கதைப்போமா அறிவியல்? 20 - நானோ: அதிரப்போகும் எதிர்காலம்!

அறுபதுகளில் இண்டெல் நிறுவன தலைவராக இருந்த கோர்டன் மூர் சொன்ன விதி, தீர்க்கத் தரிசனம் இன்று வரை தொடர்ந்து உண்மையாக இருக்கிறது என இத்தொடரில் முன்பு குறிப்பிட்டது நினைவிக்கலாம். ‘இரண்டு ஆண்டுகளுக்கு ஒரு முறை கணினித் தொழில்நுட்பத்தின் வலிமை இரண்டு மடங்காகிக் கொண்டே செல்லும் - என்பதுதான் அந்த விதி.

இண்டெல் நிறுவனம் கணினி உட்பட்ட மின்னணு கருவிகளுக்குள் இருக்கும் மைக்ரோசிப்புகளைத் தயாரிக்கும் நிறுவனம். மூர் நடத்திய ஆராய்ச்சிப்படி, மேற்படி சிப்புகளுக்குள் வைக்கப்படும் டிரான்சிஸ்டர் சாதனத்தின் அளவு சிறியதாகிக் கொண்டே போகும் என்பதால், ஒரே அளவிலான மைக்ரோசிப்புக்குள் இரண்டு மடங்கான அளவில் டிரான்சிஸ்டர்களை அடுக்கிவிடலாம். அப்படி செய்வதன் மூலம் அதன் வலிமை இரண்டு மடங்காகிவிடும். உங்கள் கையில் இருக்கும் அலைபேசி சாதனம் சில ஆண்டுகளுக்கு முன்னிருந்த மாடலின் அளவில்தான் இருக்கிறது; ஆனால், அதன் திறன் பல மடங்காக அதிகரித்துவிட்டது, இல்லையா?

மூரின் விதி தொடர்ந்து நிரூபிக்கப்பட்டு வருவது, 80-களில் மற்றொரு தொழில்நுட்ப சிந்தனைக்கு வித்திட்டது. கருவியின் அளவை பாதியாக ஆக்கினால், அது இரண்டு ஆண்டுகளுக்கு முன்னிருக்கும் வலிமையுடன் இயக்க வைக்க முடியும்தானே! அதிலிருந்து முளைத்த உப உயர் தொழில்நுட்பதுறையான நானோ டெக்னாலஜியை கதைப்போம்.

மில்லி என்றால் ஆயிரத்தில் ஒன்று; மைக்ரோ என்றால் பத்து லட்சத்தில் ஒன்று. நானோ என்றால் நூறு கோடியில் ஒன்று. அணு அல்லது மூலக்கூறு போல் மிகவும் சிறிதாக இருப்பது என்பதைக் குறிப்பதற்காக அறுபதுகளில் இயற்பியல் ஆராய்ச்சி, உலகில் புழங்கிவந்த பெயரை உயர் தொழில்நுட்பம் தத்தெடுத்துக்கொண்டது. கடுகு சிறுத்தாலும் காரம் குறையாது என்பதையும் தாண்டி அளவில் சிறிதாகிக் கொண்டேவரும் இத்தொழில்நுட்பத்தின் வீச்சு விசாலமாகிக்கொண்டே வருகிறது.

கணினி, கார்கள் தொடங்கி செயற்கைக்கோள்கள் வரை மைக்ரோசிப்புகளால் வடிவமைக்கப்பட்ட சாதனங்களே. இந்தப் பொதுப்படையான மைக்ரோசிப்புகளைத் தாண்டி, மைக்ரோ-எலெக்ட்ரோ-மெக்கானிக்கல் (Microelectromechanical systems-MEMS) என்ற குருங்கருவிகளின் தயாரிப்பு கடந்து சில ஆண்டுகளாக அதிகரித்தபடி இருக்கிறது. இதன் தேவை அதிகரிப்பதுதான் இதன் பின்னிருக்கும் காரணம். அலைபேசியை எடுத்துக் கொள்ளுங்கள். தொலைதூரத்துக்கு பேச, குறுஞ்செய்திகள் அனுப்ப என்ற பயனீடுகளுக்காகக் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட இச்சாதனம், இசை கேட்க, கேம்ஸ் விளையாட, பாதுகாப்பு கேமராவில் என்ன இருக்கிறது என்பதைப் பார்க்க, படங்கள் எடுத்து பகிர எனப் பரிமாணங்களுக்கு விரிந்துவிட்டது.

அலைபேசிகளைத் தயாரிக்கும் நிறுவனங்களுக்கு இந்த பயனீடுகளைக் கொண்ட தொழில்நுட்பத்தை அடிப்படையில் இருந்து தயாரிப்பது எளிதல்ல. அதற்குப் பதிலாக, மேற்படி MEMS குருங்கருவிகளை வாங்கி தங்களது அலைபேசிகளில் இணைத்துவிடுகிறார்கள். இதைத்தாண்டி, ஸ்மார்ட் கைக்கடிகாரங்கள், பல்வேறு வகையான சென்சார்கள் என இணையத்தில் இணைக்கப்பட்ட சாதனங்களுக்கும் (IoT, இரிவாக Internet of Things) இது தேவைப்படுகிறது. இதனால், MEMS சாதனங்களைத் தயாரிக்கும் ASML (https://www.asml.com/) போன்ற நிறுவனங்களின் பங்கு மதிப்பும் கூடிக்கொண்டே போகிறது.

இயற்பியல் துறையில் சமீபத்திய ஆண்டுகளில் நடந்திருக்கும் வேகமான மற்றொரு வளர்ச்சி, நானோ தொழில்நுட்பத்தின் அசுர வளர்ச்சிக்கு காரணமாக அமைந்திருக்கிறது. மெட்டா லென்சுகள் எனப்படும் லென்சுகள் ஒளியைக் கடத்தி கிரகிக்கும் தன்மையை வெகுவாக முன்னேற்றியிருக்கின்றன. அளவில் சிறியதாக இருக்கும் மெட்டா லென்சுகளின் பயனீட்டிற்கு ஓர் உதாரணம், ஆப்பிள் ஐபோனில் நம் முகத்தை ஸ்கேன் செய்து அன்லாக் செய்யும் apple face id வசதி. முப்பரிமாண தகவல் புள்ளிகளாக நம் முகத்தை கிரகித்து வைத்துக் கொண்டு, மீண்டும் ஸ்கேன் செய்யும்போது சேமித்து வைத்திருக்கும் புள்ளிகளுடன் ஒத்துப் போகிறதா என்பதை சோதித்தறியும் அந்தத் தொழில்நுட்பம் சாதாரண லென்சுகளில் சாத்தியம் அல்ல. வாகனங்கள் தானாக இயக்கப்பட தேவையான தகவல்புள்ளிகளைச் சேகரிக்கத் தானியங்கி கார்களில் மெட்டா லென்சுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இதன் பயனீடு இன்னும் அதிகரிக்கும் என உறுதியாக சொல்லலாம்.

மின்னணு சாதனங்கள் வடிவமைக்கப்பட்டு பயனீட்டுக்கு வந்து அறுபது ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக அதன் அடிப்படை கனிமமாக இருப்பது, சிலிக்கான். அளவைக் குறைத்து வலிமையைக் கூட்டிக்கொண்டே போகும் நானோ தொழில்நுட்பத்தின் ஆராய்ச்சி சிலிக்கானைவிட சிறந்த கனிமம் இருக்குமா என்பதில் தீவிரமாகியிருப்பதை அறிவியல் சஞ்சிகைகளில் வெளியாகும் கட்டுரைகளில் காணமுடிகிறது. குறிப்பாக, கரிம (கார்பன்) அணுக்களைக் கொண்ட கிராபீன் தனிமம் சிலிக்கானைவிட சிறந்ததாக இருக்கும் என்ற எண்ணப்பாட்டின் அடிப்படையிலான ஆராய்ச்சிகளின் இடைக்கால முடிவுகள் தெரிவிக்கின்றன. இது வெற்றியடைந்தால், நானோ தொழில்நுட்பத்தால் உருவாக்கப்படும் சாதனங்கள் உருவத்தில் அணுவிற்கு நிகரான அளவில் அமையலாம். ஒரு செல் உயிரியான பாக்டீரியா போல ஒரு அணு கருவிகள் எதிர்காலத்தில் புழக்கத்திற்கு வரலாம்.

அதனால் என்ன பயன்? கற்பனைக்கு எட்டாத சாத்தியக்கூறுகளை சொல்லலாம். உதாரணமாக இரண்டு ரத்த நாளங்களில் ஓடியபடி இருக்கும் நானோ ரோபாட்டுகள் உடலில் நடக்கும் மாறுதல்களை உடனுக்குடன் பார்த்து, வரும் முன் காப்போம் பாணியில் உங்களிடம், உங்கள் மருத்துவரிடமும் தெரிவிக்கலாம். தும்மல், இருமல் மூலமாக காற்றின் வழி பரவும் கொரோனா வைரஸ் போன்ற நுண்ணுயிரிகள் ஒரு அறையில் இருக்கிறதா என்பதையும் கண்டுபிடித்துவிடலாம்.

கட்டுரையின் முழு வடிவத்தை ‘இந்து தமிழ்’ இணையத்தில் வாசிக்கலாம். https://www.facebook.com/LetsTalkSTEM என்கிற ஃபேஸ்புக் பக்கத்தில் தொடர் பற்றிய பின்னூட்டங்களையும் எதை அலசலாம் என்பதையும் தெரிவியுங்கள். 1 (628) 240-4194 என்கிற வாட்ஸ் அப் எண்ணிலும் அனுப்பலாம்.