அறிவியல் அறிவோம்: இனி தோல் முழுவதுமே காதுதான்

வெப்பம், ஈரப்பதம், பொருள்களின் தன்மைகள் பற்றிய தொடுஉணர்வுகளையும் தந்து ஓசைகளையும் கேட்கும் சக்தி படைத்த செயற்கைத்தோலை விஞ்ஞானி ஹ்யுன்ஹ்யுப் கோவும் (Hyunhyub Ko) அவரது கூட்டாளிகளும் உருவாக்கிச் சாதனை படைத்துள்ளனர்.

கேட்கும் தோல்

இந்தச் செயற்கைத் தோலுக்குப் பொதுவாகத் தோலுக்கு இருக்கிற தொடுஉணர்வு மட்டுமல்ல, காதுகள் போல ஓசைகளைக் கேட்கும் ஆற்றலும் உண்டு.

மனிதத் தோலின் கட்டமைப்பைப் பயன்படுத்தி அதைக் காப்பியடிப்பதுபோலத்தான் சோதனைச் சாலையில் இந்த மின்னணு செயற்கைத் தோல் தயாரிக்கப்பட்டுள்ளது. இதற்கு முன்னர் தயாரிக்கப்பட்ட செயற்கைத் தோல் தொடு உணர்வில் ஒரு சில திறன்களைத்தான் பெற்றிருந்தது. ஆனால், இந்தச் செயற்கைத் தோலால் ஒரு செயற்கை விரலைச் செய்தால் அதனால் நாடிபிடித்துப் பார்க்க முடியும். ரவை போன்ற பொருள்களின் மிருது நயத்தையும்உணர முடியும். பொருள்களின் கடினத் தன்மை, மிருதுத் தன்மை மட்டுமல்ல,அது குளிர்ச்சியாக இருக்கிறதா, வெப்பமாக இருக்கிறதா, உலர்ந்துஇருக்கிறதா, ஈரப்பதம் அதிகமாக இருக்கிறதா என்றும் அதனால் உணர முடியும்.

தென்கொரியாவின் உல்சன் தேசிய அறிவியல் தொழில்நுட்பக் கழகத்தில்பணியாற்றுகிறார் விஞ்ஞானி கோ. அவர் பொருளறிவியலில் (Material Science) நிபுணர். இவர்தான் இந்தப் பலவகையான தொடு உணர்வுகளைக் கொண்டசெயற்கைத் தோலைக் கண்டுபிடித்துள்ளார்.

கரியின் பீமன் அவதாரம்

தமிழில் கரி என்றும் ஆங்கிலத்தில் கார்பன் என்றும் சொல்லப்படும்பொருளின் வேறுபட்ட பல வடிவங்களில் ஒன்று கிராபீன் (Graphene). இது

உலகிலேயே மிகவும் மெல்லிய பொருள். அதே நேரத்தில் உலகிலேயே மிகவும் உறுதியானது. எஃகை விட நூறு மடங்கு உறுதியானது. மூன்று மில்லியன் கிராபீன் அடுக்குகளை ஒன்றன் மீது ஒன்று வைத்தாலும்அதன் தடிமன் வெறும் ஒரு மில்லிமீட்டர்தான் இருக்கும். அவ்வளவு மெல்லியது. இது தாமிர உலோகத்தைப் போல மின்சாரத்தைக் கடத்தும். இப்படிப்பட்டதன்மைகள் கொண்ட கிராபீன் எனும் பொருளை வைத்துத்தான் தனது ஆய்வைச்செய்தார் விஞ்ஞானி கோ.

மேடுகளின் உணர்வுகள்

நமது விரல் நுனிகள் கூர்மையான தொடு உணர்ச்சி கொண்டவை. விரல் நுனியின் தோல் அமைப்பைப் போலவே செயற்கைத் தோலை கோ உருவாக்கினார். விரலின் நுனியில் உள்ள தோலில் கைரேகை உள்ளது. இந்தக் கைரேகை மேடுபள்ளம் கொண்ட மடிப்புச் சுருக்க அமைப்பு. எனவே, செயற்கைத் தோலின் மேலடுக்கை இதே போன்று கிராபீன் அடுக்குக்கு மேல் பிளாஸ்டிக்கால் செய்யப்பட்ட வரி மேடு மடிப்பு அமைப்பை வைத்து இந்தச் செயற்கைத் தோலை அவர் வடிவமைத்துள்ளார்.

பல கிராபீன் மென்படலங்களை ஒன்றின்மீது ஒன்று வைத்து அடுக்கப்பட்ட நுணுக்கமான அடுக்குகள்தான் விஞ்ஞானி கோ உருவாக்கிய மின்னணுச் செயற்கைத் தோல். இரண்டு கிராபீன் அடுக்குகளுக்கு இடையே வலைப்பின்னலால் ஆன சக்தி வாய்ந்த உணர்விகளைப் பொதிந்துவைத்தார். இத்தகைய அமைப்பைக் கொண்டுதான் வெப்பம், தொடு உணர்ச்சி அழுத்தம், பொருளின் நயத்தன்மை போன்ற பல்வேறு உணர்வுகளை அறிய முயன்றார்.

அதிர்வின் கணக்குகள்

குளிர் நிலையில் விறைப்பாக இருக்கும் இந்த மின்னணு தோல் வெப்பமானநிலையில் நெகிழும். விறைப்புத் தன்மைக்கும் நெகிழும் தன்மைக்கும் ஏற்ற மாதிரி செயற்கைத் தோலில் உருவாகும் மின்னோட்டம் வேறுபடும். இதனை அளந்துதான் அனுமானங்கள் செய்யப்படுகின்றன.

இந்த மின்னணுத் தோலைத் தொட்டால் மடிப்புச் சுருக்கத்துக்கு உள்ளே இருக்கும் எலெக்டிரோட் அழுத்தம் பெற்று அதில் மின்சாரச் சுற்று ஏற்படும். எவ்வளவு வலிமையாக அழுந்துகிறதோ அவ்வளவு கூடுதல் மின்சாரச் சுற்று இருக்கும். அதிலிருந்து வெளிப்படும் மின்னோட்டத்தை மின்சாரம் அளக்கும் கருவியில் அளந்து அழுத்தத்தின் அளவை அறிகிறார்கள்.

மின்னணுத் தோலின் விளிம்பில் பொருள்களின் படுவதால் ஏற்படும் அதிர்வுகளின் பாங்கு அந்தந்தப் பொருள்களின் நயத்தைப் பற்றிய வித்தியாசங்களைக் காட்டும். மின்னணுத் தோலில் பொதிந்துவைக்கப்பட்டுள்ள அதிர்வு உணர்விகள் அதிர்வை அளக்கும். அவை தரும் அளவுகள் தொடப்படுகிற பொருள்களின் நயங்கள் குறித்து ஊகம் செய்யும் வாய்ப்புகளைத் தந்துள்ளன.

மூளைக்குள் போக வைத்த அலெக்ஸ்

அதேபோல ஒலியும் இந்தச் செயற்கைத் தோலை அதிரச் செய்தது. எனவே ஒலியையும் இந்தத் தோலால் உணர முடியும் என்பது உறுதியாகியுள்ளது.

செயற்கைத் தோலால் தொடு உணர்ச்சியையும் கேட்கும் ஓசையையும் சமிக்ஞைகளாகத் தர முடியும். ஆனால், அவை மூளைக்குள் செல்லவேண்டுமே? மின்னணு அளக்கும் கருவிகளுக்குள்ளே தானே பயணிக்கின்றன? அதனால் நடைமுறைப் பயன்பாடு எதுவுமில்லையே என்று ஆரம்பத்தில் திகைத்தார்கள்.

நமது உணர்வுகளை நம் உடலின் தோலில் உள்ள செல்கள் நேரடியாக நரம்பு மண்டலம் வழியாக மூளைக்குள் செலுத்துகின்றன. அவற்றைப் போலச் செயற்கைத்தோலின் உணர்வுகள் நரம்பு செல்கள் வழியாக மூளைக்குச் செல்ல வேண்டும்.அப்படிச் சென்றால்தானே நடைமுறையில் நமக்குப் பயன்படும்?

அப்டோஜெனெடிக்ஸ் (Optogenetics) எனும் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்திச் செயற்கைத் தோலின் உணர்வுகளை மூளைக்கு அனுப்ப வேண்டும் என்பது அடுத்த கட்டத்தின் சவாலாக எழுந்தது.

செயற்கைத் தோல் தரும் உணர்வுகளை உடலின் செல்கள் வழியாக மூளைக்குச் செலுத்தும் ஆய்வைச் செய்து இந்தச் சவாலில் வெற்றிபெற்றார் கலிபோர்னியாவில் உள்ள ஸ்டான்போர்ட் பல்கலைக் கழகத்தில்ஆய்வாளராக இருக்கும் அலெக்ஸ் சொற்டோஸ் (Alex Chortos).

தோலால் காது மிஷின்கள்

விஞ்ஞானிகள் கோ மற்றும் சொற்டோஸ் ஆகிய இருவரின் கண்டுபிடிப்புகளையும் இணைத்துச் செயற்கை மின்னணுத் தோலைச்செய்துவிடலாம். தற்போது உள்ள தொழில்நுட்ப அறிவில் கோ கண்டுபிடித்த செயற்கைத் தோலால் பல்வேறு உணர்வுகளை எல்லா நிலையிலும் பெற முடியாது. குறிப்பிட்ட சூழலில்தான் பன்முகத் தன்மையுள்ள உணர்வுகளை ஒரே நேரத்தில் அது பெறும். எனவே உயிரியல் தோலுக்கும் செயற்கைத் தோலுக்கும் இடையே திறனில் வித்தியாசம் உண்டு.

ஆனாலும் மருத்துவத் துறையில் இதற்கான பயன் உண்டு. செயற்கைக் கை அல்லது கால்களின் மேலே இவ்வாறு செயற்கைத் தோலினைப் பொருத்தி அந்த மின்னணுத் தோல் பெறுகிற தொடு உணர்ச்சிகளை நேரடியாக நரம்பு மண்டலம் வழியாக மூளைக்கு அனுப்பலாம் என்கிறார்கள். அது மட்டும் நடந்தால் செயற்கைத் தோல் பொருத்திய கை-கால் ஊனமுற்றவர்கள் மற்றவர்களைப் போலவே தொடு உணர்ச்சிகளைப் பெற இது வழி செய்யும்.

ஆராய்ச்சி நிலையத்துக்கு வெளியே இதுவரை இந்த மின்னணுத் தோல் சாத்தியப்படவில்லை. ஆனாலும் எதிர்கால மருத்துவப் பயனுக்கு இது பெரிய அளவில் உதவும். இந்தச் செயற்கைத் தோலால் எளிதில் அணியும் வகையிலான காது மெஷின் உள்ளிட்ட பல்வேறு மருத்துவக் கருவிகளைத் தயாரிக்கலாம் என விஞ்ஞானிகள் நம்பிக்கை தெரிவிக்கின்றனர்.

- தொடர்புக்கு: tvv123@gmail.com