கேள்வி மூலை 30: வெப்பத்தால் விரிவடையாத தனிமம் உண்டா?

‘கத்திரி வெயில்’, ‘நூறு டிகிரியைத் தாண்டும் வெயில்’ என்ற தலைப்புச் செய்திகள் இந்த முறை தொடர்கதையாகவில்லையே தவிர, கடந்த ஆண்டுவரை அது சாதாரணம்.

மே மாத வெயிலுக்குச் சாலையில் போடப்பட்டிருக்கும் தாரே உருகிவிடும் என்று சொல்லப்படுவது உண்டு. மே மாத வெயிலில் தார் உருகுவது இருக்கட்டும், அந்தக் கடுமையான வெப்பநிலையிலும் விரிவடையாத தனிமங்கள் ஏதாவது இருக்கின்றனவா?

விரிவடையும் தண்ணீர்

பொதுவாகப் பெரும்பாலான பொருட்கள் வெப்பத்தால் விரிவடையும். மிகச் சிறந்த, எளிய எடுத்துக்காட்டு தண்ணீர். பாத்திரத்தில் சூடுபடுத்த வைக்கும் தண்ணீரின் எல்லைக்கோட்டையும், அது தளதளவென்று முட்டை விட்டுக் கொப்பளித்த பின்னர் இருக்கும் எல்லைக்கோட்டையும் ஒப்பிட்டுப் பாருங்கள். தண்ணீர் விரிவடைந்திருப்பதை அறியலாம். புவி வெப்பமடைவதால் நீர் வெப்பமடைவதாலும் கடல் நீர்மட்டம் அதிகரிப்பது இதனால்தான்.

குளிர வைத்தால்…

தண்ணீரைப் போலவே எல்லாப் பொருட்களும் வெப்பத்தால் விரிவடையும் என்று பொதுவாக நம்புகிறோம். ஆனால், கம்ப்யூட்டர் சிப்களைத் தயாரிக்கப் பயன்படும் சிலிகானும் ஜெர்மானியமும் மிகவும் தாழ்ந்த வெப்பநிலைகளில், அதாவது குளிரச் செய்யும் நிலையில்தான் விரிவடைகின்றன. இது ஒரு ஆச்சரியமான விளைவு. இதற்கு எதிர் வெப்ப விரிவு (negative thermal expansion) என்று பெயர். சில கார்பன் பொருட்கள், சில வகைக் கண்ணாடிப் பொருட்கள், அலோகங்கள் சிலவற்றிலும் இதேபோல நடக்கிறது.

2003-ல் அமெரிக்காவில் உள்ள மிச்சிகன் பல்கலைக்கழக ஆய்வாளர்கள், இதுபோலக் குளிர்வித்தால் விரிவடையும் தனிமங்களை, வெப்பப்படுத்தினால் விரிவடையும் தனிமங்களுடன் கலந்து பரிசோதனைகளை மேற்கொண்டார்கள். இதன் விளைவாகக் கிடைக்கும் பொருட்கள் சட்டென்று வெப்பப்படுத்தினாலோ, குளிர்வித்தாலோ உடைந்து போகாமல் இருக்குமல்லவா, அதற்கு உதவவே இந்த ஆராய்ச்சி.