තාක්ෂණ ලොවේ පෙරළිකාර නැනෝ රැහැන්

නැනෝ තාක්‌ෂණය වූ කලී වර්තමානයේ දැඩි කතා බහට ලක්‌ වන මාතෘකාවකි. එයට හේතුව වර්තමානයේ හා ඉන් ඉදිරියට හමු වන බොහෝ කටයුතුවල දී නැනෝ තාක්‌ෂණය භාවිත වීමයි. මේ තාක්‌ෂණයේ ඇති විශේෂත්වය වන්නේ ඉතා කුඩා වූ පරාසයක්‌ (1-100 nm) තුළ කටයුතු කිරීමයි. බොහෝ මූලද්‍රව්‍ය නැනෝ පරිමාණයේ දී ඉතා සුවිශේෂී වූ රසායනික හා භෞතික ගුණාංග පෙන්වීම මේ නැනෝ තාක්‌ෂණය බිහි වීමට මුල් වූ ප්‍රධානතම හේතු සාධකයක්‌ වේ. නැනෝ තාක්‌ෂණයේ විවිධ වූ භාවිතයන් අතර නැනෝ රැහැන් (Nano wires) නැනෝ තාක්‌ෂණය තුළ විශාල පෙරළියක්‌ කරනු ඇති බවට සාධක මතු වෙමින් පවතියි. 

 නැනෝ රැහැන් යනු නැනෝ පරිමාණයේ මාන (Dimensions)වලින් සමන්විත 

රැහැන් විශේෂයකි. මෙහි විෂ්කම්භයට සාපේක්‌ෂ ව දිග විශාල අගයක්‌ ගනී.  මූලික ව ම නැනෝ රැහැන් නිර්මාණය කරනු ලබන්නේ නැනෝ පරිමාණයේ විශාලත්වයක්‌ ඇති උත්ප්‍රේරකයක්‌ මත ප්‍රතික්‍රීයක (Reactants)වලට ක්‍රියා කිරීමට ඉඩ හැරීම මගිනි. වර්තමානයේ නැනෝ 

රැහැන් නිෂ්පාදනය සඳහා විවිධ උපක්‍රම භාවිත කරන අතර විද්‍යුත් රසායනික ක්‍රම (electrochemical methods), රසායනික ප්‍රතික්‍රියා (chemical reactions), වාෂ්පීකරණ ඝනීභවන (evaporation condensation) ක්‍රමය ඒ අතරින් ක්‍රම කිහිපයකි. මේ නැනෝ තාක්‌ෂණය උපයෝගී කරගනිමින් නිපදවූ නැනෝ රැහැන් වර්ග ද කිහිපයක්‌ වන අතර ලෝහ (metal), අර්ධ සන්නායක (semi-conductors), ලෝහ ඔක්‌සයිඩ (metal oxides) යනු ඒ සඳහා උදාහරණ වේ.

මේ නැනෝ රැහැන් වර්ගවල ඇති විවිධ ගුණාංග නිසා ම එකිනෙකට වෙනස්‌ ක්‍ෂේත්‍රයන් තුළ නව පෙරැළියක්‌ සිදු කිරීමට නැනෝ රැහැන්වලට හැකියාවක්‌ ලැබෙනු ඇත. මේ අනුව විදුලි ජනක යන්ත්‍ර (generators) ඉතා කුඩා ආකාරයට නිර්මාණය කිරීමට නැනෝ රැහැන් යොදාගත හැකි ය. මේ ජනක යන්ත්‍ර නැනෝ ජනක යන්ත්‍ර (Nano generators) ලෙස හඳුන්වයි. නැනෝ රැහැන්වල ඇති පීඩ විද්යුත් ආචරණය (piezo-electric effect) මේ සඳහා දායක වේ. පීඩ විද්‍යුත් ආචරණය යනු යාන්ත්‍රික පීඩන මගින් විද්‍යුත් ආරෝපණය නිපදවීමට ඇති හැකියාවයි. මේ අනුව ඉතා කුඩා ඉඩක්‌ තුළ අති විශාල නැනෝ රැහැන් පරිමාණයක්‌ තැබිය හැකි නිසා සැලකිය යුතු තරම් ශක්‌තියක්‌ ලබාගැනීමට නැනෝ රැහැන් භාවිත කළ හැකි ය. ඒ අනුව ශරීරයේ ඇති වන චලනයන්, වායු ධාරාවන්, ශබ්ද තරංග පමණක්‌ නොව හෘද ස්‌පන්දනයෙන් පවා ලැබෙන ශක්‌තියෙන් විදුලිය නිපදවීමට හැකි ය. 

නැනෝ රැහැන් උපයෝගී කරගෙන දියුණු වන තවත් එක්‌ අංගයක්‌ ලෙස සූර්ය කෝෂ පෙන්වා දිය හැකි ය. නැනෝ රැහැන් ඉතා කුඩා නිසා ආලෝකයෙන් ලැබෙන තරංග ආයාමය නැනෝ රැහැන්වල විෂ්කම්භයට වඩා විශාල වේ. එම නිසා නැනෝ රැහැන් මතට ආලෝකය වැටුණු විට එය වටා ආලෝක තීව්‍රතාව අනුනාද වේ. එම නිසා මේ කෝෂවල කාර්යක්‌ෂමතාව වැඩි වන අතර නැනෝ රැහැන් භාවිතය නිසා මේ සූර්යකෝෂ නම්‍යශීලී වේ. එපමණක්‌ නො ව ජලය පවා ඔක්‌සිහරණය (reduce) කිරීමට ගැලියම් ෆොස්‌ෆයිඩ් (GaP) නැනෝ රැහැන්වලට හැකියාවක්‌ ඇත. ඒ අනුව ජලය මගින් හයිඩ්‍රජන් වායුව ඉතා පහසුවෙන් ලබාගැනීමට හැකි වනු ඇති අතර එය රථ වාහන සඳහා ඉන්ධන ලෙස යොදාගැනීමට පුළුවන. එමෙන් ම ශක්‌තිය ගබඩා කිරීමේ දී දැනට පවතින ලිතියම් අයන (Li-ion) බැටරිවලට වඩා 10 ගුණයකින් බල ඝනත්වය (power density) වැඩි බැටරි නිෂ්පාදනයට නැනෝ රැහැන් භාවිත කළ හැකි ය.

 
මීට අමතර ව අපවිත්‍ර ජලයේ ඇති කාබනික සංයෝග ආලෝකය පවතින විට වියෝජනය කිරීමට හැකි නැනෝ රැහැන් විශේෂයක්‌ ද සොයාගෙන ඇත. එමෙන් ම දැනට පවතින ජල පෙරණ (water filters) මගින් බැක්‌ටීරියා (bacteria) නවතා දමන නමුත් බැක්‌ටීරියා විනාශ කර දැමීමට ද සමත් පෙරණ නැනෝ රැහැන් මගින් නිපදවා ඇත. එහි දී සිදු වන්නේ පෙරණය හරහා බැක්‌ටීරියාවලට ගමන් කිරීමට සලසා ඒ අතරතුර කුඩා විදුලි ධාරාවක්‌ මගින් මේ බැක්‌ටීරියා විනාශ කිරීමයි. එම නිසා එයට තරමක්‌ විශාල සිදුරු භාවිත කළ හැකි ය. එබැවින් මේ පෙරණවලට ඉතා වේගයෙන් ක්‍රියා කළ හැකි අතර අවහිරයකින් තොර ව දිගු කාලයක්‌ භාවිත කිරීමට ද හැකියාවක්‌ පවතියි. තව ද ජලයේ ඇති තෙල් වැනි ද්‍රව්‍ය උරාගැනීමට හැකි පෙරණයක්‌ ද නැනෝ රැහැන් භාවිතයෙන් නිපදවා ඇත. එහි විශේෂත්වය වන්නේ පෙරණය හා ඉන් උරාගන්නා ලද තෙල් යන දෙක ම වෙන් කර නැවත භාවිතයට ගැනීමට හැකි වීමයි.

නැනෝ රැහැන් ඉලෙක්ට්‍රොනික ක්ෂේත්‍රයට ඉතා විශාල බලපෑමක්‌ එල්ල කරයි. එයට ප්‍රධානතම හේතුව වන්නේ නැනෝ රැහැන් භාවිතයෙන් සන්ධි නොමැති ට්‍රාන්ස්සිස්‌ටර් නිර්මාණය කිරීමට ඇති හැකියාවයි. මේ ට්‍රාන්ස්සිස්‌ටර් පරිපූර්ණ ට්‍රාන්ස්සිස්‌ටර්වලට ආසන්න ලක්‌ෂණ පෙන්නුම් කරනු ලබන අතර දැනට පවතින ට්‍රාන්ස්සිස්‌ටර්වලට වඩා කුඩා, කාර්යක්‌ෂම මෙන්ම නිෂ්පාදනයට ද පහසු වේ. තව ද නම්‍යශීලී විදුලි සන්නායක නිෂ්පාදනයට රිදී නැනෝ රැහැන් (silver nano wire) භාවිත කිරීමට හැකි බව සොයාගෙන ඇත. එබැවින් තව නොබෝ කලකින් නම්‍යශීලී, විනිවිද පෙනෙන වර්ණ තිර නිපදවීමට මේ නැනෝ තාක්‌ෂණය මඟ පෙන්වනු ඇත. එම වර්ණ තිර වාහනවල ඉදිරිපස වීදුරුව (wind screen) සඳහා යෙදිය හැකි ය. මීට අමතර ව අධිබලැති ඇන්ටනා නිර්මාණය සඳහා ද නැනෝ රැහැන් භාවිත වනු ඇත. තව ද සංවේදක නිර්මාණයේ දී ZnO නැනෝ රැහැන් භාවිතයෙන් විවිධ වායුන් සඳහා සංවේදක නිර්මාණය කිරීමට හැකි ය. මේ සංවේදකවල විශේෂත්වය වන්නේ වරක්‌ භාවිත කර මිනිත්තු කිහිපයකින් නැවත භාවිතයට ගත හැකි වීමයි. මේ සංවේදක යුද කටයුතුවල දී විෂ වායූන් හඳුනාගැනීමට භාවිත කළ හැකි ය. එමෙන් ම ට්‍රාන්ස්සිස්‌ටර් හා නැනෝ රැහැන් භාවිතයෙන් මිනිස්‌ සමට සමාන සංවේදීතාවක්‌ දක්‌වන කෘත්‍රීම සමක්‌ මේ වන විටත් නිපදවා ඇත. 

එපමණක්‌ නො ව අනාගත වෛද්‍ය විද්‍යා ක්‍ෂේත්‍රය ද උඩු යටිකුරු කිරීමේ හැකියාවක්‌ නැනෝ රැහැන්වලට ඇති බව පෙනී යයි. එයට හේතුවක්‌ වන්නේ නැනෝ රැහැන් තනි අණුවක්‌ (single molecule) හඳුනාගැනීමට හැකි වන පරිදි වැඩිදියුණු කළ හැකි වීමයි. මේ හේතුව නිසා වෛද්‍ය හා රසායනික විද්‍යා ක්‍ෂෙත්‍රවල විවිධ සංවේදක නිපදවීමට නැනෝ රැහැන් භාවිත කළ හැකි ය. මේ සංවේදකවලට පිළිකා, ස්‌නායු සංඥ හා යම් සංයෝගවල සාන්ද්‍රණය ආදිය හඳුනාගැනීමට හැකියාවක්‌ පවතියි. එපමණක්‌ නො ව සෛලවලට හානියක්‌ නො වී එහි අභ්‍යන්තර ක්‍රියාකාරීත්වය නිරීක්‌ෂණය කිරීම සඳහා ද නැනෝ රැහැන් යොදාගනු ඇත. එබැවින් ඉතා ඉහළ නිරවද්‍යතාවකින් යුතු ව රෝග හඳුනාගැනීමට හා ඉතා සියුම් ලෙස ඒවාට ප්‍රතිකාර කිරීමට අවශ්‍ය උපකරණ නිපදවීමට නැනෝ රැහැන් භාවිත කළ හැක බව සොයාගෙන ඇත.

ඉහත සඳහන් බොහෝ සොයා ගැනීම් පර්යේෂණාත්මක සොයාගැනීමේ මට්‌ටමේ පවතින අතර ප්‍රායෝගික පරිහරණය සඳහා වැඩිදියුණු කෙරෙමින් පවතියි. එම නිසා තව නොබෝ කලකින් නැනෝ තාක්‌ෂණයේ විස්‌මයජනක නිර්මාණ ලෙසින් එම සොයාගැනීම් මිනිස්‌ පරිභෝජනය සඳහා ඔබ අප අතට පත් වනු ඇත.

සකස්කළේ/උපුටාගැනීම?

Posted in: නැනෝ තාක්ෂණයநனோ தொழில்நுட்பம்