ප්ලාස්ටික්වලින් දියමන්ති
ඉවතලන ප්ලාස්ටික් බෝතල්වලින් දියමන්ති තනන්න පුලුවන් බව දන්නවාද? දැන් ලොව ම මවිත කරමින් ඒකත් කරන්න පටන් අරන්. අද දියමන්ති බොහෝ දෙනකුට ළඟා කර ගත නොහැකි වටිනා දෙයක් බව ඔබ දන්නවා ඇති.
ඒත් විද්‍යාඥයන්ගේ මේ නව සොයා ගැනීම නිසා වැඩි කල් නොයා දියමන්ති ලෝකයේ සෑම දෙනෙකුගේ ම හොඳම මිතුරා බවට පත් වේවි. ඒ වගේ ම ඔවුන්ගේ මේ නව නිපැයුම නිසා ලෝකයේ ප්ලාස්ටික් අපද්‍රව්‍යවලින් සිදුවන විනාශයත් නැති වී යාවි.
මේ නැනෝ දියමන්ති තැනෙන්නේ විද්‍යාඥයන්ගේ මේ තාක්ෂණය මගින් ප්ලාස්ටික් අපද්‍රව්‍ය අතරින් ප්ලාස්ටික් බෝතල්වලිනි. මෙසේ ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කළ නැනෝ දියමන්ති, බොහෝ කටයුතුවලදී ප්‍රයෝජනයට ගත හැකිය. නිදසුනක් වශයෙන් වෛද්‍ය සංවේදක වලටත්, ඖෂධ ශරීරගත කරන්නත් යොදාගත හැකිය.
මේ නව නිර්මාණයට දායක වෙලා තියෙන්නේ, කැලිෆෝනියාවේ ජාතික ත්වරක රසායනාගාරයේ (SLAC National Accelerator Laboratory) පර්යේෂක කණ්ඩායමකි. අපේ සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ යෝධ ග්‍රහයන් වූ නෙප්චූන් හා යුරේනස් තුළ සිදුවන ‘දියමන්ති වැසි’ ඇති වීමේ සංසිද්ධිය ඔවුන් සිය රසායනාගාරය තුළ අනුකරණය කරන්න සමත් වී තිබේ.
අයිස් යෝධයන් ලෙස සැලකෙන මේ ග්‍රහයන් තුළ උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක කිහිප දහසකින් වැඩිය. ඒ ග්‍රහයන් තුළ ඇති පීඩනයත් පෘථිවියේ පීඩනය මෙන් මිලියන ගණනක ගුණයකින් වැඩිය. මේ තත්වයන් නිසා හයිඩ්‍රොකාබන් සංයෝග බිඳී විසිරේ. ඉන්පසු ඒවායේ කාබන් කොටස් සංකෝචනය වී දියමන්ති සෑදෙයි. ඒ දියමන්ති ග්‍රහයන්ගේ අභ්‍යන්තර හරය තෙක් කිඳා බසී.
මෙම ක්‍රියාවලිය විද්‍යාඥයන් ඔවුන්ගේ රසායනාගාරය තුළ සිදු කළේය. පොලිඑතිලීන් ටෙරෙපැතලේට් (polyethylene terephthalate) හෙවත් පෙට් (PET) යන කෙටි නමින් හැඳින්වෙන එදිනෙදා ජීවිතයේ දී වරක් පමණක් භාවිත කොට ඉවතලන ඇසුරුම් තැනීමට ගන්නා ප්ලාස්ටික් වර්ගයකට ඔවුහු අධිබලැති ලේසර දහරක් එල්ල කළහ.
එහිදී දියමන්ති වැනි ව්‍යුහයන් විශේෂයක් වැඩෙන අයුරු ඔවුන්ට දැක ගන්න ලැබුණි. (අපේ රටේ ජල ටැංකි තනන්නෙත් මේ ප්ලාස්ටික්වලිනි) “මේ පෙට් ප්ලාස්ටික්වල කාබන්, හයිඩ්‍රජන් හා ඔක්සිජන් සමබරව සංයෝග වී ඇති නිසා ඒ යෝධ අයිස් ග්‍රහයන් තුළ සිදුවන ක්‍රියාවලිය අනන්‍යකරණය කරන්න අපට පහසුවුණා.” යැයි භෞතික විද්‍යාඥ ඩොමිනික් ක්‍රෝස් (Dominik Kraus) මහාචාර්යවරයා කියයි. ජර්මනියේ HZDR විද්‍යා පර්යේෂණායතනයෙහි භෞතික විද්‍යාඥයකු වූ ඔහු රොස්ටොක් විශ්ව විද්‍යාලයේ මහාචාර්යවරයකු ද වෙයි.
යුරේනස් හා නෙප්චූන් යන යෝධ වායු ග්‍රහයන්ගේ සැතැපුම් 5,000ක් තරම් අභ්‍යන්තරයේ මේ ආකාරයේ හයිඩ්‍රජන් හා කාබන් මිශ්‍ර සංයෝග ඇති බව අප දැනටමත් දන්නා කරුණකි. ඒවා අතර මිතේන් සංයෝගය ප්‍රකටය. එක් කාබන් පරමාණුවක් හා කාබන් පරමාණු හතරක් එක්ව සෑදෙන මීතේන් අණු නිසාය. නෙප්චූන් ග්‍රහයා නිල් පැහැයෙන් දිස්වන්නේ එහෙයිනි.
මුල්වරට පොලිස්ටිරේන්වලට ප්‍රකාශ ලේසර් කදම්බයක් එල්ල කර දියමන්ති වර්ෂණ ක්‍රියාවලිය අනුකරණය කරන්නට ඔවුන් සමත් වූ බව මුල්වරට හෙළිවූයේ 2017 දී කැලිෆෝනියාවේ ජාතික ත්වරක රසායනාගාරයේ පර්යේෂකයන් පිරිසක් කළ අධ්‍යයනයකිනි. එසේ ම පොලිස්ටිරේන් යොදා ගනු ලැබෙනවා, මීතේන් ව්‍යුහය අනුකරණය කරන්නත්. එසේ යොදා ගන්නේ එහි හයිඩ්‍රජන් හා කාබන් පමණක් සංයෝග වී ඇති නිසාය.
අති ප්‍රබල එක්ස් රේ කදම්බයක් මේ ද්‍රව්‍යයට එල්ල කළ විට ඒ තුළ කම්පන තරංග හට ගනී. එහිදි තමයි, විද්‍යාඥයන් නිරීක්ෂණය කරලා තියෙන්නේ එහි ඇති කාබන් අණුවලින් නැනෝ මීටර කීපයක් පළල ඉතා කුඩා දියමන්ති සෑදෙන බව.
“මේ කටයුත්ත ඒ ග්‍රහයන් තුළ ක්‍රියාත්මක වන්නේ මීට වඩා අති සංකීර්ණ විධියකටයි” කියා සීග්ෆ්‍රීඩ් ග්ලෙන්සර් කියයි. ඔහු මේ ආයතනයට අනුබද්ධ අධිබලැති ඝනත්ව අංශයේ ප්‍රධානියාය. “ඒ මිශ්‍රණයට තවත් රසායනික ගණනාවක් ඇතුළත් වෙනවා. දැන් අපට අවශ්‍ය වී ඇත්තේ මේ අතිරේක රසායනිකවලින් සිදුවන බලපෑම කුමක්ද කියා සොයන්නයි.” ඔහු වැඩිදුරටත් පැහැදිලි කර තිබේ.
මේ යෝධ අයිස් ග්‍රහයන් තුළ කාබන් හා හයිඩ්‍රජන් ආදියට අමතරව විශාල වශයෙන් ඔක්සිජන් ඇතැයි විශ්වාසයක් තිබේ. විද්‍යාඥයන්ට අවශ්‍ය ඇත්තේ යුරේනස් හා නෙප්චූන් ග්‍රහයන් තුළ දී නැනෝදියමන්ති තැනීමට ඒ මූල ද්‍රව්‍යයෙන් සිදුවන බලපෑම කුමක් දැයි විමසා බැලීමටය.
ඒ සඳහා ඔවුන් සිය පැරණි අත්හදා බැලීම පසුගිය දා යළිත් සිදු කළේ ඔක්සිජන් අන්තර්ගත හයිඩ්‍රොකාබන් විශේෂයක් වූ පෙට් ප්ලාස්ටික් ද්‍රව්‍යය යොදා ගෙනය. ඒ ද්‍රව්‍යය ග්‍රහයන් තුළ ඇති සංයෝගයට වඩාත් සමීපය.
මේ පර්යේෂණය සඳහා ඔවුන් යොදා ගත්තේ ඔවුන් විසින් SLAC ආයතනයේ දී නිපදවන ලද, බලැති ප්‍රකාශ ලේසර කදම්බයකි. SLAC ආයතනයේ Linac Coherent Light Source මගින් නිපදවූ මේ විශේෂ ආලෝක මාධ්‍යය යොදා ගෙන ෆැරන්හයිට් අංශක 10,800ක (සෙල්සියස් අංශක 6,000ක) තාපයක් කඩින් කඩ එම ප්ලාස්ටික් ද්‍රව්‍යයට ලබා දීම සිදුවිය. එයින් ඇති වූ කම්පන තරංග නිසා නැනනෝ තත්පර කීපයක් තුළ මිලියන ගුණයක වායුගෝලීය පීඩනයකින් ඒ ද්‍රව්‍යය සංකෝචනය විය.
එක්ස් කිරණ විවර්තනය යන ක්‍රමය යොදා ගෙන විද්‍යාඥයන්, එහි පරමාණු කුඩා දියමන්ති කලාප ලෙස යළි සැකැසෙන අයුරු නිරීක්ෂණය කළේය. එසේ ම ඒවා විශාල වෙමින් වැඩෙන ආකාරය හා එහි වේගය මැන බැලීය.
කෙසේවෙතත්, මේ ද්‍රව්‍ය තුළ ඔක්සිජන් පැවතීම නිසා, පෙර නිරීක්ෂණය කළාට වඩා අඩු පීඩනයක් හා උෂ්ණත්වයක් යටතේ නැනෝදියමන්ති සෑදෙන බව ඔවුන්ට පැහැදිලි විය. “මේ ඔක්සිජන් උදවු වෙනවා, කාබන් හා හයිඩ්‍රජන් අණු බිඳී නැනෝදියමන්ති සෑදීම වේගවත් කරන්නට. එයින් පැහැදිලි වන්නේ මේ ඔක්සිජන් නිසා කාබන් අණු වඩා පහසුවෙන් දියමන්ති බවට පත්වන බවයි” යැයි ආචාර්ය ක්‍රෝස් පවසා තිබේ.
ලේසර් කදම්බ යොදා ගැනීමෙන් ඇති කරන කම්පන මගින් මේ ඉවතලන පෙට් ප්ලාස්ටික්වලින් අඩු වියදමකින් නැනෝදියමන්ති නිපදවිය හැකි බව මේ අධ්‍යයනය මගින් පෙන්වා දී තිබේ.
නැනෝදියමන්ති දැනටමත්, (වැලි කඩදාසි වැනි) සූරන ද්‍රව්‍ය හැටියටත්, පොලිෂ් කරන්නට ගන්නා ද්‍රව්‍ය හැටියට පාවිච්චි කරනවා. නමුත් අනාගතයේ දී ඒවා ක්වොන්ටම් සංවේදක හැටියටත්, කාබන්ඩයොක්සයිඩ් විභේදනය කිරීම වැනි ප්‍රතිජනනීය බලශක්තිය නිපදවීමට අවශ්‍ය ප්‍රතික්‍රියා වේගවත් කරන ද්‍රව්‍ය ලෙසටත් යොදා ගත හැකි වේවි.
“දැනට නැනෝදියමන්ති තනනු ලබන්නේ කාබන් හෝ දියමන්ති පොකුරක් පුපුරන ද්‍රව්‍ය යොදා පුපුරවා හැරීමෙනුයි.” යැයි SLAC ආයතනයේ විද්‍යාඥයකු වන බ‍ෙන්ජමින් ඔ‍ෆෝරි-ඔකායි කියයි. ඔහු මේ ව්‍යපෘතියට සහයෝගය දක්වන එක් අයෙකි.
“ඒ ක්‍රමයට ඔවුන් විවිධ හැඩයේ නැනෝදියමන්ති හැදුවත් එය පාලනය කිරීමක් කරන්න බැහැ. මේ පරීක්ෂණයේ දී අප දකින්නේ ඒ විශේෂ ද්‍රව්‍යම තනන වෙනස් විධියක ප්‍රතික්‍රියාවක්. මෙහිදී යොදා ගන්නේ අධි පීඩනයක් හා උෂ්ණත්වයක්. ඒ වගේ ම සමහර ක්‍රමවේදයන්ගෙන් වඩාත් ඉක්මනින් නැනෝදියමන්ති සෑදිය හැකි වුවත් මෙහි ඇති අනෙක් රසායනික නිසා මේ ක්‍රමයෙනුත් වේගවත්ව ඒවා සෑදිය හැකි වේවි.” යැයි බ‍ෙන්ජමින් ඔ‍ෆෝරි-ඔකායි පෙන්වා දෙයි.
“ලේසර් මගින් නිෂ්පාදනය කිරීමේ දී වඩාත් පිරිසිදුව, යම් පාලනයක් ඇතිව මෙය කළ හැකිය. එවැනි ම ප්‍රතික්‍රියාවල යම් යම් වෙනස්කම් කිරීමෙන්, නිෂ්පාදනය වේගවත් කරන්නත්, ඒ දියමන්තිවල ප්‍රමාණය වෙනස් කරන්නත් අපට පුලුවන්.” ඔහු අවසාන වශයෙන් පැවැසීය.
ස්වාභාවිකව දියමන්ති හැදෙන හැටි
දියමන්ති ස්වාභාවිකව සෑදී ඇත්තේ පෘථිවියේ පෘෂ්ඨයට යටින් ඇති අධි තාපය හා පීඩනය යටතේ වසර බිලියන 3ක් පමණ කාලයකට පෙරය. ඒ තත්වයන් යටතේ කාබන් අණු ස්ඵටික බවට පත්වෙමින් දියමන්ති සෑදෙයි. ඒ දියමන්ති හමුවන්නේ, පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ සිට කිලෝමීටර් 150ත් 200ත් අතර (සැතැපුම් 93-124 අතර) ගැඹුරේදීය. ඒ මට්ටමේ දී උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 900ත් 1,300ත් අතර වෙයි. ඒ අවස්ථාවේ දී එහි පීඩනය කිලෝබාර් 45ත් 60ත් අතර ය. (එය පෘථිවිය මතුපිට වායුගෝලීය පීඩනය මෙන් 50,000 ගුණයක්.)
මේ තත්වයන් යටතේ පෘථිවියේ පෘෂ්ඨයට යටින් මැන්ටලයේ ඉහළ කොටසේදී මැග්මා යනුවෙන් හැඳින්වෙන ද්‍රව ලැම්ප්‍රොයිට් හා කිම්බර්ලයිට් සෑදෙන අතර ඒවා ඉතා වේගයෙන් ප්‍රසාරණය වෙයි. මෙසේ සිදුවන ප්‍රසාරණය නිසා මේ මැග්මා යමහලක් තුළින් විදාහරණය වෙයි. දියමන්ති සෑදුණු පාෂාණ පෘථිවිය මතුපිටට ගෙනෙන්නේ ඒ මැග්මාය.
මෙසේ ඉහළට එන මැග්මා ලෝදියර ඝන වී කිම්බර්ලයිට් නළ සෑදෙයි. දියමන්ති ඇති බව අපට කියා දෙන්නේ මේ නළය. මැණික් මෙන් වටිනා දියමන්ති හමුවන්නේ මේ සෑම නළ 200ක් අතරිනි. මේ පාෂාණයට කිම්බර්ලයිට් නාමය ලැබෙන්නේ ඒ නම ඇති දකුණු අප්‍රිකානු නගරය නිසාය. මුලින් ම ලෝකයට දියමන්ති හමුවුණේ මේ නගරයේ ආකරවල ඇති කිම්බර්ලයිට් පාෂාණවලිනි.
ඩේලිමේල් ඇසුරිනි
