Saturday, August 29, 2009

തന്മാത്രയുടെ ചിത്രം, ആദ്യമായി

ഒരു തന്മാത്രയിലെ രാസഘടനയുടെ വിശദമായ ചിത്രം പകര്‍ത്തുന്നതില്‍ ഗവേഷകര്‍ ആദ്യമായി വിജയിച്ചു. ആഗാധസൂക്ഷ്‌മതയില്‍ കുടികൊള്ളുന്ന തന്മാത്രകളെയും അവയിലെ രാസബന്ധങ്ങളെയും ഭൗതികതലത്തില്‍ പരിശോധിക്കാന്‍ ശാസ്‌ത്രലോകത്തിന്‌ അവസരം കൈവന്നിരിക്കുകയാണ്‌ ഇതോടെ. ഐ.ബി.എം. ഗവേഷകരാണ്‌ ഈ മുന്നേറ്റത്തിന്‌ പിന്നില്‍.

മോളിക്യൂലാര്‍ ഇലക്ട്രോണിക്‌സ്‌ എന്ന ശാസ്‌ത്രശാഖയ്‌ക്ക്‌ വന്‍ മുതല്‍ക്കൂട്ടാകാനും, പുതിയ ഔഷധങ്ങള്‍ രൂപകല്‍പന ചെയ്യുന്നതില്‍ സിന്തറ്റിക്‌ കെമിസ്‌ട്രിക്ക്‌ തുണയാകാനും പുതിയ മുന്നേറ്റം സഹായിക്കുമെന്ന്‌ കരുതുന്നു.

നിത്യജീവിതത്തിലെ മാനദണ്ഡമനുസരിച്ച്‌ തന്മാത്രകളും ആറ്റങ്ങളും എത്ര സൂക്ഷ്‌മമാണെന്ന്‌ ഏകദേശ ധാരണയുണ്ടായാലേ, ഈ മുന്നേറ്റത്തിന്റെ അര്‍ഥതലങ്ങള്‍ വ്യക്തമാകൂ. റിച്ചാര്‍ഡ്‌ ഫെയ്‌ന്‍മാന്റെ വാക്കുകള്‍ കടമെടുത്താല്‍, "ഒരു ആപ്പിളിനെ ഭൂമിയുടെ അത്രയും വലുതാക്കിയാല്‍, അതിലെ ആറ്റങ്ങള്‍ക്ക്‌ യഥാര്‍ഥ ആപ്പിളിന്റെ വലിപ്പമുണ്ടാകും"! ഇത്തരം രണ്ടോ അതിലധികമോ ആറ്റങ്ങള്‍ ചേര്‍ന്നതാണ്‌ തന്മാത്രകള്‍. അപ്പോള്‍ ഒരു തന്മാത്രയുടെ ദൃശ്യം പകര്‍ത്താന്‍ കഴിഞ്ഞു എന്നത്‌ അത്ര നിസ്സാരമല്ല.

കാര്‍ബണ്‍ നാനോട്യൂബിന്റെ ഭൗതിക ആകൃതി പകര്‍ത്തുന്നതില്‍ മുമ്പ്‌ ഗവേഷകര്‍ വിജയിച്ചിട്ടുണ്ട്‌. എന്നാല്‍, ഇത്തവണ ഒരുപടി കൂടി മുന്നോട്ട്‌ പോയി കാര്യങ്ങള്‍. തന്മാത്രയുടെ രാസബന്ധങ്ങള്‍ കൂടി ദൃശ്യവത്‌ക്കരിക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞിരിക്കുന്നു -'സയന്‍സ്‌' ഗവേഷണ വാരിക പ്രസിദ്ധീകരിച്ച റിപ്പോര്‍ട്ട്‌ പറയുന്നു.

തന്മാത്രയുടെ ചിത്രം പകര്‍ത്തിയ ഐ.ബി.എം. റിസര്‍ച്ച്‌ സൂറിച്ചിലെ ഇതേ ഗവേഷകസംഘം, ഒറ്റ ആറ്റത്തിന്റെ ചാര്‍ജ്‌ അളക്കുന്നതില്‍ വിജയിച്ചത്‌ കഴിഞ്ഞ ജൂലായിലായിരുന്നു. 'ആറ്റമിക്‌ ഫോഴ്‌സ്‌ മൈക്രോസ്‌കോപ്പ്‌' (AFM) ഉപയോഗിച്ചാണ്‌ സംഘം കാര്‍ബണ്‍മോണോക്‌സയിഡ്‌ (CO) തന്മാത്രയുടെ ദൃശ്യം പകര്‍ത്തിയത്‌.

ചെറിയൊരു ടൂണിങ്‌ ഫോര്‍ക്ക്‌ പോലെ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ഒന്നാണ്‌, തന്മാത്രാചിത്രം പകര്‍ത്താനുപയോഗിച്ച എ.എഫ്‌.എം. വകഭേദം. ചിത്രമെടുക്കേണ്ട സാമ്പിളിനോട്‌ വളരെയടുത്ത്‌ ടൂണിങ്‌ ഫോര്‍ക്കിന്റെ ഒരു കരം സ്ഥിതിചെയ്യുമ്പോള്‍ രണ്ടാമത്തേത്‌ കുറെയകലെയാണ്‌.

ഫോര്‍ക്ക്‌ കമ്പനം ചെയ്യാനാരംഭിക്കുമ്പോള്‍, തന്മാത്രയോട്‌ ചേര്‍ന്ന്‌ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന കരത്തിന്റെ ആവര്‍ത്തി (frequency) യില്‍ സൂക്ഷ്‌മായ വ്യതിയാനം സംഭവിക്കും. ഫോര്‍ക്കിന്റെ ഇരു കരത്തിന്റെയും ആവര്‍ത്തികള്‍ തമ്മില്‍ താരതമ്യം ചെയ്‌താണ്‌, തന്മാത്രയും ഘടന ഗവേഷകര്‍ മനസിലാക്കിയത്‌.

അങ്ങേയറ്റത്തെ സൂക്ഷ്‌മതയും ജാഗ്രതയും ഈ അളവെടുപ്പിന്‌ ആവശ്യമാണ്‌. ചുറ്റിനും കറങ്ങി നടക്കുന്ന വാതക തന്മാത്രകള്‍ ഈ പ്രക്രിയയെ അപകടപ്പെടുത്താം. അതല്ലെങ്കില്‍ മുറിയിലെ താപനിലയ്‌ക്കനുസരിച്ച്‌ തന്മാത്രകള്‍ക്കുണ്ടാകുന്ന കമ്പനം പ്രശ്‌നം സൃഷ്ടിച്ചേക്കാം. ഇവ ഒഴിവാക്കാന്‍ ഉയര്‍ന്ന ശൂന്യതയിലും (വാക്വമിലും) വളരെ താഴ്‌ന്ന താപനിലയിലുമാണ്‌ അളവെടുപ്പ്‌ നടന്നത്‌.

കാര്‍ബണ്‍മോണോക്‌സയിഡ്‌ എന്ന പഞ്ചഭുജ തന്മാത്രയിലെ കാര്‍ബണ്‍ ആറ്റങ്ങളുടെ ബന്ധപ്പെട്ട അഞ്ച്‌ വലയങ്ങളും ചിത്രത്തില്‍ വ്യക്തമാണ്‌. ഒരോ തന്മാത്രകളുടെ ചാര്‍ജ്‌ അളക്കുക എന്നതാണ്‌ ഇനിയുള്ള ലക്ഷ്യമെന്ന്‌ ഗവേഷണത്തില്‍ മുഖ്യപങ്ക്‌ വഹിച്ച ലിയോ ഗ്രോസ്സ്‌ പറയുന്നു.

തന്മാത്രകളെ ഇതുവരെ അറിയാത്തത്ര സൂക്ഷ്‌മവിശദാംശങ്ങളോടെ മനസിലാക്കാന്‍ ഇത്‌ സഹായിക്കും. ഇലക്ട്രോണിക്‌സിന്റെ ഭാവി സാധ്യത എന്ന്‌ വിലയിരുത്തപ്പെടുന്ന 'മോളിക്യുലാര്‍ ഇലക്ട്രോണിക്‌സി'നാവും ഇത്‌ പുത്തന്‍ കുതിപ്പേകുക. തന്മാത്രകള്‍ തന്നെ സ്വിച്ചുകളും ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകളുമായി പ്രവര്‍ത്തുക്കുന്ന അത്ഭുതലോകമാണ്‌ മോളിക്യുലാര്‍ ഇലക്ട്രോണിക്‌സിന്റേത്‌.

'സ്‌കാനിങ്‌ ടണലിങ്‌ മൈക്രോസ്‌കോപ്പി' എന്നറിയപ്പെടുന്ന നൂതന സങ്കേതം ഉപയോഗിച്ചും തന്മാത്രകളുടെ വിശദാംശങ്ങള്‍ അറിയാനുള്ള നീക്കം ഗവേഷകര്‍ നടത്തുന്നുണ്ട്‌. ഇതോടൊപ്പം എ.എഫ്‌.എം. കൂടിയാകുമ്പോള്‍ രസതന്ത്രത്തിന്‌, പ്രത്യേകിച്ചും ഔഷധങ്ങള്‍ രൂപകല്‍പ്പന ചെയ്യാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന സിന്തറ്റിക്‌ കെമിസ്‌ട്രിക്ക്‌, ഇത്‌ സഹായകമാകും.

മാത്രമല്ല, നാനോതലത്തില്‍ കാര്യങ്ങള്‍ അറിയാന്‍ ഇത്തരം പുതിയ സങ്കേതങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കാനുള്ള സാധ്യതയും ഈ ഗവേഷണം മുന്നോട്ടു വെയ്‌ക്കുന്നു.
(അവലംബം: സയന്‍സ്‌).

5 comments:

JA said...

ഒരു തന്മാത്രയിലെ രാസഘടനയുടെ വിശദമായ ചിത്രം പകര്‍ത്തുന്നതില്‍ ഗവേഷകര്‍ ആദ്യമായി വിജയിച്ചു. ആഗാധസൂക്ഷ്‌മതയില്‍ കുടികൊള്ളുന്ന തന്മാത്രകളെയും അവയിലെ രാസബന്ധങ്ങളെയും ഭൗതികതലത്തില്‍ പരിശോധിക്കാന്‍ ശാസ്‌ത്രലോകത്തിന്‌ അവസരം കൈവന്നിരിക്കുകയാണ്‌ ഇതോടെ. ഐ.ബി.എം. ഗവേഷകരാണ്‌ ഈ മുന്നേറ്റത്തിന്‌ പിന്നില്‍.

അനൂപ് :: anoop said...

അറിവ് പകരുന്ന പോസ്റ്റ്. നന്ദി. ഇതിന്റെ മറ്റ് ലിങ്കുകള്‍ വല്ലതും ഉണ്ടൊ?

JA said...

അനൂപ്‌,
IBM Zurich -ന്റെ സൈറ്റില്‍ ഇതിന്റെ വിശദാംശങ്ങള്‍ കൊടുത്തിട്ടുണ്ട്‌. ഇത്‌ കാണുക

ടോട്ടോചാന്‍ (edukeralam) said...

പുതിയ അറിവുകള്‍ക്ക് നന്ദി....

Captain Haddock said...

:) Thank you !!