නැනෝ තාක්ෂණය

තාක්ෂණය වර්තමානයේ ලොව පුරාම අවධානයට, සාකච්ඡාවට, ප‍රීක්ෂණ වලට වගේම අභියෝගයට ලක්වී ඇති ක්ෂේත්‍රයකි. විවිධ ක්ෂේත්‍ර තුළ මේ ගැන ප‍රීක්ෂන සිදු කෙරෙමින් පවතී. මෙය නිසා ලොව පුරාම විශාල වෙනසක්, පුදුම සහගත පෙරළියක් සිදුවෙතැයි සියළු දෙනා බලාපොරොත්තු වෙති. ගල් යුගයෙන් අරඹා, ගින්ද‍ර සොයාගෙන, රෝදය නිෂ්පාදනය කර, ක්‍රම ක්‍රමයෙන් දියුණු වී ලෝහ සොයා ගැනීමත් සමඟ කෘෂි කර්මාන්තයේ හා අනෙකුත් ක්ෂේත්‍ර වල විශාල දියුණුවක් සිදු විය. ඉන් පසු කාර්මික විප්ලවය සමඟ තවත් නව සොයා ගැනීම්, දියුණු කිරීම් සිදු විය. මේ එම කාර්මික විප්ලවයේ ඊළඟ අදියරයි, නැනෝ තාක්ෂණය හ‍රහා සිදු වීමට යන දියුණුව.

  නැනෝතාක්‍ෂණය පිළිබඳ මුල්ම සිතිවිල්ල 1959 තරම් ඈතට දිවයනවා. කැලිෆෝනියා පොලිටෙක්නික් විශ්ව විද්‍යාලයේදී පැවති අමෙරිකානු භෞතික විද්‍යා සංගමයේ සැසිවාරයකදී භෞතික විද්‍යාඥ රිචර්ඩ් ෆෙයින්මන් විසින් කරන ලද “There’s Plenty of Room at the Bottom” නම් දේශනයේදී මුලින්ම මේ නැනෝ-තාක්‍ෂණය යන වදන ප්‍රකාශ වූ බවයි පැවසෙන්නේ. ඔහු එහිදී පැවසුවේ පරමාණු සහ අණු තනි තනිව හැසිරවීම මගින් ඒවායේ ගුණ පාලනය කර නව ද්‍රව්‍ය තැනිය හැකි බවයි. 

මේ පිළිබඳ වරින් වර විද්‍යාත්මක සමාජයේ විවිධ කතිකා ඇති වුනත් නැනෝතාක්‍ෂණය විශාල පිම්මක් පැන්නේ 1980 දශකයේ දී සිදු වූ සිදුවීම් කිහිපයක් මතයි. Cluster Science නම් වූ භෞතික විද්‍යාවේ නවතම අංශයක් ඇතිවීම සහ Scanning Tunneling Microscope – STM (සිංහලෙන් පරිලෝකන උමං අන්වීක්‍ෂය විය හැකියි) සොයාගැනීම නැනෝ තාක්‍ෂණය මෙතරම් දියුණු වීමට හේතු වූ ප්‍රධාන කරුණු දෙකයි. එය මීට පෙර දැකිය නොහැකිව තිබූ කුඩා ප්‍රමාණයේ ද්‍රව්‍ය නිරීක්‍ෂණය කිරීමේ වරම විද්‍යාඥයින්ට ලබා දුන්නා. ඒසමඟම වාගේ අමෙරිකාවේ රයිස් විශ්ව විද්‍යලයේ මහාචාර්ය රිචර්ඩ් ස්මෝලි විසින් 1985 දී සොයාගත් ෆුලරීන්, බකිබෝල්, සහ ඊට වසර කිහිපයකට පසු සොයාගත් කාබන් නැනෝටියුබ් ආදිය විද්‍යාත්මක කරලියට පැමිණියා. නැනෝ ස්ඵටික, ක්වොන්ටම් තිත්, Atomic Force Microscope (AFM – පරමාණුක බල අන්වීක්‍ෂය) ආදිය පැමිණීමත් සමඟ සෑම දෙනාම නැනෝතාක්‍ෂණය පිළිබඳ උනන්දු වන්නට පටන් ගත්තා. STM සොයාගත් ජර්මන් භෞතික විද්‍යාඥ ජර්ඩ් බිනින්ග් සහ ස්විස් විද්‍යාඥ හෙන්රිච් රෝරර් මෙන්ම ෆුලරීන් සොයාගත් අමෙරිකානු විද්‍යාඥ රිචර්ඩ් ස්මෝලි ද 1986 වසරේදී පිළිවෙලින් භෞතික විද්‍යාව සහ රසායන විද්‍යාව සඳහා වූ නොබෙල් ත්‍යාගයෙන් පිදුම් ලැබුවා..

නැනෝතාක්‍ෂණය (Nanotechnology) පිළිබඳ කතා කරන්න පටන් අරන්. නැනෝතාක්‍ෂණය කියලා කියන්නේ පරමාණුක සහ අණුක පරිමාණයේදි (Atomic and Molecular Scale) ද්‍රව්‍ය හැසිරවීමයි. නැනෝතාක්‍ෂණයේදී ඒ ත්‍රිමාණ හෝ ද්වි මාන ද්‍රව්‍ය අවම වශයෙන් එක් මානයකදී හෝ නැනෝ මීටර 1ත් 100 ත් අතර පරිමාණයේ තිබීම වැදගත්. මෙහිදී පරිමාණය වැදගත් වන්නේ නැනෝද්‍රව්‍ය (Nanomaterials) වල ගුණ සියල්ල ඒ මත රඳා පවතින නිසා. ඒ කියන්නේ නැනෝ ද්‍රව්‍ය ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ (Quantum Mechanics ) නියම වලට අනුව හැසිරෙන්නේ මෙම පරිමාණය තුළදියි. නැනෝද්‍රව්‍ය එම පරිමාණයෙන් පිටතට ගියවිට හැසිරෙන්නේ ඊට හාත්පසින්ම වෙනස් උසස් යාන්ත්‍ර විද්‍යාත්මක (Classical Mechanics) නියම වලට අනුවයි. එවිට ඒවායේ ගුණ සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් වෙනවා. දැනටමත් නැනෝතාක්‍ෂණය මිනිස් ජීවිත විශාල පරිවර්තනයකට ලක් කර තිබෙනවා. විශේෂයෙන්ම වෛද්‍ය විද්‍යාව, ඉලෙක්ට්‍රොණික උපකරණ, ජීව ද්‍රව්‍ය (Biomaterials) බලශක්ති ජනනය, උත්ප්‍රේරක, නව ප්ලාස්ටික්- පොලිමර් (බහුඅවයවික) ආදී විවිධ ක්‍ෂෙත්‍රවල දැනටමත් විශාල ආචරණයක් ඇති කිරීමට නැනෝද්‍රව්‍ය සමත් වී තිබෙනවා.

නැනෝ පෙරණ

මෙතෙක් කල් භාවිත කරන ලද පෙරහන් හරහා කුඩා ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ට සංසරණය විය හැකිය, නමුත් මෙම නිනිති පෙරහණ්, කිසිදු ජීවියෙකුට යා නොහැකි පරිදි සකසා ඇත. මෑතකදී මහත් ආන්දෝලනයට පාත්‍ර වූ "සාස්" වයිරසය ශරීර ගතවූ රෝගීන් පරික්ෂාවේදී වෛද්‍ය කණ්ඩායම් මෙවැනි නැනෝ පෙරහන් භාවිතා කළහ. නැනෝ තාක්ෂණය අතිශය බහු ක්ෂේත්‍රීය වූ ක්ෂේත්‍රයක් වන අතර ව්‍යවහාරික භෞතික විද්‍යාව , ද්‍රව්‍ය විද්‍යාව , අතුරු මුහුණත් හා කලිල විද්‍යාව , උපකරණ භෞතික විද්‍යාව , අති අණුක රසායන විද්‍යාව ( අණුවල සහ සංයුජ නොවන බන්ධනමය අන්තර්ක්‍රියා අරමුණු කොට ඇති රසායන විද්‍යා කොටස වේ.) ස්වයං ප්‍රතිගුණ යන්ත්‍ර සහ රොබෝතාක්ෂණය ,රසායනික ඉංජිනේරු විද්‍යාව ,යාන්ත්‍රික ඉංජිනේරු විද්‍යාව, ජෛව ඉංජිනේරු විද්‍යාව හා විදුලි ඉංජිනේරු විද්‍යාව යන ක්ෂේත්‍රවලින් නැනෝ තාක්ෂණයට දායක වේ. නැනෝ තාක්ෂණය යටතට විද්‍යා ක්ෂේත්‍ර කාණ්ඩ කිරීම නැනෝ පරිමාණයේ කටයුතු මෙහෙයවන විද්‍යාවන් වෙන්කර ගැනීමේ අපහසු කම ගැටළුවක් බවට පත්ව තිබේ. විද්‍යාවේ සියලු ක්ෂෙත්‍රයන් අතර පොදු වන එකම තාක්ෂණික යෙදුම් කාණ්ඩය උපකරණ භාවිතය වේ. එය නොසලකා හැරී විට ඖෂධ නිෂ්පාදන සමාගම් සහ අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන සමාගම් අතර වෙනත් සම්බන්ධතා නොතිබෙන අතර එසේ තිබීමේ අවශ්‍යතාවක්ද නොපවතී. නමුත් මෙම ක්ෂෙත්‍ර යුගලේම නැනෝ පරිමාණ හැසිරවීම් සඳහා උපකරණ භාවිත වේ. තවද තම නිෂ්පාදනය නැනෝ තාක්ෂණය යැයි නම් කරන සමාගම් පවා සිය නිෂ්පාදන කිසියම් නිශ්චිත කාර්මික ක්ෂේත්‍රයකට පමණක් වෙළඳාම් කරනු ලබයි. නැනෝ තාක්ෂණයේ භාවිතා කරන ප්‍රධාන ගොඩනැගුම් ආකාර දෙකක් ඇත. ‘පහළ සිට ඉහළට’ ගොඩනැගුම් ක්‍රම‍ෙයදී අණුක හඳුනා ගැනීම් මූල ධර්ම අනුව රසායනිකව ස්වයංව එකලස් වන අණුක කොටස්වලින් ද්‍රව්‍ය හා උපාංග නිපදවනු ලැබේ. ‘ඉහළ සිට පහළට’ පිවිසුමේ දී විශාල වස්තූන්වලින් පරමාණුක මට්ටම් පාලනයකින් තොරව නිතිනි - වස්තූන් ගොඩනගනු ලැබේ. අතුරු මුහුනත් හා කලිල විද්‍යාව පිළිබඳ ඇති වූ නව උනන්දුවක් , පරමාණුක බල අණ්වීක්ෂය [atomic force microscope](AFM)හා පරිලෝකන උමං අන්වීක්ෂය [Scanning tunneling microscope](STM) ආදී නව පරම්පරාවේ විශ්ලේෂක උපකරණ නිසාත් නැනෝ තාක්ෂණය පිළිබඳ උනන්දුවක් ඇතිව තිබේ. වඩාත් සූක්ෂම තත්වයේ වන ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්භ මුද්‍රණ ක්‍රම සහ molecular beam epitaxy, (තනි පළිඟු වෙන්කොට නිදන්ගත කර ගන්නා ලද ක්‍රමයකි) ආදිය සමග යෙදු විට ඉහත උපරණ මගින් නැනෝ පරිමාණ ව්‍යුහයන්ට අවශ්‍ය පරිදි පාලනයට හා වෙනස් කිරීමට හැකි අතර ඒ ඔස්සේ පෙර නොවූ විරූ පුදුමාකාර සංසිද්ධීන් නිරීක්ෂණයන්ටද ඉඩ සැලසී තිබේ. අණුක ව්‍යුහය මත පදනම්ව බහු අවයවික නිෂ්පාදනයන්, පෘෂ්ඨික විද්‍යාව පදනම් කරගනිමින් පරිගණක විද්‍යා උපාංග පිහිටුම් සැලසුම් කිරීම නැනෝ තාක්ෂණික යෙදුම් සඳහා උදාහරණ වේ. ක්වොන්ටම් ලප හා නැනෝ තල වැනි ක්වොන්ටම් තාක්ෂණික ක්ෂෙත්‍ර පිළිබඳ දැඩි බලාපොරොත්තු තබා ඇති මුත් නැනෝ අංශු කලිල ආකාරයට සමූහ වශයෙන් භාවිතා වන සූර්ය රශ්මි ආලේපන(suntan lotion) සහ වෙනත් රූපලාවන්‍ය ආලේපන ආරක්ෂක ආලේපනයත් ඖෂධ පරිවාහක සහ කුණු පැල්ලම්වලට ප්‍රතිරෝධී ඇඳුම් පැළඳුම් ආදියත් ප්‍රධාන වශයෙන්ම වාණිජමය වශයෙන් ප්‍රයෝජනවත් වූ නිපැයුම් බවට පත්ව තිබේ.

නැනෝ සංයෝග

මෙයට ඉතා කුඩා පරිමාණයේ ව්‍යුහ ඇති විශේෂ ගුණ සහිත අංශු වල ක්ෂේත්‍ර කිහිපයක් ඔස්සේ අධ්‍යයනය ඇතුලත් වේ. අන්තර්කලාප හා ඛලිලමය විද්‍යාව නැනෝ තාක්ෂණය ය‍ටතේ බොහෝ අංශු වල ගැන එන්ම C (nano fuhes) හා අනෙකුත් කුඩා දිලිසෙන අංශු වල ගුණ අධ්‍යයනය කළ හැක. ඉතා කුඩා පරිමාණයේ අංශු සාමාත්යිත යෙදුම් සදහා එනම් වාණිජමය ප්‍රයෝජන සදහා බහුලව යොදා ගනී. නැනෝ වෛද්‍ය විද්‍යාව යටතේ මෙවැනි ක්ෂුද්‍ර අංශු වෛද්‍ය විද්‍යාව සදහා යොදා ගන්නා ආකාරය සලකා බලයි. පතුලේ සිට ක්‍රමයෙන් සකස්වීමේ ක්‍රමය (Bottom up approachs) මෙහිදී කුඩා සංයෝග සංකීර්ණ සංයෝග දක්වා සකස් වීම සලකා බලයි. DNA නැනෝ පරීක්ෂණය මෙහිදී වොට්සන් හා ක්‍රික්‍ගේ DNA වල ද්විත්ව හෙලික්සිය ව්‍යුහයේ භෂ්ම යුගල සකස්විම හා අනෙකුත් න්‍යෂ්ටික අමිල වන ව්‍යුහයේ විශේෂතා සලකා බලයි. අණුවල විවිධ හැඩයන්ගෙන් යුත් සජයෝග රසායනිකව නිෂ්පාදනය කිරිම සදහා පිවිසිම. අණු තනිව හෝ කිහිපයක් එකතු වී සකස් වීම උසස් අණුක රාසයනික විද්‍යාව යන සංකල්පය යටතේ හැදෑරිය යුතු අතර එමගින් අණුවල සකස්විම සම්බන්ධ විශේෂ තෝරතුරැ හදුනා ගත හැක.

උපුටා ගැනීම් wikipedia

Posted By MAHESH KMM

පරිගණක සම්බන්ධ මා උගත්දේ ඔබටද ප්‍රෙයෝජනවත් වේයැයි සිතා මේතුළ සටහන් කරමි. contact me

ස්තුතියි