நானோ தொழில்நுட்பம்

நானோ தொழில்நுட்பம்

நானோ தொழில்நுட்பம் எனப்படுவது 100 நானோ மீட்டருக்கும் குறைவான அளவுகளால் அமைந்த உருவ அமைப்புகளைக் கொண்டு, அச்சிறு அளவாக அமையும்பொழுது சிறப்பாக வெளிப்படும் பண்புகளைக் கொண்டு ஆக்கபடும் கருவிகளும், அப்பொருட்பண்புகளைப் பயன்படுத்தும் நுட்பியலும் நானோ தொழில் நுட்பம் என்று அழைக்கப்படுகின்றது.

ஒரு நானோ மீட்டர் என்பது ஒரு மீட்டரின் 1,000,000,000ல் (ஒரு பில்லியனில், 10^-9) ஒரு பங்கு. ஒரு நானோ மீட்டர் நீளத்தில் 8-10 வரையான அணுக்களே அமர முடியும். பொதுவாக ஒரு மனிதர்களின் தலைமுடியானது 70,000 முதல் 80,000 நானோ மீட்டர் தடிப்புடையது. புகையிலைப் புகையின் மிகச்சிறிய துணுக்கு 10 நானோமீட்டர்.

நானோ தொழில் நுட்பம் என்பது உண்மையிலேயே பல துறைகளிலும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடிய, ஏற்படுத்திவரும் ஒரு நுட்பம் ஆகையால் நானோ தொழல்நுட்பங்கள் (நானோ நுட்பியல்கள்) என்று பன்மையில் அழைக்கப்பட வேண்டிய ஒன்று. காரணம் நானோ தொழில் நுட்பம் ஒரு தனிப்பட்ட துறையில் மட்டும் செல்வாக்கு செலுத்த தொடங்கவில்லை மாறாக உயிரியல், வேதியியல், இயற்பியல், மின்னியல், மருத்துவம், பொறியியல் என்று பல்துறைகளில் தாக்கம் செய்து வருகின்றது. அமெரிக்காவின் நேசனல் நானோ டெக்னாலஜி இனிசியேட்டிவ் (National Nanotechnology Initiative) (நாட்டின் நானோ தொழில்நுட்ப முன்னூட்டு) என்பது நானோ தொழிநுட்பத்தைக் கீழ்க்காணுமாறு வரையறை செய்கின்றது. "Nanotechnology is the understanding and control of matter at dimensions of roughly 1 to 100 nanometers, where unique phenomena enable novel applications." நானோ தொழில்நுட்பம் என்பது 1-100 நானோ மீட்டர் அளவிலான பொருளின் இயல்புகளை அறிந்து கட்டுப்படுத்தி, அதன் தனிச்சிறப்பால் நிகழும் புது விளைவுகளின் அடிப்படையில் புது பயன்பாடுகளுக்கு வழி வகுப்பதாகும்.

கருவிகளை சிறிதாக்கிக்கொண்டே போவதின் விளைவாக அணுப் புறவிசை நுண்ணோக்கி (atomic force microscope (AFM)) மற்றும் வாருதல் வகை புரை ஊடுருவு மின்னோட்ட நுண்ணோக்கி (scanning tunneling microscope (STM)) போன்ற மிகுதுல்லிய நுண்கருவிகள் உருவாக்கப்பட்டுப் பயன்பாட்டில் உள்ளன.

தொழில்நுட்பத்தின் தொடக்கம்

இது பற்றி முதலில் டிசம்பர் 29, 1959 ல் இயற்பியல் ஆய்வாளரும் பின்னர் நோபல் பரிசு பெற்ற அறிஞரும் ஆகிய ரிச்சர்டு ஃவெயின்மன் ஓர் உரையை நிகழ்த்தினார். அதன் தலைப்பு "There's Plenty of Room at the Bottom," (உள்ளே ஏராளமாக இடம் உள்ளது). இந்த வருங்காலத் தொழில் நுட்பத்தால் இயற்பியலின் வழி பயன்பாடுகளில் மாற்றம் ஏற்படும் என்பதையும் அவர் குறிப்பிடத் தவறவில்லை. அதாவது புவியீர்ப்பு கொள்கை போன்றவை செயலிழந்து போவதுடன் மேற்பரப்பு இழுவிசை மற்றும் வேண்டர்வாலின் கவர்ச்சி என்பன முக்கியத்துவம் பெறுகின்றன.

நானோ தொழில் நுட்பம் (nanotechnology) என்ற சொல்லை முதல் முதலில் டோக்கியோ அறிவியல் பல்கலைக்கழகப் (Tokyo Science University) பேராசிரியர் நொரியோ தனிகுச்சி (Norio Taniguchi) என்பவர் 1974ல் அறிமுகப்படுத்தினார். 

( 1980 களில் இந்த கருத்து மேலும் டாக்டர் எரிக் டிரெக்ஸ்லர் என்பவரால் பகுத்தாராயப்பட்டது. இவரே நானோ தொழில் நுட்பத்தை பேச்சுக்கள் மற்றும் புத்தகங்கள் மூலம் வெளிக்கொணர்ந்தவர்.

1980 களில் இரண்டு கண்டு பிடிப்புகளுடன் நனோ நுட்பியல் வளர்ச்சி அடையத்தொடங்கியது.

• சிறுகூட்ட அணுதொகை அறிவியல் அல்லது துணுக்கறிவியல் (cluster science) பிறப்பு
• புரை ஊடுருவு மின்னோட்ட வருடு நுண்ணோக்கி (scanning tunneling microscope (STM)) இன் கண்டுபிடிப்பு

பயன்பாடு

இந்த தொழில் நுட்பம் மூலம் வெவ்வேறு பண்புகளையுடைய துகள்களை (துணிக்கைகளை) ஒன்று சேர்க்க முடிகின்றது உதாரணமாக காந்தவியல், மின்னியல் அல்லது ஒளியியல் போன்றவற்றைக் குறிப்பிடலாம். நானோ துணிக்கைகள் தொகையாக கொண்டு வரும் போது அவை தமது பொறியியல் தன்மையைக் காட்டுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக பாரம்பரிய பொலிமரை நானோ தொழில் நுட்பத்தால் உறுதியூட்டப்படலாம். இவற்றை நாம் மாழைகளுக்கு (உலோகங்களிற்குப்) பதிலாகப் பயன்படுத்தலாம். இதன்காரணமாக பாரமற்ற உறுதியான அமைப்புகள் கிடைக்கின்றன.

பல நாடுகளில் இந்த ஆராய்ச்சி நடைபெறுகின்றது. இது அடுத்த தலைமுறையின் தொழில் நுட்பம் எனக்கருதப்படுவதால் ஆராய்ச்சிகள் மிக இரகசியமாகவே நடைபெறுகின்றன