Read in : English
முத்திலும் சொத்தை உண்டு,பவழத்திலும் பழுது உண்டு என்றாலும் உருண்டு திரண்டு பளபளப்பாக நேர்த்தியான கோள வடிவில் முத்து உருவாவது எப்படி என்பது பெரும் புதிர் தான். செங்கல்களை அடுக்கிப் பல மாடி கட்டிடம் எழுப்பும்போது செங்கல்களின் அளவு சற்றேறக்குறைய ஒரே அளவு இருத்தல் வேண்டும் இல்லை என்றால் ஏற்ற இறக்கமாக உள்ள கற்களை சேர்த்து எழுப்பும் சுவர் தாறுமாறாக ஒழுங்கீனமான அமைப்பாக அமைந்துவிடும்.
சுவர் கட்டுவது போல செங்கல் அடுக்கி ஆனால் ஒரே ஒரு இடத்தில் மட்டும் அடியில் ஒரு புத்தகம் சொருகியுள்ள மெக்ஸிகன் படைப்பாளி ஜார்ஜ் மெண்டஸ் பிளேக் என்பாரின் படைப்பு மிகப்பிரபலம். ஒரு இடத்தில் ஏற்படும் சிறு பிசிறு அடுத்தடுத்து உள்ள செங்கல் அடுக்குகளில் பரவி அதன் இறுதி அமைப்பைச் சீர்குலைக்கும் என்கிற பாராகிரிஸ்டலினிட்டி எனும் தத்துவத்தை இந்தப் படைப்பு நமக்கு எளிதில் கண் முன் காட்டுகிறது. தாறுமாறாகச் சுவர்கள் எழுந்தால் கட்டிடம் குலைந்துவிடும்.
Figure 1: அடுக்கி வைகக்ப்பட்ட செங்கல் அடியில் புத்தகத்தை நுழைத்தால் சீர்மை குலைந்து விடுகிறது
பல மாடிக்கட்டிடம் என்றால் சீரான ஒழுங்கமைப்பு மேலும் அவசியம். எனவே வீடு காட்டும் மேஸ்திரி செங்கல் அடுக்கிச் சுவர் எழுப்பும்போது இடையிடையே மட்டம் பார்த்து மேற்பார்வையில் ஏற்ற இறக்கத்தைச் சமன் செய்துவிடுவார். செங்கல் அடுக்குவது போல அடுக்கு அடுக்காக நேக்கர் (nacre) எனப்படும் அரகோனைட் கலவை பொருள் சுரந்து தான் சிப்பியின் உள்ளும் முத்து உருவாகிறது.
அங்கும் இங்கும் ஏற்படும் பிசிறுகளை களைந்து ஒழுங்கு வடிவமுள்ள கோள வடிவ முத்தை சிப்பி எப்படி உருவாக்க முடிகிறது? எது மேற்பார்வை செய்து உருண்டை வடிவில் பழுது இல்லாமல் பார்த்துக்கொள்கிறது? உருண்டு திரண்டு கோள வடிவில் பிசிறு இல்லாமல் முத்து வளர்வது எப்படி? பல நூற்றாண்டுகளாக புதிராக இருந்துவரும் இந்தக் கேள்வி குறித்து ஆஸ்திரேலிய கான்பெராவில் உள்ள தேசியப் பல்கலைக்கழக உயிர்வேதியியலாளர் லாரா ஓட்டர் தலைமையில் ஆய்வுக் குழு தங்களது கவனத்தை திருப்பினார்கள்.
Figure 2: Dr லாரா ஒட்டர்
அவர்கள் கண்ட விடை முத்தின் வடிவத்தைவிட வியப்பானதாக இருந்தது. முத்து எப்படி உருவாகிறது? பொதுவே முசெல் (mussel) வகையைச் சேர்ந்த முத்துச்சிப்பி போன்ற சில உயிரினங்களில் முத்து வளர்கிறது. சிப்பிகள் மட்டுமல்ல நத்தையின் வயிற்றிலும் முத்துப் பிறக்கும். இருவாயில் (bivalve) மெல்லுடலி உயிரினங்கள் பலவும் முத்து தயாரிக்கும். கால் செருப்புக்குள் சிறு கல் அல்லது மணல் புகுந்துவிட்டால் உறுத்தல் ஏற்படும் அல்லவா? தொண்டையில் மீன் முள் குத்திவிட்டால் எரிச்சல் ஏற்படும் இல்லையா.
அதுபோலத் தான் மெல்லுடலிகள் உள்ள மணல் அல்லது அந்நிய பொருள் எதாவது புகுந்து விட்டால் உறுத்தல் ஏற்படும். உடனே தனது மேலடுக்கு தோல் எபிதீலியம் போன்ற படலத்தால் அந்த அந்நிய பொருளைச் சுற்றி பொதிந்து விடும். அதன் பின்னர் மெல்ல மெல்ல அந்த மேலடுக்கை சுற்றி நேக்கர் (nacre) எனும் பொருளை மெல்லுடலி சுரந்து அடுக்கடுக்காக மூடும். சிப்பியின் ஓட்டின் உட்புறத்தில் ஒட்டிக்கொண்டபடி இந்த முத்து வளரும்.
Figure 3:அந்நிய பொருள் உறுத்த அதை சரி செய்யும் விதமாக முத்து சிப்பி நேகேர் பொருளை உமிழ்கிறது. இதுவே முத்தாக பரிணாமம் அடைகிறது
வைரம் என்பது கார்பன் அணுக்களின் குறிப்பிட்ட வடிவம் தான்; அதுபோல முத்துல் சுமார் என்பது சதவிகிதம் CaCO3 என்ற வடிவில் உள்ள அரகோனைட்டு வகை கால்சியம் கார்பனேட் தான் உள்ளது. கொன்சியோலின் என்ற ஒருவகை கரிம வேதிப்பொருள் சுமார் 10-14 சதவீதம் இருக்கும். சுமார் 2%–4% நீர். இதுதவிர அந்தந்த உயிரிகளை பொறுத்து சிடின் போன்ற சில சிறப்பான புரதங்களும் கலந்து இருக்கும். இந்த சிறப்பு புரதங்களே பல்வேறு வகை முத்துக்களை உருவாக்குகின்றன.
Figure 4: செங்கற்கள் போல அரகோனைட் வில்லைகளும்; பிணைக்கும் சிமிண்டு பூச்சு போல கொங்கியோலின் பொருள் செயல்பட வலுவான உறுதிமிக்க நேக்கர் அடுக்கு உருவாகிறது.
பளபளக்கும் முத்து
நவரத்தினங்களில் மற்றவை எல்லாம் நிலத்துக்கு அடியே அழுத்தம் மற்றும் மீ வெப்ப நிலையில் உருவாகும் கனிமப்பொருள்கள் ஆகும்; முத்து மட்டுமே ஒரு உயிரினத்தின் உள்ளே தயாரிக்கப்படும் ரத்தினாதிகள் ஆகும். மேலும் மற்ற ரத்தினக்கற்கள் எல்லாம் பட்டை தீட்டிய பின்தான் ஜ்வலிக்கும். ஆனால் முத்துக்கு மட்டும் பட்டை தீட்ட வேண்டிய அவசியமே இல்லை. இயற்கையிலயே பொலிவுடன் உருவாகும் ரத்தினக்கல் முத்து தான்.
Figure 5: ஒவ்வொரு அடுக்கும் உள்ளே நுழையும் ஒளியில் ஒருபகுதியை பிரதிபலிக்க முத்து பளபளவென ஒளிர்கிறது.
வளரும்போது மெல்லிய அடுக்குகளாக வளர்வதால் தான் முத்து ஒளிர்வுத் தன்மை பெறுகிறது. மெல்லிய அடுக்குகள் ஊடே ஒளி ஊடுருவும். அவ்வாறு ஊடுருவும் ஒளி எதாவது அடுக்கில் பட்டுப் பிரதிபலிக்கும். எனவே தான் சாதாரண முத்துக்கள் கூட பளபளக்கிறது. வெள்ளை, சாம்பல், கிரீம், கருப்பு, சிவப்பு, நீலம், பச்சை அல்லது மஞ்சள் என பல்வேறு நிறங்களில் முத்து ஒளிர்வதும் இதன் காரணமாகவே. சில முத்துக்கள் ஒளியை முற்றிலும் உள்வாங்கிக்கொள்ளும்; அப்போது அவை கருமை நிறத்தில் காட்சி தரும். கருமை முத்துக்கள் அருமையானவை.
Figure 6: பல்வேறு வடிவங்களில் முத்து உருவானாலும் உருண்டை முத்து – ஆணி முத்து- தான் விலை உயர்ந்தது
உருண்டு திரண்டு வரும்போது கோள வடிவில், முட்டை வடிவில் அல்லது கண்ணீர்த்துளி வடிவில் முத்து தயாராகும். அரைவட்ட வடிவில் முத்து உருவாகும்போது அதை பட்டன் முத்து என்பார்கள். எனினும் உருண்டை வடிவமுள்ள முத்துக்களே சிறப்பானவை. விலையுர்ந்த இந்த முத்துக்களை ஆணிமுத்து என்று அழைப்பார்கள். சற்றே பெரிதாகவும் ஒளிரும் தன்மையுடனும், பளபளப்பாகவும் இவை காணப்படும். ஆமணக்கு முத்து ஆணி முத்து ஆகுமா? அதுபோல பல நிறங்களில் சில வடிவங்களில் முத்து உருவானாலும் பிசிறு இல்லாமல் கோள வடிவில் வெண்மையாக உருவாகும் முத்துக்களே அதிக மதிப்பு உள்ளவையெனக் கருதப்படுகிறது.
ஆய்வு
முத்து உருவாக்கும் விதை ஒழுங்கற்ற வடிவம் கொண்ட மணல் போன்றவையே. எனினும் அதன் சுற்றி அடுக்கடுக்காகப் பூச்சு வளரும்போது எப்படி இறுதியில் ஒழுங்கு நேர்த்தி கொண்ட கோள வடிவம் உருவாகிறது என்பது பெரும் வியப்பு தான். இந்தப் புதிரை அவிழ்க்கும் நோக்கில் லாரா ஓட்டர் தலைமையில் ஆய்வுக் குழு முத்துக்களின் நேக்கர் அடுக்குகளின் ஒழுங்கமைப்பு குறித்து ஆய்வு செய்தார்கள். பின்க்டாடா இம்ப்ரிகாட்டா ஃபுகாட்டா என்ற உயரியல் பெயர் கொண்ட அகோயா “கேஷி” முத்துக்களை ஆய்வுக்கு எடுத்துக் கொண்டார்கள்.
இந்த முத்துக்கள் பொதுவே 50 மில்லிமீட்டர் அளவு கொண்ட கோள வடிவ முத்துக்கள். வைர நூல் கொண்டு முத்தை அறுத்துச் சுமார் 3மிமீ முதல் 5மிமீ அளவு கொண்ட சோதனை துணுக்குகளைத் தயார் செய்தனர். 3 நானோ மீட்டர் அளவை நுணுக்கமாகக் காணும் வகையில் ஏலேக்ட்ரோன் நுண்ணோக்கி வழியே உற்று நோக்கினர். முத்து உருவாகும்போது ஆயிரக்கணக்கான வில்லை அடுக்குகள் கொண்டு தான் அதன் உருவம் வளர்கிறது. ஆய்வாளர்கள் ஆய்வுக்கு எடுத்துக்கொண்ட ஒரு முத்தில் மொத்தம் 2,615 அடுக்குகள் இருந்தது. மேலும் இந்த அடுக்குகள் சுமார் 548 நாள் கால இடைவெளியில் மெல்ல மெல்லே சுரந்து உருவானவை.
வளர்ச்சியில் பிசிறுகள்
முன்கூட்டியே திட்டமிட்டு சீர் ஒழுங்குமுறையில் செங்கல்களை அடுக்கினால் தான் பல மாடிக் கட்டிடங்களை எழுப்ப முடியும். ஒழுங்கு இல்லை எனில் பல மாடிக் கட்டிடங்கள் சரிந்து விடும். செங்கல் கொண்டு சுவர் எழுப்பப்படுவது போலச் சுமார் 500 நானோ மீட்டர் தடிமன் உள்ள நேக்கர் வில்லைகள் அடுக்கப்பட்டு தான் அடுக்குகள் உருவாகின்றன
Figure 7: துவக்க அடுக்குகளில் பிசிறுகள் உள்ளன. ஆனால் முத்து வளரும்போது இடைநிலையில் அடுத்தடுத்த அடுக்குகளின் தடிமன் மாறிமாறி அமைந்து சீர்மை ஏற்படுகிறது. முதிர்வு நிலையில் உருவாகும் அடுக்குகள் சீர்மையை உருவாக்குகின்றன. இறுதியில் உருண்டையாக பிசிறு ஏதுமின்றி முத்து உருவாகிறது.
உட்புகுந்த மாசு விதையைச் சுற்றி நேக்கர் அடுக்குகள் படர்ந்து பொதியும்போது அவற்றுள் ஏற்ற இறக்கங்கள் ஏற்பட்டு பிசிறுகள் ஏற்படுவதை ஆய்வாளர்கள் கவனித்தனர். நடுவில் உள்ள மணல் ஒழுங்கற்ற வடிவம் கொண்டது. இதன் தொடர்ச்சியாக நடுவில் உள்ள அடுக்குகளில் பிசிறுகளை கவனிக்க முடிந்தது. மேலும் படியும் அடுக்கல் அளவும் ஒரேபோல இருக்கவில்லை. சில மெலிந்தும் சில தடித்தும் இருந்தன. எனவே இதன் தொடர்ச்சியாக அங்கே இங்கே வீக்கமும் பள்ளமும் உள்ளதை கண்டார்கள். எனினும் சில நூறு அடுக்குகளைச் சேர்த்து ஒன்றாக கவனித்தால் பிசிறுகள் இருந்த இடம் தெரியாமல் நேர் பட்டுப் போயிருந்தன.
சீர் செய்யும் நுட்பம்
பூந்தி செய்து அதனை திரட்டி லட்டு பிடிக்கும்போது கைக்குள்ளே உருட்டி உருட்டி பிடித்து தான் உருண்டை வடிவு செய்கிறோம். அதே போல சிப்பிக்குள்ளே மெல்ல மெல்ல வளரும் முத்து உருள்கிறது என 2005இல் நடத்தப்பட்ட ஒரு ஆய்வு தெரிவிக்கிறது. சுமார் 20 நாள்களுக்கு ஒருமுறை என்ற வேகத்தில் வளரும் முத்து சிப்பியின் வயிருக்குள்ளே புரள்கிறது. எனவே எந்த ஒரு திசையிலும் கூடுதல் குறைவு வளர்ச்சி இல்லாமல் எல்லா திசைகளிலும் சீரான வளர்ச்சி ஏற்பட்டு முத்து கோள வடிவை அடிக்கிறது எனக் கண்டனர். மேலும் மெலிந்து வில்லை அடுக்கு உருவானால் அதற்கு அடுத்த அடுக்காக வளரும் வில்லை தடித்து வளர்கிறது. முதலில் வளர்ந்தது தடித்து இருந்தால் அடுத்து வளர்வது மெலிந்து போகிறது.
இவ்வாறு மாறிமாறி வளரும்போது பல அடுக்குகளின் சராசரி தடிமன் சீராகி வடிவ ஒழுங்கு ஏற்படுகிறது எனவும் கண்டனர் இதன் தொடர்ச்சியாக இடையிடைய பிசிறுகள் தோன்றினாலும் சுமார் பதினாறு வில்லைகள் தடிமன் அடையும்போது பிசிறுகள் அகற்றப்பட்டு சற்றேறக்குறைய சமன் நிலையை அடைகிறது எனக் கண்டார்கள். மேலும் சுமார் இருபத்தி ஐந்து வில்லை தடிமன் அளவுக்கு மேல் உள்ள வளர்ச்சியில் பிங்க் இரைச்சல் விதி எனப்படும் கணித விதி பொருந்திவருகிறது எனும் ஆச்சரியத்தையும் கண்டனர்.
பிங்க் இரைச்சல்
இமைப்பு இரைச்சல் (Flicker noise) என மின்னணு கருவிகளில் அழைக்கப்படுவது தான் பிங்க் இரைச்சல். மின்தடையங்கள், அலை பெருக்கிகள் முதலிய மின்னணு கருவிகளில் பிளிக்கர் இரைச்சல் அதாவது பிங்க் இரைச்சல் ஏற்படும். தாயக்கட்டையை உருட்டி விடுவோம். எதாவது ஒரு எண் கிடைக்கிறது. இரண்டாம் முறை உருட்டி விட்டால் அதில் கிடைக்கும் விடைக்கும் முதல் விடைக்கும் எந்த சமந்தமும் இல்லை.
எனவே தாயக்கட்டைகளின் விடைகள் ஒன்றுக்கொன்று தொடர்பின்றி, இயைபிலா சமவாய்ப்புள்ள (random) விடைகள் ஆகும். ஆனால் சில சமயத்தில் முன்பு நடந்த நிகழ்வு அடுத்த நடக்கும் நிகழ்வுமீது ஓரளவு தாக்கம் செலுத்தும். அது போன்ற இரைச்சல்கள் தாம் பிங்க் அல்லது 1/f இரைச்சல் எனப்படுகிறது. பிங்க் இரைச்சலின் வலிமை அதன் அதிர்வெண்ணுக்கு நேர்மாறான விகித்தில் இருக்கும்போது பிங்க் இரைச்சல் ஏற்படுகிறது. முத்து வளர்ச்சியை எடுத்துக்கொண்டால் f = 1 / (வில்லை அடுக்குகளின் எண் தொகை) என்கிற சூத்திரம் செயல்படுகிறது எனக்கண்டனர்.
Figure 8:துவக்க நிலை அடுக்குகள் தாறுமாறாக உள்ளன; இடைநிலையில் தடித்த மெலிந்த என மாறிமாறி அடுக்குகள் தடிமன் அமைகிறது. முதிர்வு நிலையில் பிங்க் இரைச்சல் விதியை போல தடிமன் அமைகிறது
பலமாடிக் கட்டிடம் கட்டும்போது ஒவ்வொரு செங்கல் நிலையைத் தீர்மானம் செய்து கட்டுவது போல முத்து வளரும்போது அடுத்தடுத்து வரும் அடுக்குகள் படிவதில்லை. எனினும் சுமார் இருபது அடுக்கு அளவில் ஓரளவு சீர் ஏற்பட்டு ஒழுங்கு ஏற்பட்டு விடுகிறது. மேலும் பல ஆயிரக்கணக்கான அடுக்குகளைத் தொகுத்து பார்க்கும்போது 1/f இரைச்சல் கணித சூத்திரம் செயல்பட்டு ஒழுங்கு அமைப்பு ஏற்படுகிறது என இந்த ஆய்வு சுட்டுகிறது
முத்துக்கு வரும் ஆபத்து
முத்தை உருவாக்கும் உயிரிகள் பூமியில் சுமார் 20 கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்பே தோன்றிவிட்டன. எனினும் இன்று சந்தையில் விற்கப்படும் முத்துக்கள் பெரும்பாலும் செயற்கையாக வளர்க்கப்பட்டவை. இயற்கையாகக் கடலில் வளரும் முத்துக்கள் மிகமிக அரிது ; கூடுதல் விலை கொண்டது. இந்தியப் பெருங்கடல், கிழக்கு ஆசியா மற்றும் பசிபிக் முழுவதும் உள்ள சிப்பி பண்ணைகளில் முத்துக்கள் அறுவடை செய்யப்படுகின்றன
Figure 9: இயற்கை முத்தில் பல அடுக்குகள் நேகேர் பொருள் கொண்டு அமைகிறது; ஆனால் வளர்ப்பு முத்தில் மேலடுக்குகள் மட்டுமே நேக்கர் பொருள் பூச்சு கொண்டு அமைகிறது.
தற்போது பெருமளவில் செயற்கை முறையில் முத்துச்சிப்பி வளர்க்கப்படுகிறது. சிப்பியை சிறு முத்து மணிபோல வடிவமைத்துக் கொள்வார்கள். செயற்கையாக வளர்ப்பு சிப்பிகளில் கவனமாக இரண்டு சிப்பிகளுக்கு இடையே புகுத்தி விடுவார்கள். உள்ளே புகுந்த மாசை சுற்றி முத்துச்சிப்பி நேக்கர் பொருளைச் சுரந்து முத்தை உருவாக்கும்.
கால்சியம் காபனட் கனிமம் செங்கல் போலச் செயல்பட புரதங்கள் மற்றும் கரிம பொருள்கள் செமிண்டு போலச் செயல்பட்டு கான்கிரீட் சுவர்போல முத்தின் அடுக்குகள் உருவாகின்றன. எனவே இந்த அடுக்குகள் மிக உறுதி கொண்டவையாகவும் எளிதில் கீறல் விழாத படியும் உள்ளன. இரண்டும் கலந்த கலவையான நேக்கர் கலவையில் உள்ள பொருள்களை விட சுமார் 3,000 மடங்கு உறுதி கொண்டவை. எனவே இதே தொழில்நுட்பத்தை பயன்படுத்தி மேலும் திறன் வாய்ந்த சூரிய மின்தகடுகள் முதல் விண்கலங்களில் வெப்பத்தை தாங்கும் கேடயங்களை உருவாகலாம் எனக் கருதுகிறார்கள். காலநிலை மாற்றம் முத்துச்சிப்பியின் வாழ்கையிலும் புகுந்து விளையாடுகிறது. கடல் வெப்பம் உயரும்போது அதை முத்துச்சிப்பிகள் தாக்குபிடிக்குமா என்பது கேள்விக்குறி. அதிக வெப்ப நிலையில் மெல்லுடலிகள் இயல்பாக செயல்பட முடியாது. கடலில் வெப்ப பகுதிகளை விட்டுத் தமக்கு ஏதுவான கடல் பகுதிக்கு புலம் பெயரும் வாய்ப்பு உள்ளது.
அங்கே ஏற்கனவே உள்ள உயிரினங்களோடு முத்துச்சிப்பி போட்டி போட வேண்டிவரும். கடல் வெப்பம் அதிகரித்தல் கூடுதல் கார்பன் கரைந்து கடல் மேலும் கூடுதல் அமிலத்தன்மை கொண்டதாக மாறிவருகிறது. அமிலம் அரித்து மெல்லுடலிகளின் மேலே உள்ள சிப்பி வலிமை குன்றி வருகிறது. இந்த சூழலில் இவை தாம் தயாரிக்கும் நேக்கர் பொருளை தமது ஓட்டை சரி செய்ய கூடுதலாகப் பயன்படுத்தி முத்தைத் தயாரிக்க போதிய கவனம் இல்லாமல் போகலாம் எனவும் அறிவியலாளர்கள் எச்சரிக்கை செய்கிறார்கள். முத்தால் நத்தை பெருமைப்படும்; நமது வீடான பூமியை கவலையின்றி அழிக்கும் நம்மை போன்ற மூடர் பெருமைப்படார்
மதிஸ்போர்ட் என்பது inmathi.com இல் அறிவியல் பத்தியாகும். முகுல் ஷர்மாவின் மைண்ட்ஸ்போர்ட் பத்திக்கு இது ஒரு அஞ்சலி
த. வி. வெங்கடேஸ்வரன், புதுதில்லியில் உள்ள மத்திய அறிவியல் தொழில்நுட்பத் துறையின் விக்யான் பிரச்சார் அமைப்பின் முதுநிலை விஞ்ஞானி.
Read in : English
