अतिसूक्ष्मतंत्रज्ञान

विकिपीडिया, मुक्‍त ज्ञानकोशातून
बकमिन्स्टर फुलेरिन C60, अथवा बकीबॉल, कार्बनचा सर्वात साधा ऍलोट्रोप आहे. कार्बनच्या अशा स्वरूपांना फुलेरीन असे म्हणतात. फुलेरीन वर्गातील कार्बनची स्वरूपे हा अतिसूक्ष्मतंत्रज्ञानच्या छत्राखालील होणाऱ्या संशोधनामधील एक महत्त्वाचा विषय आहे.

अतिसूक्ष्मतंत्रज्ञान ही उपयोजित शास्त्राची आणि तंत्रज्ञानाची एक शाखा आहे. ह्यात प्रामुख्याने अणू अथवा रेणूंच्या आकाराइतक्या सूक्ष्म प्रमाणावर पदार्थांच्या नियंत्रणाचा अभ्यास होतो. पदार्थांचे साधारणपणे १ ते १०० नॅनोमीटर एवढ्या लहान प्रमाणात नियंत्रण करण्यासाठी अतिसूक्ष्म आकारातील साधने तयार करणे याचाही समावेश यात होतो.

अतिसूक्ष्मतंत्रज्ञान हे 'भविष्यातील मूलभूत तंत्रज्ञान' म्हणून मानले जाते. हे एक अत्याधुनिक, आणि जगभरात अतिशय झपाट्याने विकसित होत असलेले असे तंत्रज्ञान आहे.

या तंत्रज्ञानाचा चरम उद्देश, केवळ प्रचलित यंत्रांचे किंवा पदार्थांचे अतिसूक्ष्मीकरण करणे हा नसून, अतिसूक्ष्म लांबन पातळीवर ज्या नवीन भौतिकीय घटना घडतात आणि ज्या साधारण पातळीवर प्रकट होत नाहीत, अशा घटनांचा वापर करून नवीनतम यंत्ररचना तयार करणे हा होय. सद्य परिस्थितीमध्ये हा चरम उद्देश साध्य करण्याइतपत तंत्रज्ञान मानवाजवळ नाही. या तंत्रज्ञानाबाबत जी प्रचंड गुंजारव आपल्याला बघायला मिळते, त्यामध्ये मुख्यत्वेकरून प्रचलित पदार्थांचे अतिसूक्ष्मीकरण केल्यास त्या पदार्थाला जे नवीन अद्भुत गुणधर्म प्राप्त होतात, त्यांचा वापर केला जातो. उदा. सोने हा धातू साधारण अवस्थेत रासायनिक प्रक्रियेस मदत करीत नाही, पण त्याचेच जर अतिसूक्ष्मीकरण (१०० नॅनोमीटर हून सूक्ष्म चूर्ण) केले तर तो अतिशय सक्रियपणे रासायनिक प्रक्रियेस मदत करतो.

पदार्थांचे अतिसूक्ष्मीकरण करणे ही या तंत्रज्ञानाची केवळ पहिली पायरी आहे, आणि या पहिल्या पायरीनेच सर्वत्र अतिशय खळबळ आणि कुतुहल निर्माण केले आहे. इतकेच नव्हे, तर अनेक नवीन वैज्ञानिक प्रकल्पांचे आणि शैक्षणिक अभ्यासक्रमांचे जनन केले आहे. जगातील मोठमोठ्या शैक्षणिक आणि संशोधन संस्थांमध्ये या तंत्रज्ञानाच्या अभ्यासावर प्रचंड भर दिला जात आहे.

एक नॅनोमीटर म्हणजे एका मीटरचा शंभर कोटिवा हिस्सा. वेगळ्या शब्दांत सांगावयाचे झाल्यास, असे म्हणता येईल, की एका खेळण्यातल्या गोटीच्या आकारची तुलना पृथ्वीच्या आकाराशी केली तर ते एका नॅनोमीटरची एका मीटरशी तुलना केल्यासारखे होईल. इतक्या सूक्ष्म वस्तूंना नियंत्रित करणे ही महत्कठीण अशी एक बाब आहे.

प्रारंभ[संपादन]

अतिसूक्ष्मतंत्रज्ञान संकल्पना सर्वात आधी भौतिकशास्त्रज्ञ रिचर्ड फेनमन यांनी त्यांच्या भाषणात There's Plenty of Room at the Bottom (तळाशी भरपूर जागा आहे) मांडली. त्यांनी थेट अणूंची हातळणी करण्याची शक्यता वर्तविली. 'नॅनो-टेक्नॉलॉजी' ही संज्ञा सर्वप्रथम Norio Taniguchi यांनी १९७४ साली वापरली. त्यावेळी ही संज्ञा फारशी प्रचारात नव्हती.

रिचर्ड फेनमन यांच्या संकल्पनेतून उत्स्फूर्त होऊन के. एरिक् ड्रेक्स्लर यांनी स्वतंत्रपणे 'नॅनो-टेक्नॉलॉजी' ही संज्ञा आपल्या 'Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology' या १९८६ साली लिहिलेल्या पुस्तकात वापरली. या पुस्तकात त्यांनी एका अशा नॅनो प्रमाणावरच्या "assembler" ची कल्पना मांडली, जो स्वत:च्या आणि इतर वस्तूंच्या आण्विक पातळीवर नियंत्रित अशा प्रतिकृती निर्माण करु शकेल. तसेच १९८६ मध्ये ड्रेक्स्लर यांनी 'नॅनो संकल्पना आणि तिचा प्रभाव' यासंबंधी जनजागृती व समज वाढविण्याच्या हेतूने ' The Foresight Institute' ची सहस्थापना केली. अशा प्रकारे के. एरिक् ड्रेक्स्लर यांचे सैद्धांतिक आणि सार्वजनिक कार्य, आणि तत्कालीन ठळक प्रायोगिक विकास, यांतून एक संशोधन क्षेत्र म्हणून १९८० मध्ये अतिसूक्ष्मतंत्रज्ञान शास्त्राचा उदय झाला.

उदाहरणार्थ, १९८१ मध्ये 'स्कॅनिंग टनेलिंग सूक्ष्मदर्शक' यंत्राचा शोध लागला, आणि त्यामुळे एकेका अणूचे निरिक्षण करणे शक्य झाले. तसेच ह्या यंत्राचा १९८९ मध्ये यशस्वीरित्या एकेक अणू हाताळण्यासाठी वापर करण्यात आला. या सूक्ष्मदर्शकयंत्राचे जनक, IBM Zurich येथिल शास्त्रज्ञ Gerd Binnig आणि Heinrich Rohrer यांना १९८६ मध्ये भौतिकशास्त्रातील नोबेल पुरस्काराने सन्मानित करण्यात आले. बिनिग, क्वेट आणि गर्बर यांनी त्याच साली 'अॅटोमिक फोर्स सूक्ष्मदर्शक' यंत्राचा देखील शोध लावला. १९८५ मध्ये हॅरी क्रोटो, रिचर्ड स्माॅली आणि राॅबर्ट कर्ल यांनी फुलेरिनचा शोध लावला. त्यांना रसायनशास्त्रातील नोबेल पुरस्कार प्राप्त झाला. अशा प्रकारचे ठळक प्रायोगिक विकास झाल्यामुळे अतिसूक्ष्मतंत्रज्ञान शास्त्राचा वेगाने प्रसार झाला.