විදු නැණ කිරණScience Dissemination Unit

විද්‍යා ප්‍රබන්ධ / විද්‍යා ලිපි
   Print Friendly and PDFPrint Print Friendly and PDFPDF

නැනෝ පරිමාණය යනු කුමක්ද? 


ප්‍රායෝගිකව සලකා බලන විට නැනෝ පරිමාණය, නැනෝමීටර 1 සිට නැනෝමීටර 100 දක්වා පරාසය තුළ විහිද යයි. නැනෝමීටරයක් යනු, මීටරයකින් බිලියනයෙන් කොටසක ප්‍රමාණයකි. (මීටරයක් යාරයකට වඩා යාරයක් මෙන් 10% ක් පමණ දිගින් වැඩිය.)
SI ක්‍රමය අනුව "නැනෝ" (nano) උපසර්ග පදයෙන් අදහස් වන්නේ බිලියනයෙන් පංගුවක් හෙවත් 10-9 යන්නයි.

කඩදාසි කොලයක ඝණකම නැනෝ මීටර 100,000 ක් පමණ වේ.  එක් රත්තරන් පරමාණුවක විශ්කම්භය නැනෝ මීටරයකින් තුනෙන් පංගුවක් පමණ වේ.  නැනෝ තාක්ෂණය දැනට අප භාවිත කරන තාක්ෂණික ක්‍රම වලට වඩා වෙනස් ස්වරූපයක් ගනියි.  මෙයට හේතුව වන්නේ, පදාර්ථය නැනෝ පරිමාණයේදි,  විශේෂිත භෞතික, රසායනික හා ජෛවීය ලක්ෂණයන් පෙන්වනු ලැබීමයි.

නැනෝ තාක්ෂණය යනු කුමක්ද?

නැනෝ තාක්ෂණය යනු නැනෝ මීටර 1 ත් 100 ත් අතර පරිමාණයේ පදාර්ථය සතු සුවිශේෂි ලක්ෂණ අවොබෝධ කර ගැනීමත් එම ලක්ෂණ පාලනය කරමින් නව නිමැවුම් හා යෙදවුම් සඳහා භාවිත කිරීමත්ය.  නැනෝ තාක්ෂණය යන සංකල්පයට නැනෝව, ඉංජිනේරු විද්‍යාව හා තාක්ෂණය යන විෂයන් අයත් වේ.  නැනෝ පරිමාණයේ පදාර්ථය සම්බන්ධ ආකෘතිකරණය (Modeling), ඇඹීම, ගණනය හා මැනීම සදහා නැනෝ තාක්ෂණය වැදගත්වේ.  නැනෝ පරිමාණයේ පදාර්ථය සතු ලක්ෂණ,  සාමාන්‍ය අවස්ථාවේ ඇති ලක්ෂණ වලින් වෙනස් වේ.  රසායනික ප්‍රතික්‍රියාතාවය වැඩි වීම, ඉහල සන්නායකතාවයක් තිබිම, හා ශක්තිමත් බාවය දැනීම මෙහි ලාවිශේෂ තැනක් ගනී. නැනෝ පරිමාණයේදී ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයට වඩා පෘෂ්ඨික ආතති බලය හා වැන්ඩවාල්ස් බල වැදගත්වේ.  17 වන සියවසේදී අයිසැක් නිවුටන් විසින් ඉදිරිපත් කළ නිවුටන් නියම නැනෝ පරිමාණයේ අංශු සඳහා වලංගු වන්නේ නැත. නැනෝ අංශු වල ස්වභාවය විස්තර කළ හැක්කේ 20 වන සියවසේ ඉදිරිපත් වු ක්වොන්මි වාදය මගිනි. මෙම වාදයෙන් සාකචිඡා කරනු ලබන්නේ, පරමාණුක හා උප පරමාණුක අංශු වල තරංග හා අණුක ගණන පිළිබඳවයි.
නැනෝ පරිමාණය මත රදා පවතින මෙම සුවිශේෂි ලක්ෂණ පිලිබද පර්යේෂණ පවත්වන පර්යේෂකයන් මෙය නැනෝ විද්‍යාව ලෙස හදුන්වනු ලබන අතර,  එම ලක්ෂණ ඵලදායි ලෙස තාක්ෂණය සදහා යොදා ගැනිම නැනෝ ඉංජිනේරු විද්‍යාව ලෙස හදුන්වයි. 

නැනෝ තාක්ෂණය නව සොයා  ගැනීමක්ද?  එහි ඇරඹුම කෙසේද?

වසර 50 කටත් වඩා පැරණි ඓතිහාසික සොයාගැනිම් වර්තමානයේදි අපි නැනෝ තාක්ෂණික නිමැවුම් ලෙස නම් කරනු ලබනවා.  එනම් නැනෝ තාක්ෂණය ලෙස හඳුන්වා නොදුන්නත් එය අතීතයේ සිටම භාවිතයට ගෙන තිබෙනවා. 10 වන ශතවර්ෂයේ තරම් ඈත අතීතයේදීත් නැනෝ පරිමාණයේ රත්‍රං යොදාගෙන වර්ණ ගැන්වු වීදුරැ හා පිගන් භාණ්ඩ නිෂ්පාදන කර්මාන්ත සිදුකල බව වාර්තා වී තිබෙනවා.  නමුත් එයට ශතවර්ෂ 10 කටත් පසුවයි නැනෝ පරිමාණයේ අංශු නිරීක්ෂණය කල හැකි අධි බලැති අන්වීක්ෂ සොයා ගනු ලැබුවේ.

දැන් අපි දන්නා හදුනන නැනෝ තාක්ෂණය ඇරඹුනේ මීට වසර 20 කට පමණ පෙරයි. එත් විද්‍යාව හා ඉංජිනේරු විද්‍යාව නැනෝ පරිමාණයේ පර්යේෂණ කරා ව්‍යාප්ත වු අවධියේය.  සහශ්‍රකයේ ඇරඹුමත් සමග ඇමෙරිකානු හා වෙනත් රටවල පර්යේෂණ කලමණාකරුවන් විසින් අධ්‍යයනය කරනු ලැබුවේ ජීව විද්‍යාඥයන්, රසායනඥයන්, විද්‍යුත් ඉංජිනේරුවන්, දෘෂ්‍ය ඉංජිනේරුවන්, පදාර්ථ විද්‍යාඥයන් හා භෞතිකඥයන් තම පර්යේෂණ නැනෝ පරිමාණය භාවිත කරමින් මෙහෙයවනු ලබන බවයි.  නැනෝ පරිමාණයෙන් සිදු කරනු ලබන පර්යේෂණ අන්‍යෝන්‍ය වශයෙන් එක් එක් පර්යේෂණ වලට උපකාර වන බව අවබෝධ කරගත් ඔවුහු "ඇමෙරිකානු ජාතික නැනෝ තාක්ෂණික මුලිකත්ව සංගමය"
(US National Nanotechnology Initiative(NNI) ) නමින් සම්බන්ධීකරණ වැඩසටහනක් ඇරඹුහ.

නැනෝ පදාර්ථය යනු මොනවාද? ඒවා නව සොයාගැනීමක්ද? ඒවා ස්වභාවයේ පවතීයිද?

"නැනෝ පදාර්ථය" යන යෙදුම නැනෝ මීටර 1 ක් 100 ත් අතර ප්‍රමාණයේ
ද්‍රව්‍ය හැදින්වීමට භාවිත කරයි.  එයට මිනිසා විසින් නිර්මිත නැනෝ ප්‍රමාණයේ
ද්‍රව්‍ය ආගන්තුක නැනෝ අංශු හා ස්වභාවික පරිසරයේ හමුවන නැනෝ ප්‍රමාණයේ වස්තූන් අයත් වේ. 

අප විසින් අවශ්‍යතා සඳහා කෘතිමව නිපදවනු ලබන නැනෝ පරිමාණයේ අංශුන් "ඉංජිනේරු ශිල්පීය නැනෝ අංශු" ලෙස හදුන්වනවා.  මෙයට අමතරව නැනෝ අංශු ඇතිවීමේ තවත් ක්‍රම 2 ක් පවතියි. 

  • දහනය, කාර්මික නිශ්පාදන හා වෙනත් මිනිස් ක්‍රියාකාරම් වල අතුරු ඵල ලෙස නැනෝ අංශු නිර්මාණය වේ.  ඒවා "ආගන්තුක නැනෝ අංශු" නම් වේ. 
  • මුහුදු ඛාදනය(sea spray), පස සෝදා යාම වැනි ස්වාභාවික ක්‍රියාවලි නිසාද නැනෝ අංශු නිර්මාණය වේ. 

සජීවීන්ගේ දේහ තුල සිදුවන බොහොමයක් ජීව ක්‍රියා සිදුවන්නේ නැනෝ පරිමාණයෙනි.  මිනිස් දේහය තුල ප්‍රෝටීන හා එවැනි ස්වාභාවික නැනෝ ප්‍රමාණයේ අණු භාවිත කරමින්, දේහයේ පද්ධති හා පද්ධති ආශ්‍රිත ජීව ක්‍රියාවලි පාලනය සිදු කරනු ලැබේ.  රුධිර සංසරණ පද්ධතිය තුල ඔක්සිජන් පරිවහනය කරන හිමොග්ලොබින් ප්‍රෝටීනය නැනෝ අංශුවේ. (විශ්කම්භය නැනෝමීටර 5 ක් පමණ වේ). 

නැනෝ අංශු, නැනෝ නාලිකා, හා නැනෝ පටල යනු මොනවාද?

මෙසේ හදුන්වනු ලබන්නේ ඒවා එක එකෙහි හැඩය සහ සලකනු ලබන පරිමාණය අනුව නැනෝ පදාර්ථයට ලබා දෙන නාමයන්ය.  මෙය සරළවම කියන්නේ නම්, එම අංශු, නාලිකා හා පටල වල එක්මානයක් හෝ ඊට වැඩිමාන ගණනකක් නැනෝ පරිමාණයේ වේ.  නැනෝ අංශු යනු,  උස, දිග, පළල යන මාන වලින් එකක් හෝ වැඩි ගණනක් නැනෝ පරිමාණයේ පවතින පදාර්ථ ස්වල්පයකි. 
නැනෝ නාලිකා වල විශ්කම්භය නැනෝ පරිමාණයේ වේ.  නමුත් ඒවායේ දිග නැනෝමීටර සිය ගණනක් හෝ ඊට වැඩි ගණනකි.   නැනෝ ඵලක හෝ නැනෝ පටල වල ඝනකම නැනෝ පරිමාණයේ වේ.  නමුත් ඒවායේ අනෙක් මාන ඊට වඩා බෙහෙවින් විශාල විය හැක. 

නැනෝ ව්‍යුහික පදාර්ථ යනු කුමක්ද?

නැනෝ ව්‍යුහික පදාර්ථයේ අභ්‍යන්තරික ව්‍යුහය සකස් වී තිබෙන්නේ නැනෝ පරිමාණයේ අංශු වලිනි.  නමුත් එම අංශු සියල්ලම සමස්ථ පද්ධතියක් ලෙස සලකන විට එය 100nm ට වඩා විශාලත්වයෙන් වැඩිය. 

නැනෝ තාක්ෂණය වර්තමානයේදී භාවිත වන්නේ කුමන අවස්ථා වලද?

නැනෝ තාක්ෂණය වැඩි වශයෙන් භාවිත වන්නේ වාණිජ නිශ්පාදන හා ක්‍රියාවලින් වලදීය.  සැහැල්ලු ටෙනිස් පිති, බේස් බෝල් පිති, හා බයිසිකල් වැනි නිශ්පාදන කිරීමේදී ඒවායේ සවිශක්තිමත් බව වැඩි කිරීමට නැනෝ පදාර්ථය යොදා ගනීයි.  නැනෝ ව්‍යුහික ස්ඵටික රසායනික නිශ්පාදන ක්‍රියාවලි වල කාර්යක්ෂමතාවය වැඩිකරගැනීමටත්,  බලශක්තිය ඉතිරිකිරීමටත්,   නිශ්ඵල අතුරුඵල ඇතිවීම වැලැක්විමටත්,  යොදාගනියි. සමහර ඖෂධ නිශ්පාදනයේදී ඒවායේ අවශෝෂණ හැකියාව වැඩිදියුණු කිරීමටත් එවායේ පාලනය පහසු කිරීමටත් නැනෝ අංශු මිශ්‍ර  කරන ලද නව රසායනික සුත්‍ර  හඳුන්වාදී ඇත.  ඇස්කණ්ණාඩි නිශ්පාදනයේදී එම වීදුරු පිරිසිදු කිරීම පහසු කිරීමටත්,  සීරීමි වලට ප්‍රතිරෝධීවීමටත් නැනෝ ආලේපන යොදයි.  රෙදිපිළි මත නැනෝ පදාර්ථ භාවිතයෙන් ආලේපන (coating)  යෙදීමෙන් පැල්ලම් ඇතිවීමට ප්‍රතිරෝධී රෙදිපිළි නිශ්පාදනය කර ගත හැකිය. 

නැනෝ සෙරමික් වර්ග දන්ත වෛද්‍ය කටයුතු වලදී දත් පිරවීමටත්,  අස්ථි පිළිකාවක් ඉවත් කළ පසු ඇතිවන සිදුර පිරවීමටත් භාවිත කරයි.  එසේ  භාවිත කළ හැකි වන්නේ නැනෝ සෙරමික් අංශු වලට අවට පවතින පටකයේ ලක්ෂණ වලට අනුවර්තනය විය හැකි බැවිනි.  පසුගිය දශකය තුළ නිශ්පාදනය වු බොහොමයක් ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සඳහා භාවිතා කරනු ලැබුවවේ නැනෝ පදාර්ථයයි.   නැනෝ තාක්ෂණය වඩාත් පුළුල් ලෙස භාවිතයට ගැනීමේදී 2007 හා 2008 වර්ෂ වලදී වේගවත් හා දියුණු පරිගණක  චිපයන් සඳහා නව ට්‍රාන්සිස්ටර හා  අන්තර් සම්බන්ධක නිපදවීම සිදු කර තිබෙනවා. 

අනාගතයේදී නැනෝ තාක්ෂණය කෙසේ භාවිතයට ගත හැකිද?

විශ්මිත ප්‍රතිඵල ලබා ගත හැකි නැනෝ  තාක්ෂණික ඖෂධ දැනට සායනික පර්යේෂණ තත්වයේ පවතියි.   පටක වල අසාමාන්‍ය ලෙස වර්ධනය වී ඇති ස්ථාන (tumers) විනාශ කිරීමට අවශ්‍ය විෂ ඖෂධ (toxines),  නැනෝ අංශු මගින් කෙලින්ම අදාල ස්ථානයට යවනු ලැබේ.   එමගින් නීරෝගී සෛල වලට සිදුවන හානිය අවම කළ හැක.   තවද MRI හා CAT පරිලේකන යන්ත්‍ර  වැනි වෛද්‍ය විද්‍යාත්මක උපකරණ වඩාත් සුරක්ෂිත හා නිරවද්‍ය ලෙස නිර්මාණය කිරීමට භාවිත කරයි.   නිවාස,  රථවාහන හා ව්‍යාපාර සඳහා බලශක්තිය වඩාත් කාර්යක්ෂම ලෙසභාවිත කිරමට නව ඉන්ධන,  වියලිකෝෂ හා සුර්ය කෝෂ ආදිය නැනෝ තාක්ෂණයමගින් නිපදවිය හැක. පානීය ජලය පවිත්‍ර  කිරීම හා ජලයේ පවිත්‍රතාවය පරීක්ෂා කිරීම සඳහාත් අපද්‍රව්‍ය බැහැර කිරීමේදී ඒවා විනාශ කිරීම සඳහාත් නැනෝ තාක්ෂණික යෙදවුමි සොයා ගැනීමට විද්‍යාඥයෝ උත්සහ කරති.  

ඇසුරුමිකරණය්දී නැනෝ සංවේදක භාවිත කිරීමෙන් ආහාරමත වර්ධනය වන රෝග කාරක විශබීජ හඳුනාගැනීමේ හැකියාවක් නුදුරේදීම  ලැබෙනු ඇත.  වර්තමානයේදී ගොඩනැගිලි,  පාලම්,  රථවාහන නිශ්පාදනය සඳහා භාවිත කරනු ලබන ද්‍රව්‍ය වලට වඩා ශක්තිමත්,  සැහැල්ලු හා කල් පවතින නැනෝ  ද්‍රව්‍ය ඉදිරියේදී  හඳුනා ගනු ඇත. 

ආලෝකය වර්තනය කල හැකි රෙදිපිළි නිශ්පාදනය සම්බන්ධ පර්යේෂණ,  විද්‍යාඥයන් විසින් සිදු කරනු ලබන අතර අනාගතයේදී එමගින් "අදෘශ්‍යමාන කබායක්" (invisibility cloak) නිර්මාණය කළ හැකි වනු ඇත. 

නැනෝ තාක්ෂණය සම්බන්ධ උනන්දුව වැඩිවීමත් සමග අසීමිත ලෙස නව නිපැයුම් බිහිවිය හැකි බවත්,  අනාගතයේදී එය ලෝකයේ හා විද්‍යාවේ දියුණුවට බෙහෙවින් බලපානු ඇති බවත් උපකල්පනය කළ හැකිය.

වර්තමානයේදී නැනෝතාක්ෂණය සම්බන්ධ පර්යේෂකයින් කොපමණ සිටියිද?

ඇමරිකානු ජාතික විද්‍යා පදනමේ තක්සේරුව අනුව ඉදිරි වසර 15 ක කාලය තුල ලොව පුරා නැනෝ තාක්ෂණික කර්මාන්ත සඳහා මිලියන 2ක පමණ ශ්‍රම බලකායක් අවශ්‍යවේ.

 

විද්‍යාවේ අනෙකුත් ක්ෂේත්‍රවල මෙන්ම නැනේ තාක්ෂණය සඳහාද මුලික වශයෙන් පාදක කොට ගෙන ඇත්තේ ස්වභාවධර්මයේ පවතින ක්‍රියාවලින්ය.   අපි ඉහතදී සාකච්ඡා කරන ලද පරිදි, ස්වභාව ධර්මයේ පවතින නැනේ තාක්ෂණික යෙදවුම් වලට සාපේක්ෂව මිනිසා විසින් නිර්මාණය කරන ලද නිපැයුමි තවමත් පවතින්නේ ප්‍රාථමික අවධියකයි.   ස්වභාවධර්මය තුළ පවතින පද්ධති වල ශක්ති කාර්යක්ෂමතාවය අතිශයින් ඉහලය.  එසේම ඒවායේ අතුරුඵල ඇතිවීම අවම වන අතර අවශ්‍යතාවය අනුව නිශ්චිත ඉලක්ක ගත නිශ්පාදනය පමණක් ලබා දෙයි.   නැනෝ සංකල්පය අවබෝධ කර ගැනීම තුළින් අනාගතයේ දිනක අපට ස්වභාවධර්මයේ පවතින විශ්මිත නිමැවුම්   වලින් බිඳක් හෝ නිර්මණය කර එදිනෙදා භාවිතයට ගත හැකි පරිදි සකස් කර ගත හැකි වනු ඇත

Prefix Symbols
yocto (y) 10-24
zepto (z) 10-21
atto (a) 10-18
femto  (f) 10-15
pico  (p) 10-12
Ångström (Å) 10-10
nano   (n) 10-9
micro   (μ) 10-6
milli  (m) 10-3
centi    (c) 10-2
deci     (d) 10-1
(none)    100
deka  (D) 101
hecto  (h) 102
kilo (k) 103
mega (M) 106
giga (G) 109
tera     (T) 1012
peta (P) 1015
exa     (E) 1018
zetta (Z) 1021
yotta (Y) 1024

මෙට්‍රික් උපසර්ග වල අදහස  

    • Pico                      කුඩා පරිමාණය යන්න අදහස් වන ස්පාඤ්ඤ වචනයකි.
    • Ångström                 ඇන්ඩස් ජේන්ස් ඇන්ස්ටමි නමි භෞතිකඥයා විසින් හඳුන්වාදුන් ස්වීඩන භාෂාවෙහි යෙදෙන වචනයකි.
    • nano                      කුරුමිටිටා යන තේරුම දෙන ලතින් වචනයකි.
    • micro                     කුඩා යන අදහස දෙන ග්‍රීක වචනයකි.
    • milli                       දාහෙන් පංගුවක් යන්න අදහස් කරන ලතින් වචනයකි.
    • kilo                        (khilioi) යන ග්‍රීක වචනයෙන් බිඳී ආවකි.
    • mega                     විශාල යන්න හඳුන්වන (megas) යන ග්‍රීක වචනයෙන් බිඳී ආවකි.
    • giga                       යෝධයා යන තේරුම දෙන (gigas) යන ග්‍රීක වචනයෙන් බිඳී ආවකි.
    • tera                        භූතයා යන්න හැඳින්වීමට යොදන ග්‍රීක වචනයකි.
    • peta                       පියාසර කරන යන අදහස දෙන ග්‍රීක වචනයකි.
blog comments powered by Disqus
2005 - 2011 All Rights Reserved by CATKAN Foundation & Institute of Fundamental Studies-Sri Lanka