லேசர் ஒளியில் நடக்கும் கிராஃபின் காகிதங்கள்!


ஒளியைக் கண்டதும் விரிவதேன்?

1. ஒளியிலே… விரிவதேன்?

சிறு வயதில் நமது வட்டார விஞ்ஞானி எவனாவது மூக்குப்பொடி டப்பா ஒன்றை எடுத்துக் கொண்டு இருபுறமும் துளையிட்டு அவற்றில் ஒரு ரப்பர் பாண்டைக் குறுக்காகப் புகுத்தி, ஒரு முனையில் விளக்குமாற்றுக் குச்சியைக் கட்டி, அந்தக் குச்சியை டைம் பீஸுக்கு சாவி கொடுப்பது போல திருகி டப்பாவைக் கீழே விட்டதும் அது அந்த ரப்பர் பாண்டின் எலாஸ்டிக் கட்டளைக்குப் பணிந்து ரோட் ரோலரைப் போல் மெல்ல நகர்ந்து செல்வதைப் பார்த்திருப்போம்.

90-களுக்குப் பிறகு பிறந்தவர்கள் முதல் பாராவைப் படிக்காததாகக் காட்டிக் கொண்டு அடுத்த பாராவுக்குச் சென்று விடுங்கள்.

graphite_vs_graphene

படம் 2. க்ராஃபைட் – கிராஃபின் வேறுபாடு

நானோ அறிவியலில் தற்போதைய சூப்பர் ஸ்டார் கிராஃபின் எனப்படும் ஒற்றை அணு அளவு தடிமனே கொண்ட கரிம (carbon) அடுக்குகள் தான். ஆம், அங்கும் கறுப்பு சூப்பர் ஸ்டார் தான். பென்சில்களில் இருக்கும் க்ராஃபைட் (Graphite) தண்டை ஒட்டுத் தாளில் (ஸ்காட்ச் டேப்) அழுத்தி எடுத்தால் ஒட்டிக்கொண்டு வரும் மெல்லிய படலம் கிராஃபின். க்ராஃபைட் நீளம், அகலம், தடிமன் என்று மூன்று பரிமாணங்களைக் கொண்டது என்றால் கிராஃபின் இரண்டே பரிமாணங்களைக் கொண்டது (படம் 2).

இப்படி ஒற்றை அடுக்காகத் துகிலுரித்ததும் பல வியப்பூட்டும் குணாதிசயங்களைக் காட்டுகிறது கிராஃபின். அதிக ரன்கள், அதிக சதங்கள் என்று சச்சின் செய்துள்ள சாதனைகளைப் போல், பட்டை விட மென்மை, எஃகை விட உறுதி, பஞ்சை விட எடை குறைவு என்று நாசர், நமிதா முதலானவர்கள் விளம்பரப் படுத்தும் முறுக்குக் கம்பிகளைக் காட்டிலும் அதிக சிறப்புகள் வாய்ந்ததாக மாறி விடுகிறது.

இத்தகைய அதிசய பண்புகள் கொண்ட கிராஃபினை வைத்துக் கொண்டு என்ன செய்வது என்பதே ஒரு மிகப்பெரிய சவால். அப்படி யோசித்து இந்தத் தாள்களை நடக்க வைத்தால் என்ன என்று சில சீன விஞ்ஞானிகள் பரிசோதித்து வெற்றியும் கண்டுள்ளனர். கிராஃபின் ஆக்ஸைடு தாளில் பாலிடோபமைன் (polydopamine) எனும் பாலிமரை மடிப்புகள் தேவைப்படும் இடங்களில் தடவினார்கள். இந்தப் பசை சுற்றுப்புறத்தில் இருக்கும் நீர் மூலக்கூறுகளை ஈர்த்துக் கொள்ளும் தன்மை கொண்டது, ஒட்ட-கம் போல. ஆனால் வெறும் கிராஃபின் ஆக்ஸைடு இவ்வாறு நீரை ஈர்க்காது. இதில்தான் விசேஷமே. அகச்சிவப்பு லேசர் ஒளியை இந்தக் காகிதத்தின் மீது பாய்ச்சும் போது பாலிமர் மடிப்புகள் தேக்கி வைத்துள்ள நீர் விரைவாக உலர்கிறது. அதன் விளைவாக அந்த மடிப்புகள் உள்ள இடங்கள் சூரியனைக் கண்ட தாமரை போல ‘மலர்ந்து’ எழுகின்றன.

கிராஃபின் ஆக்ஸைடு காட்டும் இந்த பண்பைக் கொண்டு இத்தகைய காகிதங்களை நடக்கவும், திரும்பவும் வைத்துக் காட்டி அசத்தியிருக்கிறார்கள் Donghua University விஞ்ஞானிகள். தொடு உணர்வால் சுருங்கிக் கொள்ளும் தொட்டாஞ்சிணுங்கி போல ஒளி நுகர்ந்த கிராஃபின் காகிதம் விரியும் இந்தக் காட்சியை யூடியூபில் காண:

மேற்கோள்:

படம் 1: http://www.rsc.org/chemistryworld/2015/11/graphene-origami-light-self-folding-paper-walking

படம் 2: http://www.intechopen.com/books/nanocomposites-new-trends-and-developments/polymer-graphene-nanocomposites-preparation-characterization-properties-and-applications