காலநிலை மாற்றம்: ஒரு மாற்றுத்துறை ஆய்வாளரின் பார்வை

மனித வாழ்வில் இன்று அதிமுக்கியமான இடத்தைப் பெற்றுவிட்ட கைபேசிகள், பாறை போன்ற நோக்கியாவில் இருந்து தொட்டாச்சிணுங்கி தொடுதிரை வரை என பரிணமித்திருக்கின்றன. தகவல்கள், கோப்புகளைப் பெட்டியில் சேமித்துக் கொண்டிருந்த நாம், இப்போது GBக்களில் சேமிக்கிறோம்.

தொடும்போது தொடுதிரை உணர வேண்டும், ‘save’ என்றதும் GBயில் பதிய வேண்டும். இதற்குப் பின்னால் உள்ள மின்னணுத் தொழில்நுட்பத்திற்கு வேராக இருப்பது, மின்னணுச் சாதனங்களில் உள்ள அடிப்படைக் கூறுகள் மற்றும் நேனோ பொருட்கள் (nano-materials).

இந்த நேனோ பொருட்களும், அறிவியல் விதிகளும் குறிப்பட்ட சில சாதனங்களுக்கு மட்டுமானவை அல்ல, மருத்துவச் சாதனங்கள் முதல் விண்வெளி ஆய்வுகள்வரை அவை பொதுவானவை. இவ்வாறு நவீன மின்னணுச் சாதனங்களுக்குத் தேவையான நேனோ பொருட்களும் அவை சார்ந்த இயற்பியல் குறித்தும் ஏழு ஆண்டுகளுக்கு மேலாக ஆய்வு மேற்கொண்டு வருகிறேன்.

இந்த ஆய்வுப் பணிகளுக்கு இடையே காலநிலை மாற்றம் பற்றிய பொதுமக்களின் புரிதல், இதைப் பற்றி அவர்கள் எந்தளவுக்கு விழிப்புணர்வு கொண்டுள்ளனர் என்பது குறித்து மாற்றுத் துறை ஆய்வாளர்களான நாங்கள் அவ்வப்போது விவாதிப்பதுண்டு. என் கணவர் ஆய்வாளராக இருக்கும் விண்வெளிப் பொறியியல் துறையிலும் எழும் இத்தகைய பேச்சுக்கள் குறித்து அவர் சொல்வதுண்டு.

காலநிலை மாற்றத்தின் தீர்வுகளுக்கான ஆய்வுகளுக்குப் பங்களிக்கும் ஏராளமான மாற்றுத் துறைகளில் எங்கள் துறையும் ஒன்று; அது குறித்த பிரத்யேகமான பல ஆய்வுகள் நடைபெற்றுக் கொண்டிருக்கின்றன. அப்படியான ஓர் ஆய்வைப் பற்றி, (காலநிலை அறிவியல் சாராத) ஒரு மாற்றுத்துறை ஆய்வாளராக சில கருத்துக்களை முன்வைக்க விரும்புகிறேன்.

மின்னணுக் கழிவுகள்

இது சுமார் 10 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நடந்தது. கல்லூரிப் பட்டப்படிப்பில் இருந்தபோது, பயிற்சிப் பணியாக (intern project) மின் கழிவு மேலாண்மை சார்ந்த ஆய்வில் ஈடுபட விரும்பினேன். ஆனால், அதற்கான சூழல் அப்போது இல்லை. என்றபோதிலும் பேராசிரியரின் பரிந்துரையின் பேரில் மின்னணுக் கழிவுகள் பற்றிய ஆய்வுக் கட்டுரைகளை வாசித்தேன்.

மின் கழிவுகளை மறு சுழற்சி செய்வது அல்லது அப்புறப்படுத்துவது அப்போது சிக்கல் மிகுந்த பணியாக இருப்பது புரிந்தது. மின்னணுச் சாதனம் ஒன்றில் பல்வேறு தனிமங்களைக் கொண்ட பொருட்கள் இருக்கும், அவற்றைத் தனித்தனியாகப் பிரிப்பதும் கடினம், மொத்தமாக அழிப்பதும் கடினம். மின் கழிவு மேலாண்மையில் உள்ள முக்கியச் சிக்கல் இதுவே!

நாம் பழைய சாமான்களுக்குப் பேரீட்சை வாங்கிச் சாப்பிட்டிருப்போம். நம்மிடமிருந்து பழைய சாமான்களை வாங்கிக்கொண்டு செல்பவர் அவற்றை என்ன செய்வார்? இரும்பு, அலுமினியம், பித்தளை, வெண்கலம், ஞெகிழி என அவற்றைத் தனித்தனியாகப் பிரித்தெடுப்பார். வீட்டுப் பயன்பாட்டில் உள்ள வாளியில் அலுமினியத்தையும், இரும்பு கைப்பிடியையும் கழற்றி தனித்தனியாகப் பிரித்தெடுப்பது எளிது; ஆனால், கைபேசி ஒன்றை இப்படிப் பிரித்தெடுப்பது சுலபமான காரியாமா?

கையளவே உள்ள கைபேசியில் சுமார் நாற்பது தனிமங்கள் இருக்கின்றன; கைப்பேசியின் உறையான ஞெகிழியையும், மேலுள்ள கண்ணாடியையும் கழற்றிவிட்ட பின்பு மீதமிருக்கும் மெல்லிய உடற்பாகத்தில் மட்டுமே முப்பது தனிமங்கள் இருக்கின்றன. இவற்றில் தங்கம், தாமிரம், அலுமினியம் போன்ற தனிமங்களும், இன்டியம் (indium) உள்ளிட்ட அரிதான தனிமங்களும், ஈயம் போன்ற நச்சியல்புடைய தனிமங்களும் அடங்கும். மேலும், தனித்தனியாக மட்டுமல்லாமல் கலவையாகவும் இத்தனிமங்கள் இருக்கும்.

கைபேசி முதல் தொலைக்காட்சிவரை மின்னணு ஆற்றலில் இயங்கும் அத்தனைப் பொருட்களும் மின்னணு இயந்திரங்கள்தான். இத்தகைய பொருட்களை உருவாக்கும் தொழில்நுட்பம் பெருமளவு வளர்ந்திருக்கிறது. ஆனால், அவற்றில் உள்ள தனிமங்களைப் பிரித்தெடுத்து மறுசுழற்சிக்கு உட்படுத்துவதற்கான தேர்ந்த தொழில்நுட்பமுறை இன்றுவரை சாத்தியப்படவில்லை. எனவே இவற்றை அழிப்பதற்காக மொத்தமாக எரிக்கப்படும்போது, இவற்றில் இருந்து வெளிப்படும் நச்சு மூலக்கூறுகள், சூழல் மாசுபாட்டுக்கு இட்டுச் செல்கிறது.

உலகளவில் ஆண்டொன்றுக்குச் சுமார் 50 ஆயிரம் கோடி கிலோ அளவிற்கு மின்னணுக் கழிவுகள் குவிகின்றன. சுமார் இரண்டாயிரம் கோடி கிலோ என்ற அளவில் மின்னணு கழிவுகளை உற்பத்தி செய்யும் உலகின் ஐந்தாவது மிகப் பெரிய நாடு இந்தியா. இதில் வெறும் 80 கோடி கிலோ மட்டுமே மறுசுழற்சிக்கு அனுப்பப்படுகிறது.

மின்னணுப் பொருட்களின் பயன்பாடு தொடர்ந்து அபரிமிதமாக அதிகரித்துக் கொண்டிருக்கிறது; விளைவாக மின்னணுக் கழிவுகளும் மலையாகக் குவிந்துவருகின்றன.

தீர்வுகள்

முனைவர் பட்டப் படிப்பில் இருக்கும்போது, ஆய்வக உறுப்பினர்கள் முன்மொழிந்த ஒரு திட்டம்: மின்னணுக் கழிவு மறுசுழற்சி.

பழைய சாமான்களை வாங்குபவர், இரும்புக் கம்பி, அலுமினிய பாத்திரம் ஆகியவற்றைப் பிரித்து, பளுவான கட்டையைக் கொண்டு அடித்து, நசுக்கி அவை இடத்தை அடைக்காதவாறு மாற்றுவார். ஆனால், கண்ணாடிப் பொருட்களுக்கு இந்த வழிமுறையைப் பின்பற்றினால், சுக்கு நூறாக அவை உடைந்துவிடும், இல்லையா?

ஆனால், இந்தப் பொருட்களும் மிகக் குறைவான வெப்பநிலையில் நசுங்காமல், கண்ணாடி போல் உடையும். அதாவது, குறைந்த வெப்பநிலைக்கு ஒரு பொருளை உட்படுத்தும்போது, அதன் நீள்மை அடையும் தன்மை மறைந்து, உடையக்கூடிய ஒன்றாக அது மாறிவிடும்  (ductile-to-brittle transition temperature).

இரும்பும் அலுமினியமும் கலந்த, கைகளால் பிரிக்கமுடியாத அளவுக்குப் பல்வேறு தனிமங்களைக் கொண்ட சிறிய பொருள் ஒன்றை எடுத்துக் கொள்வோம். இந்தப் பொருள் குறைந்த வெப்பநிலைக்கு உட்படும்போது, உடையும் தன்மையை அடையும்; சிறு சிறு துகள்களாக உடைந்து, தனிமங்கள் தனித்தனியாகப் பிரியும். அதன்பின்பு, எடை வேறுபாட்டைப் பொருத்து, தனிமங்களைப் பிரிக்க முடியும். இரும்புத் துகள்கள் கீழே தங்கிவிட, அலுமினியத் துகள்கள் மேலே நிற்கும். ஒரு பொருளைக் குறை வெப்பநிலைக்கு எடுத்துச் செல்வதில் உள்ள சாதகம் இது.

பல தனிமங்களை இந்த வழிமுறையில் பிரித்தெடுக்க முடியும்; ஆனால் இதில் சிக்கலும் உண்டு. குறைந்த வெப்பநிலை என்று இங்கு குறிப்பிட்டிருப்பது மைனஸ் 150 முதல் மைனஸ் 100 டிகிரி செல்சியஸ் வரை. இவ்வளவு குறைந்த வெப்பநிலையை அடைய, வாயு நிலையில் நைட்ரஜன் திரவநிலையை அடைய வேண்டும். ஏனென்றால், திரவ நைட்ரஜனின் வெப்பநிலை அளவு மைனல் 195 டிகிரி செல்சியஸ்.

மறுசுழற்சிக்கான பொருட்களைச் சுற்றி திரவ நைட்ரஜனைச் செலுத்தும்போது, அவை உடையும் தன்மையைப் பெறுகின்றன. இத்திட்டம் பலனளிக்கும் என்றாலும், நைட்ரஜனைத் திரவ நிலைக்குக் கொண்டுவருவதில் உள்ள பொருட்செலவு இங்கே கவனத்தில் கொள்ள வேண்டியதாகிறது. (மருத்துவ ஆய்வுகள் உள்ளிட்ட பல இடங்களில் நைட்ரஜனைத் திரவ நிலைக்கு மாற்றும் தொழில்நுட்பம் பயன்பாட்டில் உள்ளது). மேற்கூறிய மின்னணுக் கழிவு முறை மட்டுமல்லாமல், நன்மை பயக்கும் பல திட்டங்கள் ஆய்வாளர்களால் முன்மொழியப்படுகின்றன.

மாற்றுத்துறை முன்னெடுப்புகள்

காலநிலை மாற்றத்தின் தீர்வுகளுக்கு மாற்றுத்துறை சார்ந்த இதுபோன்ற பல்வேறு ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்பட்டு வருகின்றன. கரியமில வாயுவால் ஏற்படும் பாதிப்பைக் குறைக்க, கரியமில வாயுவைச் சுவாசிக்கும் பாக்டீரியாக்கள், மக்கும் ஞெகிழிகள்,  சூரிய ஆற்றல் சார்ந்த தொழில்நுட்பங்கள், இன்னும் பல. இந்த ஆய்வுகளுக்கு மாற்றுத்துறை ஆய்வாளர்களை மடைதிருப்புவது – காலநிலை மாற்றம் குறித்த விழிப்புணர்வையும், அதற்கான அவசரத்தையும் காலநிலை ஆய்வாளர்களும், ஆர்வலர்களும் முன்வைப்பதுதான்.

காலநிலை ஆய்வாளர்கள் சுற்றுச்சூழலுக்கு ஏற்படும் பாதிப்புகளைக் கண்டறிகின்றனர். அதற்கேற்ற சட்டங்கள் குறித்தும் பேசுகின்றனர், தீவிரமாகச் செயல்படுகின்றனர். காலநிலை மாற்றத்தைக் கட்டுக்குள் கொண்டுவர, காலநிலை ஆர்வலர்களின், ஆய்வாளர்களின் இந்த முன்னெடுப்புகள் விதைகளாக இருக்கின்றன.

அவற்றை வளர்த்தெடுத்துச் செயல்படுத்துவதில்,  மாற்றுத்துறை ஆய்வாளர்களின் பங்கு அதே அளவு தேவைப்படுகின்றது. ஏனெனில், மின்னணுக் கழிவுகளால் ஏற்படும் பாதிப்பு குறித்து, காலநிலை ஆய்வாளர்கள் எடுத்துரைத்தால், அதற்கான தீர்வு மின்னணு இயந்திரங்களின் பயன்பாட்டைத் தடை செய்வது அல்ல; அவற்றைச் சரியான முறையில் மறுசுழற்சி செய்வது. மறுசுழற்சி செய்வதற்கான தொழில்நுட்பம் மாற்றுத்துறை ஆய்வாளரால் கண்டறியப்படும். கரியமில வாயுக்களால் உண்டாகும் பாதிப்புகளை அறிந்துகொண்டு, அதைக் கட்டுக்குள் கொண்டுவரும் தொழில்நுட்பம் மாற்றுத்துறை ஆய்வாளரால் தரப்படும்.

ஆக, காலநிலை மாற்றத்தைக் கட்டுக்குள் கொண்டுவருவது கூட்டு முயற்சி. எனவே, ஆய்வாளர்கள் மட்டும் பேசிக் கொண்டிருக்காமல், அரசாங்கங்கள் முன்னெடுக்கும் திட்டங்கள் அவசியம்.

ஓர் ஆய்வு நடைபெறுவதற்கு முக்கிய தேவை – நிதி. ஆய்வாளர்கள், ஓர் ஆய்வை முன்மொழிந்து, திட்ட வரைவை நிறுவனங்களுக்கு அனுப்புவார்கள். அரசாங்க பல்கலைக்கழங்களிலும், ஆய்வு நிறுவனங்களிலும் பணியாற்றும் என்னைப் போன்ற ஆய்வாளர்களுக்குப் பெரும்பாலும் அரசாங்கத்திடம் இருந்துதான் ஆய்வு நிதி கிடைக்கும்.

எனவே, அரசாங்கம் காலநிலை மாற்றம் சார்ந்த பிரச்சனைகளை முன்வைத்து, அதற்குத் தீர்வு தரும் ஆய்வுகளுக்கு நிதி தரும்போது, மாற்றுத்துறை ஆய்வாளர்களும் காலநிலை மாற்றத்தில் முனைப்போடு சிந்திக்கத் தொடங்குவர். அரசாங்க அளவில் பெரிய முயற்சி ஏற்படும்போதுதான் கூட்டு ஆய்வுகளும் சாத்தியமாகும், சீரான தீர்வுகளும் கிடைக்கும்!

இ. ஹேமபிரபா – இஸ்ரேல் டெக்னியான் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் முது முனைவர் பட்ட ஆராய்ச்சியாளர்.