மௌங்கி பவேந்தி, லூயிஸ் புருஸ், அலெக்ஸி எகிமோவ், ஆகியோர் குவாண்டம் புள்ளிகளின் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் தொகுப்புக்காக நோபல் பரிசை வென்றுள்ளனர். குவாண்டம் புள்ளிகள் என்றால் என்ன? அவைகளை உருவாக்க்க மூவரும் என்ன செய்தார்கள், அது ஏன் முக்கியமானது?
2023 ஆம் ஆண்டிற்கான வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசு மௌங்கி பவேந்தி, லூயிஸ் புருஸ், அலெக்ஸி எகிமோவ் ஆகியோருக்கு ‘குவாண்டம் புள்ளிகளின் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் தொகுப்புக்காக’ அளிக்கப்பட்டுள்ளது.
ஆங்கிலத்தில் படிக்க: Nobel Prize in Chemistry for 2023: What exactly have the three scientists been honoured for?
“நானோ தொழில்நுட்பத்தின் இந்த மிகச்சிறிய கூறுகள் இப்போது தொலைக்காட்சிகள் மற்றும் எல்.இ.டி விளக்குகளிலிருந்து ஒளியைப் பரப்புகின்றன. மேலும், உடலில் பலவற்றுடன் கட்டி திசுக்களை அகற்றும் போது அறுவை சிகிச்சை நிபுணர்களுக்கு வழிகாட்ட முடியும்” என்று நோபல் பரிசு இணையதளம் கூறியுள்ளது.
மூன்று விஞ்ஞானிகள் சரியாக என்ன கண்டுபிடித்தார்கள், அது ஏன் முக்கியமானது? இந்த ஆண்டு நோபல் பரிசுக்கு பின்னால் உள்ள கதை இரும்புத்திரை, வண்ண கண்ணாடி மற்றும் நீல ஒளியை உறிஞ்சும் சிறிய துகள்கள் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது.
குவாண்டம் புள்ளிகள் என்றால் என்ன?
எந்த ஒரு தனிமத்தின் பண்புகளும் அது எத்தனை எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது என்பதைப் பொறுத்தது. இருப்பினும், பொருள் உண்மையில் சிறியதாக இருக்கும் போது, நானோ பரிமாணங்கள், அதன் பண்புகள் அதன் அளவைப் பொறுத்தது. ஒரு துகள் எவ்வளவு சிறியதாக இருக்கிறதோ, அவ்வளவு அதிகமாக அதன் எலக்ட்ரான்கள் ஒன்றாக அழுத்தப்பட்டு அதன் பண்புகளை பாதிக்கிறது. இத்தகைய துகள்கள், அவற்றின் அளவு அவற்றின் நடத்தையை தீர்மானிக்கிறது, அவை குவாண்டம் புள்ளிகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.
கோட்பாட்டு ரீதியாக விஞ்ஞானிகள் நீண்ட காலமாக அத்தகைய துகள்கள் இருக்க முடியும் என்று அறிந்திருந்தனர். நோபல் பரிசு பெற்ற மூன்று விஞ்ஞானிகளும் பல தசாப்தங்களாக தங்கள் பணியின் மூலம் கண்டுபிடித்தனர் - பவேந்தி தனது முதுகலை ஆராய்ச்சியை புரூஸின் கீழ் செய்தார் - உயர் தரமான குவாண்டம் புள்ளிகளை உருவாக்குவதில் வெற்றி பெற்றார், இது நடைமுறையில் பயன்படுத்துவதற்கு வைக்கப்படலாம்.
எகிமோவ், புரூஸ் மற்றும் பவேந்தி என்ன செய்தார்கள்?
இந்த துறையில் குறிப்பிடத்தக்க கண்டுபிடிப்புகளை செய்த முதல் நபர் எகிமோவ் ஆவார். ஆனால், அவர் அந்த நேரத்தில், சோவியத் யூனியனில் பணிபுரிந்ததால் (அவர் அமெரிக்காவிற்கு சென்றார்), 1981-ல் வெளியிடப்பட்ட அவரது ஆராய்ச்சி இரும்புத்திரைக்கு அப்பால் அணுகப்படவில்லை.
1970-களில், விஞ்ஞானிகள் கண்ணாடிக்குள் உருவாகும் பொருளின் துகள்களின் அளவைப் பொறுத்து, அதே பொருள் கண்ணாடிக்கு வேறு நிறத்தை வழங்க முடியும் என்பதை உணர்ந்தனர். இது உருகிய கண்ணாடி எவ்வாறு வெப்பமடைந்து வண்ணமயமாக்கல் செயல்முறையில் குளிர்விக்கப்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்தது. உதாரணமாக, காட்மியம் செலினைடு மற்றும் காட்மியம் சல்பைடு ஆகியவற்றின் கலவையானது கண்ணாடியை மஞ்சள் அல்லது சிவப்பு நிறமாக மாற்றும்.
எகிமோவ் இது ஏன் நடந்தது என்பதைக் கண்டுபிடிக்க விரும்பினார், எனவே அவர் வெவ்வேறு வெப்பமூட்டும் மற்றும் குளிரூட்டும் சூழ்நிலைகளில் கண்ணாடிக்கு வண்ணம் பூசுவதற்கு காப்பர் குளோரைடைப் பயன்படுத்தத் தொடங்கினார். “சுவாரஸ்யமாக, கண்ணாடியின் ஒளி உறிஞ்சுதல் துகள்களின் அளவால் பாதிக்கப்பட்டது. பெரிய துகள்கள் பொதுவாக காப்பர் குளோரைடு செய்யும் அதே வழியில் ஒளியை உறிஞ்சும், ஆனால் சிறிய துகள்கள், அவை உறிஞ்சும் ஒளி நீலமானது. ஒரு இயற்பியலாளராக, எகிமோவ் குவாண்டம் இயக்கவியலின் விதிகளை நன்கு அறிந்திருந்தார், மேலும் அவர் ஒரு அளவு சார்ந்த குவாண்டம் விளைவைக் கவனித்ததை விரைவாக உணர்ந்தார்” என்று நோபல் இணையதளம் கூறுகிறது.
புரூஸ் அமெரிக்காவில் ஆயுவுப் பணியை செய்து கொண்டிருந்தார், எகிமோவின் ஆய்வு ப் பற்றித் தெரியவில்லை. சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்தி ரசாயன எதிர்வினைகளைச் செய்ய முயன்றார். இதற்காக, அவர் காட்மியம் சல்பைட்டின் துகள்களைப் பயன்படுத்தினார், இது ஒளியைப் பிடிக்கவும் எதிர்வினைகளை இயக்கவும் முடியும். துகள்கள் ஒரு கரைசலில் இருந்தன, ஒரு ரசாயன எதிர்வினைக்கு கிடைக்கக்கூடிய மேற்பரப்பை அதிகரிக்க புரூஸ் அவற்றை மிகச் சிறியதாக ஆக்கினார்.
பெரிய துகள்கள் பொதுவாக காட்மியம் சல்பைடு போன்ற அதே அலைநீளத்தில் ஒளியை உறிஞ்சும் அதே வேளையில், சிறிய துகள்கள் நீல நிறத்தை நோக்கி மாற்றும் உறிஞ்சுதலைக் கொண்டிருப்பதை புரூஸ் உணர்ந்தார்.
ஒரு துகள் அளவும் அதன் குணாதிசயங்களை முற்றிலும் மாற்றியமைக்கிறது என்பதை இது நிரூபித்தது, ஏனென்றால் ஒளியை வித்தியாசமாக உறிஞ்சும் ஒரு துகள் அதே பொருளின் பெரிய துகள்களிலிருந்து வேறுபட்ட பிற நடத்தைகளையும் காண்பிக்கும்.
வெவ்வேறு கரைப்பான்கள், வெப்பநிலைகள் மற்றும் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி சிறிய துகள்களை உருவாக்கும் புரூஸின் முறைகளை பவேந்தி மேம்படுத்தினார்.
“பவேந்தி தயாரித்த நானோகிரிஸ்டல்கள் கிட்டத்தட்ட சரியானவை, இது தனித்துவமான குவாண்டம் விளைவுகளை ஏற்படுத்தியது. உற்பத்தி முறை பயன்படுத்த எளிதானது என்பதால், அது புரட்சிகரமானது - மேலும் மேலும் வேதியியலாளர்கள் நானோ தொழில்நுட்பத்துடன் பணிபுரியத் தொடங்கினர், குவாண்டம் புள்ளிகளின் தனித்துவமான பண்புகளை ஆராயத் தொடங்கினர்” என்று நோபல் அகாடமி கூறியுள்ளது.
குவாண்டம் புள்ளிகளை எதில் பயன்படுத்தலாம்?
நோபல் அகாடமி இணையதளம் குறிப்பிட்டுள்ளபடி, “குவாண்டம் புள்ளிகளின் ஒளிரும் பண்புகள் கணினி மற்றும் தொலைக்காட்சித் திரைகளில் QLED தொழில்நுட்பத்தின் அடிப்படையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அங்கு Q என்பது குவாண்டம் புள்ளியைக் குறிக்கிறது. இதேபோல், சில LED விளக்குகளில் குவாண்டம் புள்ளிகள் டயோட்களின் குளிர் ஒளியை சரிசெய்ய பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பின்னர், ஒளியானது பகல் வெளிச்சத்தைப் போல உற்சாகமூட்டுவதாகவோ அல்லது மங்கலான விளக்கின் சூடான பிரகாசத்தைப் போல அமைதியாகவோ மாறும்.” என்று குறிப்பிட்டுள்ளது.
குவாண்டம் புள்ளிகளிலிருந்து வரும் ஒளியை உயிர்வேதியியல் மற்றும் மருத்துவத்திலும் பயன்படுத்தலாம். “உயிர் வேதியியலாளர்கள் குவாண்டம் புள்ளிகளை உயிரணுக்களுடன் இணைத்து செல்கள் மற்றும் உறுப்புகளை வரைபடமாக்குகின்றனர். உடலில் உள்ள கட்டி திசுக்களைக் கண்காணிக்க குவாண்டம் புள்ளிகளின் சாத்தியமான பயன்பாடு குறித்து மருத்துவர்கள் ஆராயத் தொடங்கியுள்ளனர். வேதியியலாளர்கள் அதற்கு பதிலாக குவாண்டம் புள்ளிகளின் வினையூக்கி பண்புகளை ரசாயன எதிர்வினைகளை இயக்க பயன்படுத்துகின்றனர்” என்று இந்த இணையதளம் மேலும் கூறுகிறது.
இந்த மூன்று விஞ்ஞானிகள் யார்?
அலெக்ஸி எகிமோவ் முன்னாள் சோவியத் ஒன்றியத்தில் 1945-ல் பிறந்தார். அவர் 1974-ல் ரஷ்யாவின் செயின்ட் பீட்டர்ஸ்பர்க்கில் உள்ள ஐயோஃபி பிஸிக்கல் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் (Ioffe Physical-Technical Institute) முனைவர் பட்டம் பெற்றார். அவர் முன்பு அமெரிக்காவின் நியூயார்க்கில் உள்ள நானோகிரிஸ்டல்ஸ் டெக்னாலஜி இன்க் நிறுவனத்தில் தலைமை விஞ்ஞானியாக இருந்தார்.
லூயிஸ் புரூஸ் 1943-ல் அமெரிக்காவின் கிளீவ்லேண்டில் பிறந்தார். அவர் 1969-ல் நியூயார்க்கில் உள்ள கொலம்பியா பல்கலைக்கழகத்தில் முனைவர் பட்டம் பெற்றார், அங்கே பேராசிரியராக உள்ளார்.
மௌங்கி பவேந்தி 1961-ல் பாரிஸில் பிறந்தார் பிரான்ஸ், துனிசியா மற்றும் அமெரிக்காவில் வளர்ந்தார். அமெரிக்காவின் சிகாகோ பல்கலைக்கழகத்தில் 1988-ல் முனைவர் பட்டம் பெற்றார். அவர் அமெரிக்காவின் மாசசூசெட்ஸ் தொழில்நுட்பக் கழகத்தில் (எம்.ஐ.டி) பேராசிரியராக உள்ளார்.
“தமிழ் இந்தியன் எக்ஸ்பிரஸின் அனைத்து செய்திகளையும் உடனுக்குடன் டெலிகிராம் ஆப்பில் பெற https://t.me/ietamil“
/indian-express-tamil/media/agency_attachments/33Ho9XHwZawzDekwDLnu.png)
Follow Us/indian-express-tamil/media/media_files/nL49Ep051PfedOQo4HsC.jpg)