ಸಂವಾಹಕ ಗುಣವಿರುವ ಹೊಸ ವಸ್ತು’ವಿನ ಆವಿಷ್ಕಾರ

ಕಾರ್ಬನ್, ಸರ್ಲ್ಫ, ನಿಕಲ್ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ನಂತಿರುವ ಹೊಸ ವಸ್ತು ವಾಹಕಗಳ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿ ಬದಲಾವಣೆ ತರಲಿದೆ

 

ಇದೊಂದು ಆವಿಷ್ಕಾರದ ಸುದ್ದಿ. ಅದೇನೆಂದರೆ, ಚಿಕಾಗೋ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಅನ್ನು ಹೋಲುವ ವಸ್ತುವೊಂದನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದ್ದಾರೆ. ಬರೀ ಇಷ್ಟೇ ಆಗಿದ್ದರೆ ಅದೇನು ಅಷ್ಟು ಗಮನ ಸೆಳೆಯುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ. ಇದರ ವಿಶೇಷತೆ ಏನೆಂದರೆ, ಅದು ಲೋಹದಂತೆ ವಿದ್ಯುತ್ತನ್ನು ತನ್ಮೂಲಕ ಸಂವಾಹಿಸಿ, ಒಳ್ಳೆಯ ‘ಕಂಡಕ್ಟರ್’ ನಂತೆ ವರ್ತಿಸಲಿದೆ. ’ನೇಚರ್’ನಲ್ಲಿ ಅಕ್ಟೋಬರ್ ೨೬ ರಂದು ಪ್ರಕಟವಾದ ಸಂಶೋಧನಾ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ, ಅಡ್ಡಾದಿಡ್ಡಿಯಾಗಿ ಕೂಡಿಕೊಂಡಿರುವ ಹಾಗು ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತವಾಗಿರುವ ಆಣ್ವಿಕ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದ್ದರೂ ವಿದ್ಯುತ್ತನ್ನು ಸಂವಾಹಿಸುವ ವಸ್ತುವಿನ ಬಗ್ಗೆ ವಿಜಾನಿಗಳು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇದು ವಾಹಕತೆಯ ಬಗ್ಗೆ ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ನಿಯಮಗಳಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿರುವ ಒಂದು ಆವಿಷ್ಕಾರ! ರಸ್ತೆಯಲ್ಲಿ ರುಯ್ಯನೆ ಓಡುವ ಕಾರು, ನೀರಿನ ಮೇಲೂ ಸಾಗುವಂತಾದರೆ ಹೇಗಿರಬಹುದು? ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರದ ಮೂಲಕ ಅಂತಹದೇ ಭಾವನೆಯೊಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳನ್ನು ಆವರಿಸಿತ್ತು. ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿಯಾದ ಯಾವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಆವಿಷ್ಕಾರವೂ, ಇಂತಹ ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದರಿಂದಲೇ ಆರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ.

ಎಲ್ಲಾ ರೀತಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಬಹಳಷ್ಟು ಪ್ರಾಧಾನ್ಯತೆಯಿದೆ. ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಫೋನು, ಸೌರ ಫಲಕ ಅಥವಾ ದೂರದರ್ಶನಗಳನ್ನು ಬಿಚ್ಚಿನೋಡಿದರೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳು (Conductive Materials) ಇದ್ದೇ ಇರುತ್ತವೆ.

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲ್ಪಡುವ ವಾಹಕಗಳು ತಯಾರಿಸಲ್ಪಡುವುದು ತಾಮ್ರ, ಚಿನ್ನ, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ನಂತಹ ಲೋಹಗಳಿಂದ. ಸುಮಾರು ೫೦ ವರ್ಷಗಳ ಹಿಂದೆ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಡೋಪಿಂಗ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಾವಯವ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಮಾಡಿದ ವಾಹಕಗಳನ್ನು ರಚಿಸಿದರು. ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರ ವಿಜ್ಞಾನ ಲೋಕದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಅಲೆಯನ್ನೇ ಎಬ್ಬಿಸಿತ್ತು. ಯಾಕೆಂದರೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ ಬಳಸಲ್ಪಡುವ ಲೋಹಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ವಾಹಕಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಸಾವಯವ ವಸ್ತುಗಳ ವಾಹಕಗಳು ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಿದ್ದವು ಹಾಗು ಅದನ್ನು ಸಲೀಸಾಗಿ ಸಂಸ್ಕರಿಸಬಹುದಾಗಿತ್ತು ಕೂಡ.

ನ್ಯೂನತೆಗಳೇ ಇಲ್ಲದ ಯಾವ ವಸ್ತುವೂ ಇಲ್ಲ ನೋಡಿ! ಈ ಸಾವಯವ ವಾಹಕಗಳಲ್ಲೂಒಂದು ಸಮಸ್ಯೆಯಿತ್ತು. ಏನೆಂದರೆ, ಅವುಗಳ ಅಸ್ಥಿರತೆ. ಒಂದು ವೇಳೆ ಇಂತಹ ವಾಹಕಗಳನ್ನುತೇವಾಂಶಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿದರೆ ಅಥವಾ ಸುತ್ತಲಿನ ತಾಪಮಾನವು ಹೆಚ್ಚಾದರೆ, ಅವು ತಮ್ಮ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳಬಹುದಾದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿ ಎದುರಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ, ಸಾವಯವ ಮತ್ತು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಲೋಹೀಯ ವಾಹಕಗಳೆರಡೂ ಸಾಮಾನ್ಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣವನ್ನು ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಅವೆರಡರ ರಚನೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸಿದರೆ, ಪರಮಾಣುಗಳು ನೇರವಾಗಿ ಹಾಗು ನಿಕಟವಾಗಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲಾದ ಸಾಲುಗಳಂತೆ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ.

ಹಲವಾರು ಕ್ರಿಕೆಟ್ ಬಾಲುಗಳನ್ನು ಒಂದರ ಹಿಂದೊಂದು ಜೋಡಿಸಿದಂತೆ ಊಹಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ. ಇದೇ ರೀತಿ ಅಣುಗಳು ಸಾಲಾಗಿದ್ದು, ವಿದ್ಯುತ್ತನ್ನು ಸಾಗಣೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ನಡೆಸಲು ವಸ್ತುವು ಈ ರೀತಿಯ ನೇರವಾದ, ಕ್ರಮಬದ್ಧವಾದ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಾಲುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಭಾವಿಸಿದ್ದರು.

ನಂತರ ಚಿಕಾಗೋ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಜೈಝಿ ಕ್ಸಿ ಎಂಬ ಸಂಶೋಧಕ, ಕಾರ್ಬನ್ ಮತ್ತು ಸಲ್ಫರ್ನಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟ ಆಣ್ವಿಕ ಮಣಿಗಳ ಸರಮಾಲೆಗೆ ನಿಕಲ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಮುತ್ತುಗಳಂತೆ ಹೆಣೆದು ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದರು. ಅದರ ಫಲಿತಾಂಶ ನಿಜಕ್ಕೂ ಹುಬ್ಬೇರಿಸುವಂತಿತ್ತು. ಈ ಹೊಸ ವಸ್ತುವು ಸುಲಭವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಗಣೆ ಮಾಡಲು ಶಕ್ತವಾಗಿತ್ತು! ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ, ಇದು ತುಂಬಾ ಸ್ಥಿರವಾಗಿತ್ತು ಕೂಡ.

‘ನಾವು ಅದನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡಿದ್ದೇವೆ, ತಣ್ಣಗಾಗಿಸಿದ್ದೇವೆ, ಗಾಳಿ ಮತ್ತು ತೇವಾಂಶಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿದ್ದೇವೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಮೇಲೆ ಆಸಿಡ್ ಹಾಗು ಬೇಸ್ ಅನ್ನು ಚಿಮುಕಿಸಿದರೂ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತ ಪರಿಣಾಮವೇನೂ ಆಗಲಿಲ್ಲ ’ಎಂದು ಕ್ಸಿ ಆಶ್ಚರ್ಯಪಡುತ್ತಾರೆ. ಇಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶ ಏನೆಂದರೆ, ಈ ಹೊಸ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳು ಶಿಸ್ತಿನ ಸಿಪಾಯಿಗಳಂತೆ ಸಾಲಾಗಿರದೆ, ದೇವಸ್ಥಾನದ ಹೊರಗೆ ಚಪ್ಪಲಿಗಳು ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತವಾಗಿರುವಂತೆ ಚದುರಿದ್ದವು! ಮುಂದೆ ಕ್ಸಿ ಅವರು ತನ್ನ ಸಹ ಸಂಶೋಧಕರಾದ ಆಂಡರ್ಸನ್ ಅವರ ಜೊತೆಗೂಡಿ ವಸ್ತುವು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕವಾಗುವ ಬಗೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸುತ್ತಾರೆ. ಹಲವಾರು ಪರೀಕ್ಷೆಗಳು, ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಅಧ್ಯಯನದ ನಂತರ, ವಸ್ತುವು ಸ್ಯಾಂಡ್ ವಿಚ್ಛಿನ ಬ್ರೆಡ್ ಗಳಂತೆ ಪದರಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂತು. ಪದರಗಳು ಅಚ್ಚುಕಟ್ಟಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಡದೇ ಇದ್ದರೂ, ಅದು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ತಾಗಿರುವ ತನಕ ಅದರಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಚರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬ ತೀರ್ಮಾನಕ್ಕೆ ಬರುತ್ತಾರೆ.

ಈಗ ಆವಿಷ್ಕರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಹೊಸ ವಾಹಕ ವಸ್ತುವಿನ ಅಂತಿಮ ಫಲಿತಾಂಶವು ಅಭೂತಪೂರ್ವವಾಗಿದ್ದು, ಚಿಕ್ಕ ಮಕ್ಕಳು ಆಡಲು ಬಳಸುವ ಮಣ್ಣಿನ ಹಿಟ್ಟಿನಂತೆ, ಯಾವ ಆಕಾರಕ್ಕೆ ಬದಲಾಯಿಸಿದರೂ ಅದು ತನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಆಂಡರ್ಸನ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.

ಹೊಸ ಮೂಲವಸ್ತುವಿನ ಆಕರ್ಷಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾದದ್ದು ಏನು ಗೊತ್ತೇ? ಅದರ ಸಂಸ್ಕರಣೆಗೆ ಇರುವ ಹಲವಾರು ಆಯ್ಕೆಗಳು. ಈ ಒಂದು ಗುಣಲಕ್ಷಣ ಅತೀ ಮುಖ್ಯವಾದದ್ದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಚಿಪ್ (Chip) ತಯಾರಿಸಲು ಲೋಹಗಳನ್ನು ಕರಗಿಸಿ, ನಂತರ ಬೇಕಾದ ಆಕಾರವನ್ನು ನೀಡಬೇಕು. ಹೀಗೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಅದರ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆ ಮಿತಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಸಾಧನದ ಇತರ ಘಟಕಗಳು ಕೂಡ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅಗತ್ಯವಾದ ಶಾಖವನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು. ಹೊಸ ವಸ್ತುವು ಅಂತಹ ನಿರ್ಬಂಧವನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ! ಏಕೆಂದರೆ ಅದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಹಾಗೆಯೇ ಸಾಧನವು ಶಾಖ, ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಕ್ಷಾರೀಯತೆಯನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳಬೇಕಾದ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲೂಈ ಹೊಸ ವಸ್ತುವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದಾಗಿದೆ.

ಸದ್ಯಕ್ಕೆ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ತಂಡವು ಈ ಹೊಸ ವಸ್ತು ತಾಳಬಹುದಾದ ವಿವಿಧ ಆಕಾರಗಳ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತಿದೆ. ಅದನ್ನು 2D ಅಥವಾ 3D ಆಕಾರದಲ್ಲಿ ರಚಿಸಬಹುದು, ಸ್ಪಾಂಜಿನಂತೆ ಸರಂಧ್ರಗೊಳಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ವಿಭಿನ್ನ ಲಿಂಕ್ಗಳು ಹಾಗೂ ನೋಡ್ಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಇತರ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು ಶಕ್ತಗೊಳಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದು ಕ್ಸಿ ಅವರ ಅಭಿಪ್ರಾಯ. ಇಂತಹ ಅಸಾಮಾನ್ಯ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ವಾರಗಳವರೆಗೆ ಆರ್ದ್ರ ಗಾಳಿಗೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ, pH 0&14 ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವು ೧೪೦ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ಇದ್ದರೂ ವಾಹಕತೆಗೇನೂ ಭಂಗ ಬರುವುದಿಲ್ಲ. ವಾಹಕಗಳ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿ ಅನ್ವೇಷಣೆಯಿದು.