නැනෝතාක්ෂණය

නැනෝතාක්ෂණයට හා නැනෝවිද්‍යාවට හැඳීන්වීමක්

නැනෝවිද්‍යාව(Nanoscience) යනු කුමක්ද?

ස්වාභාව්ක නැනෝ ව්‍යුහයක් (asknature.org)

නැනෝවිද්‍යාව(Nanoscience) යන වචනය සෑදී ඇත්තේ නැනෝ(Nano)+විද්‍යාව(Science) එකතුවීමෙනි.

පළමුවෙන් අපි සලකා බලමු මොකක්ද මේ නැනෝ කියන්නෙ කියලා.ග්‍රීක බසින්"නැනොස්(nanos)" හෝ ලතින් බසින් "නැනුස්(nanus)" යන තේරුම ලබා දෙන්නේ වාමනයා යන සිංහල අර්ථයටයි.නමුත් අප සැම දන්නා පරිදි නැනෝ යන මෙට්‍රික් උපසර්ගය භාවිතා කරනුයේ 10^-9 නැතිනම් බිලියනයෙන් එකක් යන ප්‍රමාණය ඉදිරිපත් කිරීමටයි.එනම් නැනෝමීටරයක් යනු මීටරයකින් බිලියනයකින් පංගුවකි.එය ඉංග්‍රීසියෙන් “Nanometer” වන බැවින් කෙටියෙන් “nm” ලෙසට භාවිතා කරනු ලැබේඅ.හුදෙක් සැසඳීම උදෙසා මිනිස් හිස කෙසක් ගතහොත් එහි ගනකම වනුයේ දල වශයෙන් නැනෝමීටර 100,000 පමණය.එම උදාහරණයෙන් ම ඔබට නැනෝමීටරයක ප්‍රමාණය ගැන යම් ඉඟියක් ලැබෙනු ඇත.තවත් කෙටි උදාහරණ වශයෙන්,හයිඩ්‍රිජන් පරමාණුක විශ්කම්භය 0.1 nm ,DNA හෙලික්සියක පළල 3 nm,සෛල පටලයක ඝනකම 6-10 nm,HIV වෛරසයක දිග 90 nm ආදී වශයෙන් සඳහන් කල හැකිය.

නැනෝවිද්‍යාව යනු නැනෝ පරිමාණය(1-100nm) තුල අඩු තරමින් එක් මානයක් හෝ පවතින පරමාණු,අණු,හෝ මොනයම් හෝ ආකාරයක පදාර්ථ පිලිබඳව අධ්‍යනය කරනු ලබන විද්‍යාවයි.මෙහිදී නැනෝ පරිමාණය යනුවෙන් දක්වනු ලබන්නේ 1nm සිට 100 nm දක්වා මිනුම් කිරීමට භාව්තා කරනු ලබන පරිමාණය වේ.

නැනෝතාක්ෂණය(Nanotechnology) යනු කුමක් ද ?

නැනෝ විද්යුත්-යාන්ත්‍රික පද්ධතියක් (darpa.mil)

නැනෝතාක්ෂණය යනු පදාර්ථය, අවම වශයෙන් එකදු හෝ මානයක් නැනෝ පරිමාණය (1-100nm)  තුල ඇති සීමාවක මෙහෙයවීමයි.එනම් පදාර්ථය පරමාණුක හෝ අණුක පරිමාණය තුල මෙහෙයවීම සිදුකිරීමකි.

පළමු වරට නැනෝතාක්ෂණය පිළිබඳ ලෝකයට ඉඟියක් ලබා දෙන ලද්දේ මහාචාර්‍ය රිචඩ් ෆේයින්මාන්(Richard Feynman) විසින් 1959 දී කැල්ටෙක්(Caltech) හිදී ඇමෙරිකානු භෞතික විද්‍යා සංගමයේ රැස්වීමකදී කරන ලද දේශනයකදීය.එහිදී ඔහු කරන ලද ප්‍රසිද්ධ කියමනක් වන “There's Plenty of Room at the Bottom" පසු කලකදී ඉමහත් ආන්දෝලනයකට තුඩු දුන්නේ එය නැනෝතාක්ෂණය යන සංකල්පය පිළිබඳ ඉඟියක් ලෝකයට සැපයූ බැවිනි.

එහිදී මහාචාර්‍ය ෆේන්මාන් ඒත්තු ගැන්වීමට උත්සාහ කරන ලද්දේ තනි පරමාණු මෙහෙයවීමෙන් සිදුකල හැකි වඩාත් ජවසම්පන්න සංශ්ලේෂණ රසායන විද්‍යාවක් පිලිබඳවයි.

පසු කලකදී,එනම් 1974 දී ජපන් ජාතික මහාචාර්‍ය නොරියෝ තනිගුචි(Norio Taniguchi) විසින් නැනෝතාක්ෂණය යන පදය ලෝකයට විදහා දක්වන ලදී. 

මීලඟට අපි  නැනෝතාක්ෂණය වර්ධනයේ ඉතිහාසය කෙටියෙන් සලකා බලමු.

9-17 වන ශත වර්ෂ කාලය තුල යුරෝපයේ ගොඩනංවන ලද මධ්‍යතන දෙව්මැදුරු තුල ඇති වර්ණ ගැන්වූ ජනෙල් වීදුරු වල උද්දීප්ත වූ වර්ණයන් ඇති කිරීමට ඔවුන් ලෝහ නැනෝ අංශු භාව්ත කර ඇති බවට සාක්ෂි සොයාගෙන ඇත.

13-18 වන ශත වර්ෂ තුල ශ්‍රී ලංකාවෙන් රැගෙන ගිය සමනළ වැව වානේ යොදාගෙන මැදපෙරදිගදී නිපදවන ලද ඩමස්කස්(Damascus) කඩු වලට තිබූ දැඩි බව,බිඳී යාමට ඇති ප්‍රතිරෝධය,තීව්‍ර මුවහත හා ප්‍රත්‍යාස්ත ගුණාංග වලට හේතුව වශයෙන් සොයාගෙන ඇත්තේ එහි ඇති කාබන් නැනෝ නාල(Carbon Nano Tubes-CNT ) හා සිමෙන්ටයිට්(Fe₃C) නැනෝ නාල අන්තර්ගත වීම නිසා බවයි.

මයිකල් ෆැරඩේ විසින් සොයාගන්නා ලද කලිල රන් අංශු (Paul Wilkinson/Royal Institution)

1875 දී මයිකල් ෆැරඩේ විසින් සොයාගන්නා ලද කලිල රන් අංශු ද්‍රාවන විවිධ ආලෝක තත්ව යටතේ වෙනස් වර්ණයන් පෙන්නුම් කරන ලදී.මෙයට හේතුව වශයෙන් ගෙන හැර දැක්විය හැක්කේ එහි ඇති රත්‍රන් නැනෝ අංශු ව්‍යුහය දෘශ්‍ය ආලෝකය සමඟ අන්තර්ක්‍රියාකොට,විස්මය දනවන සුලු කාර්‍යක්ෂමතාවයකින් යුතුව දෘශ්‍ය ආලෝකය අවශෝෂණය කොට නැවත එය ප්‍රකිරණය කරනු ලබන නිසාවෙනි. 

1959 දී රිචඩ් ෆේන්මාන් විසින් පරමාණුක මට්ටමේ තාක්ෂණය පිලිබඳ කැලිෆෝනියා තාක්ෂණික ආයතනයදී සිදු කරන ලද පළමු දේශනය මගින් දැනට සොයාගෙන ඇති අණුක මට්ටමට වඩා ඊට ගැඹුරින් තවත් මට්ටමක් ඇති බවට පිලිබඳ ඉඟියක් ලබාදිය

1974 දී නොරියෝ තනිගුචි(Norio Taniguchi) විසින් "නැනෝතාක්ෂණය" යන පදය ලොවට හඳුන්වාදීම.

1991 දී ජපන් ජාතික සුමියෝ ඉජීමා(Sumio Iijima) විසින් චාප විසර්ජනයෙන් ලබාගත් දුඹුලු මගින් විද්‍යාගාරයේ කාබන් නැනෝ නාල(CNT) නිපදවීම.

සුමියෝ ඉජීමා (nec.com)

1996 දී බකිබෝල්ෆුලරින්(Buckminsterfullerene,bucky-ball fullerene) සොයාගැනීම සඳහා නොබෙල් ත්‍යාගය හිමිවීම.පළමුවෙන්ම එය නිශ්පාදනය කරන ලද්දේ 1985 වසරේදීය.එය ගෝලාකාර පාපන්දුවක් හැඩැති C60 අණුවකි.

1990-2000 මුල් නැනෝතාක්ෂණික සමාගම් වල ආරම්භය.

2004 කාබන් වල බහුරෑපී ආකාරයක් වන ද්විමාන ග්‍රැෆීන්(Graphene) සොයාගැනීම.ග්‍රැෆීන් යනු ග්‍රැෆයිට්,කාබන් නැනෝ නාළ,ෆුලරින් වැනි අනෙකුත් බහුරූපී ආකාර වල මූලික ව්‍යුහමය තැනුම් ඒකකයයි.ග්‍රැෆීන් දැනට නිපදවා ඇති ශක්තිමත්ම වානේ මෙන් 200 ගුණයක් ශක්තිමත් වන අතර විද්‍යුතය හා තාපය කාර්‍යක්ෂමව සන්නයනය කරයි.එමෙන්ම එය ආසන්න වශයෙන් පාරදෘශ්‍ය වේ.

ද්විමාන ග්‍රැෆීන් (graphenea.com)

නැනෝතාක්ෂණය විකාශනයේ සම්පූර්ණ ඉතිහාසය මෙහි සංක්ෂිප්ත කිරීමට ඉතාමත් අපහසු බැවින් තෝරාගත් වැදගත් අවස්ථා හා සිද්ධි මෙසේ ගෙනහැර දැක්විය.මක්නිසාද යත් අප දන්නා ඉතිහාසයටත් වඩා දුරකට නැනෝතාක්ෂණය විසිරී පවතිනු ඇත.එමනිසා ඉදිරි ලිපි තුලින් නැනෝතාක්ෂණයේ ඉතිහාසය සැකෙවින් සාකච්ඡා කිරීමට බලාපොරොත්තු වන්නෙමු.