரோ சைஸ் மேடுபள்ளங்களால் மட்டும் ஆகவில்லையாம். இடையிடையே நேனோ சைஸ் மேடுபள்ளங்களும் இருப்பது புலனாகிறது.

நேனோ சைஸ் என்பதற்கு த்ருஷ்டாந்தம் தருவோம். இங்கிருக்கும் முற்றுப்புள்ளி கிட்டத்தட்ட ஒரு மில்லிமீட்டர். இந்த முற்றுப்புள்ளியை ஒரு கால்பந்தாட்ட திடல் என்றால், அத்திடலில் இருக்கும் கால்பந்து ஒரு மைக்ரோ மீட்டர். அப்பந்தின் மீதிருக்கும் ஈ யின் சைஸ் ஒரு நேனோமீட்டர் (அதன் வாய்க்குள் செல்லும் உணவின் அளவு, ஒரு அணு).

அதான் மைக்ரோ சைஸ் மேடுபள்ளங்களிலேயே நீர் அமர்ந்துவிடுகிறதே. இந்த நேனோ சைஸ் மேடு பள்ளங்கள் எதற்கு? அறிந்துகொள்வதற்காக முதலில், அடுப்பில் அப்பளம் காய்ச்சுவது போல, ஆனால் துல்லிய காய்ச்சலாய் மைக்ரோ-கட்டுமானம் மாறும்வகையில் பொருள்பதப்படுத்தும் அன்னீலிங் முறையில் தாமரை இலையை மெதுவாக 150 டிகிரி வரை சூடுபடுத்தி பிறகு குளிரவைத்து, இந்த நேனோ சைஸ் மேடுகளை மட்டும் ’சவரம்’ செய்து எடுத்துவிட்டார்கள். இப்படி சவரம் செய்யப்பட்ட தாமரை இலையின் மீது நீரூற்றிப்பார்த்தார்கள். ஒரிஜனல் இலையை விடக் குறைவாகவே நீரொட்டாத் தன்மை இருந்தது. அதாவது, முன்னர் குறிப்பிட்ட பரப்பு-நீர் திவலை விரிகோணம் மகா நீரொட்டா பரப்பின் 170 இல் இருந்து சுருங்கி, 126 என்றானது. நீர் ஒட்டிக்கொண்டு இலையை சற்று ஈரப்படுத்தத்தொடங்கியது.

அருகில் படத்தில் இடது மேல் ஒரத்தில் நுண்னோக்கிவழியே தெரியும் ஒரிஜனல் தாமரை இலை பரப்பு (படத்தில் கோடு சைஸ் 10 மைக்ரோ மீட்டர்). வலது மேல் ஓரத்தில் நேனோ சைஸ் மேடுகள் சவரம் செய்தபின் பரப்பு.

நேனோ சைஸ் மேடுபள்ளங்களை நீக்கிச்சுத்தமாக்கிவிட்டால், நீர் இலையின் பரப்பினோடு வேற்றிண ஒட்டுதல் (அட்ஹெஷன்) முறையில் சேர்ந்துகொள்வது அதிகரிக்கிறதாம். தாமரை இலை மகா நிரோட்டா பரப்பாய் விளங்க மைக்ரோ மற்றும் நேனோ இரண்டு சைஸ்களிலும் மேடு பள்ளங்களிலான பரப்பு தேவை என்பது ஊர்ஜிதமாகிறது.

***

தாமரை இலை என்றில்லாமல், பொதுவாக இந்த மகா நீரொட்டா தன்மையை உபயோகிக்க ஒரு யோசனை செய்வோமா?

வீட்டில் குழாய்களில் ஒரு கன-அளவு நீர், குறிப்பிட்ட நேரத்திற்குள் வருவதற்கு, ஊரின் பெருநீர்தொட்டியில் கிளம்பி வீட்டு பாத்ரூமில் வெளிப்படும் தூரத்தை கடப்பதற்கு நீருக்கு நிர்ணயிக்கப்பட்ட வேகம் வேண்டும். இதற்கு தொட்டி நம் வீடுகளைக்காட்டிலும் மேட்டில் இருந்தால் நலம். வேளச்சேரி மற்றும் வெஸ்ட் மாம்பலம் ஏரிக்களில், ஒரு லேக் வியூ ரோட்டோடு, பள்ளமான இடங்களில் குடியிருப்புகளை அமைத்தாலும் நலமே.

தவிர, குழாயின் உட்சுவரின் மீது ஏற்படும் உராய்வினால்தான் நீரின் வேகம் மட்டுப்படுகிறது என்பதை புரிந்துகொண்டுள்ளோம். இதனால், குழாய்ப் பயணத்தில் ஆங்காங்கே பம்புசெட்டு அமைத்து, நீரை உந்தி, அதன் வேகத்தை அதிகரிக்கிறோம். இதனால், பம்பை சுழற்றுவதற்கு மின்சாரம், பணம் செலவழிக்கிறோம்.

ஒரு வேளை குழாய்களின் உட்பரப்புகளெல்லாம் வழுவழுவென பல்லியின் பின்புறம் போலிருந்தால்? நீருக்கு உராய்வு குறைந்து, எளிதில் பயணித்து, மின்சார செலவு, குறையுமே. மேற்கூறிய மகா நீரொட்டா பரப்பான தாமரை இலையை குழாய்களின் உட்சுவர்களில் ஒட்டிவிட்டால்? சுருள் வாழையின் மென்மையை குழாய்களின் மேனிவரை கண்டுவிட்டால்?

ஐடியா சுமார்தான். ஊர் முழுவதும் குழாயினுள் ஒட்டுவதற்கும், இரண்டொரு நாளில் வெதும்பிய இலையை புதுப்பிப்பதற்கும் தாமரை இலை கிராக்கி. சான்சே இல்ல.

ஆனால் இவ்வகை நீரொட்டா ரசாயனங்களை பெயிண்ட் போல தயாரித்து குழாய்களினுள்ளே பூசினால் நிச்சயம் உராய்வு குறைந்து, செலவு குறையலாம். அதெப்படி மைல் நீள குழாய் முச்சூடும் உள்ளார பெயிண்ட் அடிக்கறதுன்னுதானே டௌட்; வெட்டின மரங்கள் அங்கேயே இருப்பதாய் கண்ணில் காட்ட (கர்நாடக) ராவோட ராவா மலைக்கே பச்சை பெயிண்ட் அடிக்கமுடியவில்லையா, இதென்னா ஜுஜுபி. என்ன நான் சொல்வது?

குழாய்களில் இந்த ஐடியாவை செயலாக்க ஆராய்ச்சி நடந்துவருகிறது. நீரொட்டா தன்மையைக்கொடுக்கும் ரசாயனங்கள் குடிக்கும் நீருக்கு சுகாதார பாதகங்கள் செய்யாதவரை, குழாய்களில் உபயோகத்திலும் வரலாம். பிரத்யேக தண்ணீர்தொட்டியுள்ள வீடுகளிலோ, அடுக்ககங்களிலோ (அப்பார்ட்மெண்ட்ஸ்) செயலாக்கலாம். இதுவரை ஆராய்ச்சி நிலையிலேயே இருக்கிறது.

ஆனால் சாத்தியமான மற்றொரு உபயோகம் சூரிய வட்டுகள் மீது இவ்வகை நீரொட்டா பூச்சு கொடுப்பது. சூரியவொளியிலிருந்து ஆற்றல் சேகரிக்கும் சூரிய வட்டுகள் பொதுவில் அதிக பரப்புள்ளவை. வெளியில், வெய்யிலில் காய்கையில், தூசி படர்ந்தோ மழைநீர்த்துளிகள் தேங்கியோ, எளிதில் மாசடைந்துவிடலாம். இப்பரப்புகளில் நீரொட்டாமல் இருப்பதற்காக மகாநீரொட்டா பூச்சு. இந்தியாவில் அமலுக்கு வந்ததாய் தெரியவில்லை. சென்றமுறை சொந்தஊர் செல்கையில் கவனித்தேன். ரயில்வேலைன் ஓரமாய் நிறுவப்பட்டிருந்த சூரிய வட்டுக்களில் துணி உலர்த்தியிருந்தார்கள்.

***
குளத்தில் தாமரை இலை மட்டுமல்ல, நீந்தும் வாத்தின் இறகுகளும் நீரொட்டா பரப்பே. மேலோட்டமாக நீந்துகையில், சடுதியில் முங்கி மீன்பிடிக்கையில், வாத்தின் இறகுகளில் நீரொட்டுவதில்லை. பார்பியூல்கள் எனப்படும் மைக்ரோ சைஸ் மேடுகளின் மீது அமரும் நீர்த்திவலைகள் வழிந்தோடிவிடுகிறது.

இந்த வாத்து சிறகின் மீது ஃப்ளூரைடு மற்றும் சிலிக்கான் ஆக்ஸைடு சேர்ந்த சைலாக்ஸைன் வகை பாலிமர் (ஃப்ளூரோபாஸ் – fluoroPOSS எனப் பெயர்) ரசாயனத்தை பூசியதும், இறகு நீரை மட்டுமல்ல எண்ணையையும் பயமுறுத்தி ஒட்டாமல் விரட்டுகிறதாம். நீர் தவிர, எண்ணையையும் தன்மேல் சேர்க்காத இவ்வகை பரப்புகள் ஆம்னிஃபோபிக். இயற்கையிலின்றி, செயற்கையாக 2008இல் அமேரிக்க எம்.ஐ.டி. அறிவியலாளர்கள் பரிசோதனைகளில் தோற்றுவித்திருக்கிறார்கள்.

(அருகில் படத்தில் ஃப்ளூரோபாஸ் ரசாயன பூச்சுகொடுத்த வாத்து சிறகின் மீது நீர் மற்றும் எண்ணை திவலைகள் ஒட்டாமல் திரண்டு நிற்பதை காணலாம்.)

ஹைட்ரோஃபோபிக் என்பதற்கு நீரொட்டா போல, தண்ணீர், எண்ணை போன்றவை திரவங்கள் அல்லது பாய்மங்கள் ஆகையால் ஆம்னிஃபோபிக் என்றால் திரவவொட்டா என்கிறேன். ஆங்கில ’ஆம்னி’, ’சகலமும்’ என்கிற பொருளில் வந்தாலும் திரவங்கள் ஒட்டாதிருப்பதையே இங்கு குறிக்கிறது.

இந்த ஃப்ளூரோபாஸ் ரசாயன பூச்சினால் முகமலங்கரித்த பரப்பு, பல்லுல பச்ச தண்ணி படாம நீராகாரமின்றி உண்ணாவிரதம் இருக்கும். கூடவே தூசி சேராது பொலிவுடன். இதன் நீட்சியாய் வருங்காலங்களில் இந்த திரவவொட்டா தன்மையை ஏற்படுத்தும் வகையில் ரசாயன ”வெள்ளையடிக்கப்பட்ட” ஒரு மெய்புகுபை (அதாம்பா, சட்டை) செய்தால், அதில் அநாவசிய தூசிதும்மட்டைகளை எளிதில் அகற்றிவிடலாம். எண்ணை வழி கறைகள் முதலில் ஒட்டவே ஒட்டாது. தூசி படிந்தாலும் சட்டையை ஒருமுறை நீரில் முக்கி எடுத்தால், சட்டையின் பரப்பில் ஒட்டாத நீர் வழிந்தோடுகையில், சாணம் வைத்து சுத்தம்செய்த சாப்பிட்ட இடம்போல, படிந்துள்ள தூசியையும் உருட்டிக்கொண்டு நீர் வெளியேறிவிடும். சட்டையை வெய்யிலில் காயவைக்கவேண்டாம். அப்படியே போட்டுக்கலாம்.

பக்கவிளைவாய் இவ்வகை சட்டை உடல் வியர்வையையும் உறிஞ்சாது. வேண்டுமானால் உள்ளே வியர்வை உறிஞ்சும் சாதா காட்டனும் வெளியே நீரொட்டா மேட்டருமாய் செய்து, உள்ளொன்று வியர்த்து புறமதனில் பொலிவுரலாம்.

தொண்ணூறுகளில் டிவியில் கையளவு ஊதா பார்டர் போட்ட வெள்ளை மொடமொட காட்டன் புடவை, பன் கொண்டை மற்றும் பல் சிரிப்புடன் துணிதுவைத்தபடி ரூபா கங்குலி ’சப்ஸே ஸியாதா ஸஃபேத்’ என்று அழுக்கு சட்டையை ஒரேமுறை முக்கியெடுத்தே பளிச் வெள்ளையாக்கி, சர்ஃப் விளம்பரம் செய்வாரே. அந்த நிகழ்வு மகா திரவவொட்டா பரப்புகளினால் நிஜமாகலாம்.

நீரொட்டா தன்மை மற்றும் சார்ந்த குணங்கள் டியூலிப் போன்ற சில தாவரங்களில் இருக்கிறது. அழுக்கு சேராத குணம் வண்ணத்துப்பூச்சிகளின் இறகிலும் பல்லியின் கால்களிலும் இயற்கையின் நேனோடெக்னாலஜியாய் அமைந்திருக்கிறது. பார்ப்போம்.