ஒளி ஊடுருவும் தோல்! ஓர் ஆச்சரிய சாதனை!
புரிதலைப் புதுப்பிக்கும் புதிய ஆய்வுகள் – 3
அறிவியல் புனைகதைகளில் மட்டுமே, நாம் கேள்விப்பட்டிருந்த, சாத்தியமில்லாதது என்று நாம் கருதிய ஒன்றை விஞ்ஞானிகள் சாத்தியப்படுத்தியிருக்கிறார்கள்.
உயிருள்ள எலிகளின் தோலை தற்காலிகமாக ஒளி ஊடுருவும் தன்மையுடையதாக மாற்றி புதிய சாதனை நிகழ்த்தப்பட்டிருக்கிறது.
ஸ்டான்ஃபோர்டு பல்கலைக்கழக அறிவியலாளர் ஜிஹாவோ ஓ மற்றும் அவரது சக ஊழியர்கள், செல்களைச் சுற்றியுள்ள திரவங்களின் ஒளி ஊடுருவும் திறனை மாற்றியமைப்பதன் மூலம் திசுக்களை ஒளிஊடுருவும் தன்மையுடையதாக மாற்றும் உயிரியல் ரீதியாக பாதுகாப்பான ஒரு சாயத்தைக் கண்டறிந்துள்ளனர்.
எதிர்காலத்தில், இந்த தொழில்நுட்பம் ரத்தம் எடுப்பதற்காக நரம்புகளை மிகவும் தெளிவாகக் காண உதவும். லேசர் சிகிச்சைகளிலும், புற்றுநோய்களின் ஆரம்ப கண்டறிதலிலும் உதவும் என்று ஸ்டான்ஃபோர்டு பல்கலைக்கழக அறிவியலாளர் குவோசாங் ஹாங் கூறுகிறார்.
பெரும்பாலும், ஒரு விலங்கின் தோலை உருவாக்கும் திசுக்கள் மற்றும் அவற்றைச் சுற்றியுள்ள திரவங்களின் மிக மெல்லிய அடுக்குகள், ஒவ்வொன்றும் ஒவ்வோர் ஒளிவிலகல் எண்ணைப் பெற்றுள்ளன. ஒளி, வெவ்வேறு ஒளிவிலகல் தன்மைகளைக் கொண்ட பொருட்களுக்கு இடையே கடக்கும்போது அது விலகலடைகிறது மற்றும் சிதறலடைகிறது. இதனால் பொருள்கள் ஒளிபுகாததாகத் தெரிகின்றன. இதுவே பொதுவாக விலங்குகளின் தோல், ஒளிஊடுருவும் தன்மையில் இல்லாததற்கு முக்கிய காரணம்.
இதனைப் புரிந்து கொள்ள, ஒரு கண்ணாடி பீக்கரை எடுத்துக் கொள்ளுங்கள். அதில் நீரை நிரப்பிக்கொண்டு, சில கண்ணாடித்துண்டுகளைப் போடுங்கள். இப்போது வெளியிலிருந்து பார்த்தால் கண்ணாடித்துண்டுகள் தெரிகிறதல்லவா! இப்போது மற்றொரு பீக்கரில் தண்ணீருக்குப் பதிலாக சமையல் எண்ணெயை எடுத்துக்கொண்டு அதில் சில கண்ணாடித்துண்டுகளைப் போட்டுப் பாருங்கள். ஆச்சரியப்படும் விதமாக உள்ளே கண்ணாடித்துண்டுகள் தெரிவதேயில்லை. மறைந்து விடுகின்றன!
இதனைப் பள்ளிகளில் செய்து பார்த்து ஆச்சரியப்பட்டிருப்பீர்கள்தானே! சமையல் எண்ணெயின் ஒளிவிலகல் எண்ணும், கண்ணாடித்துண்டுகளின் ஒளி விலகல் எண்ணும் கிட்டத்தட்ட சமமாக இருப்பதே இதற்குக் காரணமாகும். இதனால் ஒளி எண்ணெயிலிருந்து, கண்ணாடித்துண்டுக்குப் பயணிக்கும் போது, வளையாமலும், சிதறாமலும் செல்கிறது. ஒளியின் பாதையில் எந்த மாற்றமும் இல்லையென்பதால், கண்ணாடித்துண்டுகள் நம் பார்வையிலிருந்து மறைந்து விடுகின்றன.
இப்போது யோசித்துப் பாருங்கள்! நம்மிடம் ஒரு பொடி இருக்கிறது. அதனைக் கலந்தால் தண்ணீரின் ஒளிவிலகல் எண் உயர்ந்து, கண்ணாடியின் ஒளிவிலகல் எண்ணிற்குச் சமமாகி விடும் என்றால், என்ன நிகழும்? சமையல் எண்ணெயில் நிகழ்ந்ததை நம்மால் தண்ணீரிலும் நிகழ்த்திக் காட்ட முடியுமல்லவா?
இது போல, தோல் திசுக்களில் உள்ள புரதங்கள் மற்றும் லிப்பிடுகளின் ஒளிவிலகல் எண்ணிற்கு நிகராக, அதைச் சுற்றியுள்ள திரவங்களின் ஒளிவிலகல் எண்ணையும் மாற்றினால், தோலையும் ஒளி ஊடுருவும் தன்மையுடையதாக மாற்றி விடலாமல்லவா? இதுவே, ஆய்வாளர்களின் சிந்தனை.
ஒளியியல் துறையின் அடிப்படை புரிதல்களின் அடிப்படையில், ஆராய்ச்சியாளர்கள், ஒளியை உறிஞ்சுவதில் மிகவும் திறமையான சாயங்களால் இதனைச் செய்ய முடியும் என்பதை யூகித்தனர்.
ஆய்வாளர்கள், திறமையாக செயல்படும் என்று கணித்த ஒரு சாயம் டார்ட்ரசின், பொதுவாக FD & C மஞ்சள் 5 என்றும் அழைக்கப்படும் உணவு சாயம் இது.
அவர்களது யூகம் சரியாக இருந்தது. தண்ணீரில் கரைத்த டார்ட்ரசினைத் திசுக்கள் உறிஞ்சும் போது, டார்ட்ரசின் மூலக்கூறுகள் ஒளிவிலகல் எண்களைப் பொருத்தமுடையதாக்கி, ஒளி சிதறலைத் தடுக்குமாறு திசுக்களைக் கட்டமைத்தன. இதன் விளைவாக வெளிப்படைத்தன்மை ஏற்பட்டது. அதாவது அத்திசுவின் ஒளிஊடுருவும் தன்மை அதிகரித்தது.
ஆய்வாளர்கள் முதலில் கோழி மார்புத்தசை திசுக்களின் மெல்லிய துண்டுகளுடன் தங்கள் கணிப்புகளை சோதித்தனர்.
டார்ட்ரசின் செறிவு அதிகரித்ததால், தசை செல்களுக்குள் உள்ள திரவத்தின் ஒளிவிலகல் எண் உயர்ந்து, தசை புரதங்களின் ஒளிவிலகல் எண்ணோடு பொருந்தியது – தசைத் துண்டு ஒளிஊடுருவும் தன்மையுடையதாக மாறியது.
பின்னர், அவர்கள் எலிகளின் தோலின் மீது டார்ட்ரசின் கரைசலை மெதுவாக தேய்த்தனர். அவர்கள் எதிர்பார்த்தபடி, முடிகளின் கீழ் உள்ள இரத்த நாளங்கள் வெளிப்படையாகத் தெரிந்தன.
பின்னர், அவர்கள் எலியின் வயிற்றுப்பகுதியில் இக்கரைசலைப் பயன்படுத்தினர். சில நிமிடங்களில் தோல் ஒளிஊடுருவும் தன்மையுடையதாக மாறி, குடலின் சுருக்கங்கள், இதயத் துடிப்பு மற்றும் சுவாசத்தால் ஏற்படும் இயக்கங்களைத் தெளிவாகக் காட்டியது.
சாயம் துவைத்துவிடப்பட்டபோது, திசுக்கள் விரைவாக இயல்பான ஒளிபுகாத தன்மைக்குத் திரும்பின.
டார்ட்ரசின் நீண்ட கால விளைவுகளை ஏற்படுத்தியதாகத் தெரியவில்லை, மேலும் தோலில் ஊடுருவியிருந்த டார்ட்ரசினும் 48 மணி நேரத்திற்குள் சிறுநீரில் வெளியேற்றப்பட்டது.”இந்த சாயம் உயிரியல் இணக்கமானது – இது உயிரினங்களுக்கு பாதுகாப்பானது,” என்று ஓ விளக்குகிறார். “மேலும், இது மிகவும் மலிவானது மற்றும் திறமையானது; அதைப் பயன்படுத்த நமக்கு அதிகம் செலவு தேவையில்லை.”
“ஒளி ஊடுருவும் தன்மை தோன்றுவதற்கு சில நிமிடங்கள் ஆகும்,” என்று ஓ கூறுகிறார். “சாய அணுக்கள் தோலில் எவ்வளவு வேகமாக பரவுகிறது என்பதைப் பொறுத்து தேவையான நேரம் மாறுபடும்.”
ஒளி எவ்வளவு வேகமாக ஒரு பொருளை கடந்து செல்கிறது என்பதையும், ஒரு பொருள் ஒளியை எவ்வளவு உறிஞ்சுகிறது என்பதையும் தொடர்புபடுத்தும் கிராமர்ஸ்-க்ரோனிங் தொடர்பு இந்த ஆய்வுக்கு அடிப்படை.
“ஓர் ஒளியியல் நிபுணராக, கிராமர்ஸ்-க்ரோனிங் உறவைப் பயன்படுத்தி அவர்கள் இவ்வளவு பெரிய முன்னேற்றத்தை எட்டியது என்னை ஆச்சரியப்படுத்துகிறது – அடிப்படை ஒளியியல் அறிவு எவ்வாறு பயன்படுத்தப்பட்டு புதிய தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்க முடியும் என்பதற்கு இந்த ஆய்வு ஒரு சிறந்த உதாரணம்” என்று இந்த ஆய்விற்கு உதவிபுரிந்த அமெரிக்க தேசிய அறிவியல் அறக்கட்டளையின் திட்ட அதிகாரி ஆடம் வாக்குஸ் கூறுகிறார்.
எனினும், மனித தோல் எலியின் தோலை விட சுமார் 10 மடங்கு தடிமனாக உள்ளது, எனவே இதே போன்ற முறை நம் மீது செயல்படுமா? என்பது இன்னும் தெளிவாக இல்லை. ஆராய்ச்சியாளர்கள் இதை அடுத்ததாக ஆராய விரும்புகின்றனர்.
கண்ணாடி தவளைகள் (Hyalinobatrachium fleischmanni) மற்றும் ஜீப்ரா மீன்கள் (Danio rerio) “எங்களுக்கு இந்த தொழில்நுட்பமே தேவையில்லை, இயற்கையிலேயே எங்களுக்கு இவ்வாறுதான் உள்ளது!” என்கின்றன.
மருத்துவத்துறையில் தற்போது நாம் உயிருள்ள உடலின் உள்ளே ஆழமாகப் பார்க்க அல்ட்ராசவுண்ட் தொழில்நுட்பம் உள்ளது.
“பல மருத்துவ நோயறிதல் முறைகள் மிகவும் விலை உயர்ந்தவை மற்றும் எல்லோராலும் அணுக முடியாதவை, ஆனால் இந்த புதிய நுட்பம் அப்படியானதல்ல.” என்கிறார் ஓ.
இந்த ஆய்வு சயின்ஸ் இதழில் 06, செப்டம்பர், 2024 அன்று வெளியிடப்பட்டது.
https://dx.doi.org/10.1126/science.adm6869
கட்டுரையாளர் :
த. பெருமாள்ராஜ்
இப்பதிவு குறித்த தங்கள் கருத்துக்களை அவசியம் கீழே உள்ள Comment Boxல் பதிவிட வேண்டுகிறோம்.
புக் டே இணையதளத்திற்கு தங்களது நூல் அறிமுகம், கட்டுரைகள் (அறிவியல், பொருளாதாரம், இலக்கியம்), கவிதைகள், சிறுகதை என அனைத்து படைப்புகளையும், எங்களது [email protected] மெயில் அனுப்பிட வேண்டுகிறோம்.
