ஈல் பேட்டரிகள்

மின்சாரம் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட காலத்தில் அதன் பயன்பாடு அடுத்த தளத்துக்கு நகராமல் இருந்தது. அது ஒரு இடத்தில் இருந்து இன்னொரு இடத்துக்கு எடுத்துச்செல்ல முடியாததாக இருந்தது. உங்கள் வீட்டில் இருக்கும் எல்லா உபகரணங்களுக்கும் சுவற்றில் இருந்து மின்சார இணைப்பு கொடுக்கப்பட வேண்டும் என்றால், வீட்டின் சுவர் முழுக்க ப்ளக் பாயிண்டுகள்தான் இருக்க வேண்டும். இந்த நிலையில், மின்சாரப் பயன்பாட்டை அடுத்த தளத்துக்கு விரிவுபடுத்தியது மின்கலங்கள்தான் (battery). அவை மின் ஆற்றலை வேதிப்பொருள்களாகக் தேக்கிக்கொண்டு வேதி வினை மூலம் மின்னாற்றலை வெளிவிடுகின்றன. அவைதாம் மின்சார மற்றும் மின்னணுக் கருவிகளை அளவில் சிறியதாகவும், தேவைப்படும் இடத்துக்கு எடுத்துச்செல்லும் வகையிலும் அமைத்தன.

எல்லா அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகளுக்கும் ஒரு வரலாறு இருப்பதுபோல், வோல்டாயிக் செல் (voltaic cell), டேனியல் செல் (Daniel cell), லெக்லாஞ்சே செல் (Lechlanche cell) என்று ஒரு நெடிய வரலாறு உண்டு. பெரும்பாலான பேட்டரிகள் நச்சுத்தன்மை அல்லது அரிக்கும்தன்மை உள்ள பொருள்களைக் கொண்டதாகவும் அல்லது தயாரிக்க விலை அதிகமான பொருள் தேவைப்படுவதாகவும் இருக்கின்றன. உண்மையில் மின் உபகரணங்கள், மின்னணு உபகரணங்கள் வளர்ந்த வேகத்தில், அவற்றில் கணிசமானவற்றை உயிர்ப்பிக்கும் மின்கலங்கள் வளர்ச்சி பெறவே இல்லை.

நாம் பயன்படுத்தும் பேட்டரிகள் ஒப்பீட்டளவில் வெகு விரைவாக மின்னாற்றலை இழக்கின்றன. மேலும் அவற்றை மாற்றிக்கொண்டே இருக்கவேண்டி இருக்கிறது. இது ஓடாமல் நின்றுவிட்டாலும் உபத்திரவமில்லாத கருவிகளுக்குச் சரி. ஆனால் சிலரின் உயிர்வாழ்வுக்கு அவசியமான கருவிகளான பேஸ்மேக்கர் போன்றவற்றை சாதாரண பேட்டரிகளை நம்பி இயக்குதல் சிக்கல்தான் இல்லையா. அதற்கான தீர்வு என்ன?

தீர்வு, பல அரிய வகை மூலிகைகளை ஆண்களின் முன்னந்தலைக்காக அருளும் அமேஸான் காடுகளில் இருக்கிறது. இது ஏதோ மூலிகை சமாசாரம் அல்ல, மீன் சமாசாரம். அந்த அமேஸான் மழைக்காடுகளின் நீர்நிலைகளில் வாழும் ஒரு வகை மீன். எலெக்ட்ரிக் ஈல். விலாங்கு மீனின் ஒரு வகைபோல இருந்தாலும், உண்மையில் நைஃப் பிஷ் (knife fish) என்ற மீன் வகையைச் சார்ந்தது. உயிரியல் பெயர் எலெட்க்ரோபோரஸ் எலெக்ட்ரிகஸ் (Electrophorus electricus). நம்மூர் ரவுடிகள்போல, அடைமொழிகள்தான் பேரே.

இந்த மீனின் சிறப்பு என்னவெனில் இரைதேடல், தற்காப்பு, தகவல் தொடர்பு போன்றவற்றுக்கு அது மின்சாரத்தை உருவாக்கிப் பயன்படுத்துகிறது. ஒன்றரை மீட்டர் நீளம் இருக்கும் மீன் எவ்வளவு மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்துவிடமுடியும்? ஒரு வளர்ந்த குதிரையை திணறச்செய்யும் அளவு ஆபத்தான 600 வோல்ட். தென் அமெரிக்க நாடுகளின் தாவர விலங்கு வகைகளைப் பட்டியலிட்டவரும், புவிஉயிரியல் (biogeography) என்ற துறைக்கு அடிகோலியவரான அலெக்ஸாண்டர் வான் ஹம்போல்ட் (Alexander von Humboldt) என்பவர், இவற்றைப் பிடிப்பதற்காக குதிரைகளை ஆற்றில் இறக்கி, இந்த மீன்களைத் தொடர்ச்சியாக மின்சாரம் பாய்ச்சவைத்து சோர்வாக்கிப் பிடித்தது பற்றிய பதிவு, அறிவியல் உலகில் பிரபலம்.

600 வோல்ட் ஷாக் அடிக்கத் தேவையான பேட்டரிகள் அந்த மீனைவிட பல மடங்கு பெரிதாக இருக்க வேண்டும். அப்படியானால், இந்த மீன் எப்படி இதைச் செய்கிறது. அதைப் புரிந்துகொண்டு, அதேபோல ஒன்றை உருவாக்கினால் மிக அதிகத் திறனுடன் இயங்கும்தானே?

மின்சாரம் என்பது, வெவ்வேறு மின்னேற்றம் பெற்ற இடங்களுக்கு இடையே நிகழும் எலெட்க்ரான் ஓட்டம்தான். தன் உடலில் பாதிக்குமேல் மின்சாரம் உண்டாக்கும் எலெக்ட்ரோசைட்ஸ் என்னும் செல்களைக் கொண்டிருக்கும் இந்த மீன், வெறும் சோடியம் மற்றும் குளோரைடு அயனிகளை அந்த எலெக்ட்ரோசைட்களின் உள்ளே தேவைப்படும்போது செலுத்தி மின்சாரம் உண்டாக்குகிறது.

அதாவது, இந்த மீன் சாவகாசமாக இருக்கும்போது, எலெக்ட்ரோசைட்களின் உள்ளேயும் வெளியேயும் அயனிகளின் அளவு சமமாக இருக்கும். அப்போது மின்சாரம் உற்பத்தி ஆகாது. சீண்டப்படுகையில் அல்லது வேட்டையாடுகையில், மைய நரம்பு மண்டல சமிஞ்கைகள் மூலம் சோடியம் அயனிகளை மட்டும் செல்லுக்குள் புக அனுமதிக்கிறது. இப்போது செல்லுக்கு உள்ளே நேர் மின்னேற்றமும், செல்லுக்கு வெளியே எதிர்மின்னேற்றமும் இருக்கும், ஒரு பேட்டரியின் இரு முனைகள்போல. இப்போது சட்டென்று மின்சாரம் ஸ்பார்க் அடிக்கும். ஒரு எலெக்ட்ரோடு செல் உருவாக்கக்கூடிய மின்னழுத்தம் வெறும் 800 மில்லிவோல்ட் மட்டுமே. இது வெகுசொற்பம். ஆனால், ஒரு மீனின் உடலில் 6000 முதல் 8000 மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் செல்கள் இருக்கும். அப்படி மொத்தமாகக் கணக்குப் பார்த்தால், 600 வோல்டை தொடும். உள்ளே இறங்கினால், நம்மையே தூக்கி அடிக்கும்.

இது நிகழும் முறையைப் புரிந்துகொண்ட சுவிஸ் நாட்டு ஃப்ரிபோ பல்கலைக்கழகத்து விஞ்ஞானிகள் (University of Fribourg), மெல்லிய தாள்களில் சோடியம் குளோரைடு கலந்த ஹைட்ரோஜெல் எனப்படும் பொருளை நாம் கோலத்துக்குப் புள்ளி வைப்பதுபோல் பதியவைத்தனர். இன்னொரு தாளில் குறிப்பிட்ட அயனிகளை மட்டும் உள்ளிழுத்துக்கொள்ளும் ஹெட்ரோஜெல்களை அதே கோலப்புள்ளிகள்போல் பதியச்செய்தனர். இரண்டு தாள்களையும் ஒன்றன் மீது ஒன்று வைக்கும்போது மின்சாரம் கிடைத்தது. ஆனால் வெறும் பதினோரு வோல்ட்.

ஸ்டார்ட் ஆகுது ஜீவா, கியர் விழுகுது ஜீவா, ஆனா வண்டி மட்டும் போகமாட்டேங்குது என்று இருந்த நிலையில், இந்தப் பிரச்னையைத் தீர்க்க ஜப்பானியர்களின் தாள்களை வைத்துச் செய்யும் கலையான ஓரிகாமி உதவிக்கு வந்தது. ம்யூரா ஒரி (Miura Ori) என்னும் ஓரிகாமி மடிப்பு மூலம், ஒரு தாளில் இருக்கும் பெரும்பான்மைப் புள்ளிகளை ஒரே நேரத்தில் தொடவைக்கமுடியும். இம்முறை, கிட்டத்தட்ட அந்த மின்சார மீன் தன் எல்லா செல்களையும் ஒரே நேரத்தில் இயக்குவதைப்போலச் செயல்படும். இம்முறையில், மின்னழுத்தத்தில் நல்ல முன்னேற்றம். சுமார் 110 வோல்ட் மின்சாரம் கிடைத்தது. மீன் உருவாக்குவதைவிட இது குறைவுதான் என்றாலும், மீனின் அந்த வடிவமைப்பு உருப்பெறுவதற்கு லட்சக்கணக்கான ஆண்டுகள் ஆகியிருக்கும் அல்லவா?

இந்த ஆய்வு, பேட்டரிகளின் பயன்பாட்டுக்குப் புதிய கதவுகளைத் திறந்துவிட்டிருக்கிறது. இதன்மூலம், உடலுக்குள் இயங்க வேண்டிய பேஸ்மேக்கர்களை, புழக்கத்தில் இருக்கும் பேட்டரிகளின் பிடியில் இருந்து விடுவிக்கமுடியும். சோடியம் குளோரைடுதான் தேவையெனில், அதை உடல்திரவங்களில் இருந்தே பெறச் செய்ய முடிந்தால் இன்னும் வசதிதானே.

இன்னும் பலதரப்பட்ட, உடலில் அணியக்கூடிய மின்னணு சாதனங்களை நச்சில்லாத, எளிமையான இந்த பேட்டரிகள் மூலம்  இயங்கச் செய்ய முடியும். இன்னும் பல பயன்பாடுகள் வெளிவரும். காத்திருப்போம்.