கையில் மிதக்கும் கனவா நீ!

ரட்சகன் படத்தில், சுஷ்மிதா சென்-ஐ நாகார்ஜுனா அலேக்காகத் தூக்கிக்கொண்டு, ‘கையில் மிதக்கும் கனவா நீ, கைகால் முளைத்த காற்றா…’ என்று பாடுவார். சரி, நாகார்ஜுனா தூக்க, ஸ்ரீநிவாஸ் பாடுவார். உண்மையில், ஒரு ஆளை அப்படித் தூக்கிக்கொண்டு பத்து வார்த்தை பேசுவதே கஷ்டம்தான். பாட்டெல்லாம் கொஞ்சம் ஓவர்தான். ஆனால் அந்த இசைக்காக மண்ணிக்கலாம்.

உண்மையில், எடையற்ற பொருள் என்று நாம் காற்றை மட்டும் எண்ணிக்கொண்டிருக்கிறோம். உண்மையில், எடை குறைவு என்பதைவிட அடர்த்தி (density) குறைவு என்பதே சரியான சொல்லாக இருக்கமுடியும். அடர்த்தி என்பது ஒரு கனமீட்டர் கொள்ளளவு உள்ள ஒரு பொருள் என்ன எடை இருக்கும் என்பதுதான். அதுவும் மாறிலி இல்லை. அந்தப் பொருளின் மீது தரப்படும் அழுத்தம், வெப்பநிலை இதையெல்லாம் பொறுத்து மாறுபடும்.

பொதுவாக, திண்மங்கள் அடர்த்தி அதிகமானவை, திரவங்கள் சற்றே குறைவானவை, வாயுக்கள் இவ்விரண்டையும்விட அடர்த்தி குறைவானவை என்றும் சொல்லப்படும். கொஞ்சம் முன்னபின்ன இருக்கும் என்று வைத்துக்கொள்ளுங்களேன். சராசரியாக இதுதான் நடைமுறை. ஆனால், நிஜமாகவே கையில் மிதக்கிற ஒரு திடப்பொருளை உருவாக்க முடியுமா? நாம் பயன்படுத்தும் ஸ்பாஞ்ச் அப்படிப்பட்ட ஒரு பொருள்தான். அப்படி உருவாக்கிய அந்தப் பொருளை நிலையானதாக வைக்க முடியுமா?

இப்படி யாராவது உங்களிடம் பந்தயம் கட்டினால் என்ன செய்வீர்கள்? இது கள்ளாட்டம் என்று முதலிலேயே கலைத்துவிடுவோம் அல்லவா? ஆனால், சாமுவேல் ஸ்டீபன்ஸ் கிஸ்ட்லர் (Samuel Stephens Kistler) அப்படிச் செய்யவில்லை. அவருடைய நண்பர் சார்லஸ் லேர்னட் (Charles Learned), ஒரு கூழ்மத்தில் (gel) இருந்து திரவத்தை நீக்கி, அந்த இடத்தை வாயுவால் நிரப்ப முடியுமா என்று சவால் விடுகிறார். அதை ஒப்புக்கொண்டு, கிஸ்ட்லர் ஒரு பொருளைத் தயாரிக்கிறார். அதன் பெயர் Aerogel.

கிஸ்ட்லர் என்றால் கொக்கா. கூழ்மத்தை மொட்டை மாடியில் போட்டால் போகிறது. காலங்காலமாக வடகம் அப்படித்தானே செய்கிறோம் என்றால், விடை வடகத்திலேயே இருக்கிறது. நீங்கள் அழகாகப் போட்டுவிட்டு வரும் வடகம், வெய்யிலில் காய்ந்து நெளிந்து சுருங்குகிறதல்லவா? நீர் வற்றும்போது, எல்லாப் பொருள்களிலும் இது நடக்கும். நீர் மட்டுமல்ல, ஒரு திரவம் ஆவியாகும்போது, தந்துகிக் கவர்ச்சியால் (capillary) அதனைச் சுற்றியிருக்கும் அமைப்பைச் சிதைத்துக்கொண்டு ஆவியாகும். அதை  வைத்துத்தான் சார்லஸ் லேர்னட் பந்தயம் கட்டினார்.

இந்தச் சிக்கலைத் தீர்க்க கண்டுபிடிக்கப்பட்டதுதான் supercritical drying. வெறுமனே வெப்பத்தை உயர்த்தி உலர்த்தாமல், வெப்பம் - அழுத்தம் இரண்டையும் ஒன்றுபோல் உயர்த்தி அல்லது குறைத்து, திரவ நிலையை விட்டு வெளியில் இழுப்பது. எதுவரை என்றால், அது மீமாறுநிலை (supercritical state) வரும்வரை. திரவத்துக்கும் வாயுவுக்குமான வரம்புகள் மீறப்படும் நிலைதான் அது. அந்த நிலை வரைக்கும் கொண்டுபோய், பின்னர் வெப்பநிலையை பழையபடி ஆக்கும்போது, சுற்றியிருக்கும் அமைப்பைச் சிதைக்காமல் வெளியே வந்துவிடும்.

இந்த முறையில், தொடக்கத்தில் திரவமாக ஆல்கஹாலைப் பயன்படுத்திக்கொண்டிருந்தார்கள். அது சொல்லாமல் கொள்ளாமல் சில சமயம் தீப்பிடிக்கவோ, வெடிக்கவோ செய்தது. திரவ நிலை கரியமில வாயு அல்லது ஃப்ரீயான் (குளிர்சாதனக் கருவியில் பயன்படும் வாயு) பாதுகாப்பானது‌‌. ஃப்ரீயான், ஓசோனில் ஓட்டை போடும் தன்மை உடையது என்பது தெரிந்ததும், திரவ கார்பன்-டை-ஆக்ஸைடுக்கு வந்துவிட்டார்கள். நாம் கோடி ரூபாய் கொடுத்தால்கூட, கரியமில வாயு தீப்பிடிக்காது.

இந்தக் கூழ்மத்தை உருவாக்க, பெரும்பாலும் சிலிக்காவையே பயன்படுத்தினர். சிலிக்கா கூழ்மத்தில், இன்னொரு கரைப்பான் மூலம் நீரை விலக்கி, பின்னர் அந்தக் கரைப்பானுக்குப் பதில் திரவக் கரியமில வாயுவை நிரப்பி, அதை supercritical drying மூலம் விட்டு நீக்குவார்கள். விளைவு, 98 சதவீதம் காற்றால் ஆன, ஆனால் திடமான வடிவமுடைய ஏரோஜெல் கிடைக்கும்.

உண்மையில், அது கையில் மிதக்கும் கனவுதான். 98 சதவீதம் காற்று உள்ள திடப்பொருள் எனில், பஞ்சுமிட்டாயைவிட லேசான, அதே சமயம் உறுதியான பொருள். தன் எடைபோல சுமார் 20 மடங்கு எடையை அநாயசமாகத் தாங்கக்கூடியது. இன்னொரு முக்கியப் பண்பு என்னவெனில், அது ஒரு சிறந்த அரிதிற் கடத்தி (insulator). பெரும்பாலும் காற்றாக இருப்பதால், இயல்பிலேயே அது வெப்பத்தைக் கடத்தாது. மேலும், திடமாக இருக்கும் மூலக்கூறுகளின் வலைப்பின்னல் சிக்கலாக இருப்பதால், ஏரோஜெல்கள் தம்முள் நிரம்பியிருக்கும் காற்றைவிட வெப்பத்தைக் குறைவாகவே கடத்தும். என்ன ஒரே ஒரு சிக்கல் எனில், திரவம் இருந்து வெளியேறிய பொருள் என்பதால், திரவத்தோடு மீண்டும் சேர முயற்சித்துக்கொண்டே இருக்கும். ஈரப்பதம் எங்கிருந்தாலும் உறிஞ்சிவிடும். வெறும் கைகளில் வெகுநேரம் வைத்திருந்தால், கைகளின் ஈரப்பதத்தை உறிஞ்ச வாய்ப்பு உண்டு. அதைத் தவிர்க்க, சிலவகைப் பூச்சுகளால் நிலைப்படுத்துகிறார்கள். வேறு வழியில்லை எனில், கையுறை பயன்படுத்துகிறார்கள்.

இதனால், வெப்பத்தைக் கடத்தாமல் இருக்க வேண்டிய இடங்களில் இது பயன்படுகிறது. ஒளிபுகக்கூடிய, ஆனால் வெப்பத்தைக் கடத்தாத ஒரு பொருள் என்பது சில துறைகளுக்கு வரம்.

இப்போதைக்கு, நாசா இதை வெப்பம் கடத்தாப் பொருளாக அதிகம் பயன்படுத்துகிறது. அமெரிக்காவில், வீடுகளில் வெப்பத்தைத் தக்கவைக்கவும், தீயில் இருந்து பாதுகாக்கவும் இவற்றைப் பயன்படுத்துகிறார்கள். இன்னமும் சாமான்யன் பயன்படுத்தும் அளவுக்கு விலை இறங்கி வரவில்லைதான். ஆனால், அப்படி வந்தால், கட்டுமானத் துறையில் இது மிகப்பெரிய மாற்றங்களைக் கொண்டுவரும். கையில் கனவு மிதக்கக் காத்திருப்போம்.