ನೀರನ್ನು ಚಿನ್ನ ಮಾಡಬಹುದೆ ?

ಟೆಕ್ ಸೈನ್ಸ್

ಎಲ್.ಪಿ.ಕುಲಕರ್ಣಿ

ಹರಿವ ನೀರನ್ನು ಹೊನ್ನಾಗಿಸಬಹುದೆ! ನಮ್ಮ ವಾತಾವರಣಕ್ಕಿಂತ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ನೀರನ್ನು ಚಿನ್ನ ಅಥವಾ ಇತರ ಲೋಹವನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು
ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಸಾಧ್ಯ ಎನ್ನುತ್ತದೆ ಈಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆ

ಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ನೀರು ನಮಗೆ ಜೀವ ಜಲವಷ್ಟೇ ಅಷ್ಟೇ, ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನೂ ಸಹ ಕರುಣಿಸಿದೆ – ಅದರಲ್ಲಿರುವ ವಿವಿಧ ಲವಣಗಳ ಕಾರಣ, ಅದು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪ್ರಯೋಗಾ ಲಯದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ನಮ್ಮ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಮೀರಿ ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಶುದ್ಧ ನೀರು ಲೋಹೀಯ – ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ವಾಹಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಜೆಕೊಸ್ಲೋವಾಕಿಯಾ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸ್ಫರ್ಡ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಫನ್(ವಿನೋದ) ಎನ್ನಬಹುದಾದ ಒಂದು ಪ್ರಯೋಗ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ಸೋಡಿಯಂ ಮತ್ತು ಪೊಟಾಸಿಯಂ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ದ್ರವ ರೂಪಕ್ಕೆ ತಂದು ನಿರ್ವಾತ ಕೋಣೆಯಲ್ಲಿಟ್ಟಿzರೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಅತ್ಯಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ನೀರಿನ ಬಾಷ್ಪ ಸೇರಿಸಿದ್ದಾರೆ.
ನೀರು ಈ ಮಿಶ್ರಣದ ಸುತ್ತ ಅತಿ ತೆಳು ಪೊರೆಯನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದೆ. ಮೈಕ್ರೋ ಮೀಟರ್‌ನ ಹತ್ತನೇ ಒಂದು ಭಾಗ. ನೋಡನೋಡುತ್ತಲೇ ಪೊಟಾಸಿಯಂ ಮತ್ತು ಸೋಡಿಯಂನಲ್ಲಿದ್ದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು ನೆಗೆದು ನೀರಿನ ಪೊರೆಗೆ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗಿವೆ. ತಕ್ಷಣವೇ ನೀರು ಚಿನ್ನದ ಬಣ್ಣ ತಳೆದು ಕ್ಷಣಾರ್ಧದಲ್ಲಿ ಮಾಯವಾಗಿದೆ.

ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗಳು
ನಿಜ, ಇಲ್ಲಿ ನೀರೇನೂ ಚಿನ್ನವಾಗಲಿಲ್ಲ. ಆದರೆ ಚಿನ್ನವೇ ಎಂದು ಭ್ರಮಿಸುವಷ್ಟು ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತ್ತು. ಇಲ್ಲಿ ನೀರನ್ನು ಲೋಹವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹೊರಟಿದ್ದು ಮಾತ್ರ ಸುಳ್ಳಲ್ಲ. ಈ ರೀತಿಯ ಪ್ರಯೋಗ ಇಂದು ನಿನ್ನೆಯದಲ್ಲ. ಈ ರೀತಿ ಕೀಳು ಲೊಹ, ಅಲೋಹಗಳನ್ನು ಚಿನ್ನವನ್ನಾ ಗಿಸುವ ಪ್ರಯತ್ನವನ್ನು ವಿಜ್ಞಾನಿ ನ್ಯೂಟನ್ ಕೂಡ ಮಾಡಿದ್ದರು. ಇದೊಂದು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಕಣ್ಕಟ್ಟು ವಿದ್ಯೆಯಂತೆ ಆಗಿ ಹೋದ ಘಟನೆಯಷ್ಟೆ. ಅಂತೆಯೇ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿನ ಶುದ್ಧ ನೀರು ವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಅವಾಹಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಯಾವಾಗ ಈ ಶುದ್ಧ ನೀರು ಮಣ್ಣಿನ ಜೊತೆ ಬೆರೆಯುತ್ತದೋ, ಅದರಲ್ಲಿನ ಲೋಹೀಯ ಕಣಗಳಜೊತೆ ಮಿಲನ ಹೊಂದಿ ಅದೊಂದು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕವಾಗಿ ವರ್ತಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಕಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ, ಯಾವುದೇ ವಸ್ತುವು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ವಾಹಕವಾಗಬಹುದು ಎಂದು ಈ ಸಂಶೋಧಕರು ಹೇಳ ಹೊರಟಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಕುರಿತು ಸಂಶೋಧನಾ ಲೇಖನವೊಂದು ‘ನೇಚರ್’ ನ ಜುಲೈ ಸಂಚಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಗೊಂಡಿದೆ.

ವಿಭಿನ್ನ ಒತ್ತಡದ ಸನ್ನಿವೇಶ
ಹಾಗೆ ಒಂದು ಕಲ್ಪನೆಯ ಮೂಲಕ ಗಮನಿಸುವುದಾದರೆ, ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಬಿಗಿಯಾಗಿ ಹಿಸುಕಿದರೆ, ಹೊರಗಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಕಕ್ಷೆಗಳು ಅತಿಕ್ರಮಿ ಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತವೆ. ಅವುಗಳನ್ನು ಸುತ್ತಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ನೀರಿಗಾಗಿ, ಈ ಒತ್ತಡವು ಸುಮಾರು 48 ಮೆಗಾಬಾರ್‌ಗಳಷ್ಟಿದೆ – ಸಮುದ್ರ ಮಟ್ಟ ದಲ್ಲಿ ಭೂಮಿಯ ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡಕ್ಕಿಂತ ೪೮ ದಶಲಕ್ಷ ಪಟ್ಟು ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಒತ್ತಡ ಇದು. ಇದನ್ನು ಮೀರಿದ ಒತ್ತಡಗಳು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಸನ್ನಿವೇಶ ದಲ್ಲಿ  ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗಿದ್ದರೂ, ಲೋಹೀಯ ನೀರನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಇಂತಹ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ.

ಆದ್ದರಿಂದ ಜೆಕಿಯಾದಲ್ಲಿನ ಜೆಕ್ ಅಕಾಡೆಮಿ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸಸ್ನ ಸಾವಯವ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಪಾವೆಲ್ ಜಂಗ್ವಿರ್ಥ್ ನೇತೃತ್ವದ ಸಂಶೋಧಕರ ತಂಡವು ಕ್ಷಾರ ಲೋಹಗಳ ಕಡೆ ಹೆಚ್ಚು ಗಮನಹರಿಸಿದರು. ಇಂತಹ ಕ್ಷಾರೀಯ ಗುಣಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದ ವಸ್ತುಗಳು, ತಮ್ಮ ಹೊರಗಿನ ಕಕ್ಷೆಯಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಹಳ
ಸುಲಭವಾಗಿ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಅಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡವಿಲ್ಲದ ಶುದ್ಧ ನೀರಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಹಂಚಿಕೆ ಗುಣಗಳನ್ನು ಅವು ಪ್ರೇರೇಪಿಸಬಹುದು. ಇಲ್ಲಿ ಕಂಡು ಬರುವ ಒಂದೇ ಒಂದು ಸಮಸ್ಯೆ ಎಂದರೆ, ಕ್ಷಾರ ಲೋಹಗಳು ದ್ರವ ನೀರಿನಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಸ್ಫೋಟಕದ ಮಟ್ಟಕ್ಕೂ ಸಹ ಇಳಿದುಬಿಡುತ್ತವೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ಅತ್ಯಂತ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾದ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಕಂಡುಕೊಂಡಿತು. ಲೋಹವನ್ನು ನೀರಿಗೆ ಸೇರಿಸುವ ಬದಲು, ಲೋಹಕ್ಕೆ ನೀರನ್ನು ಸೇರಿಸಿದರೆ ಹೇಗೆ?

ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಗುಳ್ಳೆ
ನಿರ್ವಾತ ಕೊಠಡಿಯಲ್ಲಿ ಈ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ನಳಿಕೆಯಿಂದ ಸೋಡಿಯಂ-ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಗುಳ್ಳೆಯನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯುವ
ಮೂಲಕ ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿತು. ಇದು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ದ್ರವವಾಗಿದ್ದು, ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಶುದ್ಧ ನೀರಿನ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮಅನ್ನು ಬಹಳ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಸೇರಿಸಲಾಯಿತು. ಸಂಪರ್ಕದ ತರ, ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಲೋಹದ ಕ್ಯಾಟಯನ್ಸ್ (ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಅಯಾನುಗಳು) ಮಿಶ್ರಲೋಹ ದಿಂದ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಹರಿಯಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿಬಿಟ್ಟವು.

ಇದು ನೀರಿಗೆ ಚಿನ್ನದ ಹೊಳಪನ್ನು ನೀಡುವುದಲ್ಲದೆ, ನೀರನ್ನು ವಾಹಕವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಿತು. ಈ ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ‘ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ರಿಫ್ಲೆಕ್ಷನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ’ ಮತ್ತು ‘ಸಿಂಕ್ರೊಟ್ರಾನ್ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಫೋಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ’ ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ದೃಢಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ ನೀರು ಲೋಹವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗಲು 15 ಮಿಲಿಯನ್ ಪ್ರಮಾಣದ ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡ ಬೇಕು. ಇದು ಪ್ರಸ್ತುತ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ ತಂತ್ರಗಳಿಗೆ ಕೈಗೆಟುಕುವುದಿಲ್ಲ. ಆದರೆ ನೀರು ಪರ್ಯಾಯ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿ ವಾಹಕವಾಗಬಹುದು – ಕ್ಷಾರ ಲೋಹಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಎರವಲು ಪಡೆಯುವ ಮೂಲಕ.

ನಮ್ಮ ಅಧ್ಯಯನವು ಲೋಹೀಯ ನೀರನ್ನು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದೆಂದು ತೋರಿಸುವುದಲ್ಲದೆ, ಅದರ ಚಿನ್ನದ ಲೋಹೀಯ ಹೊಳಪಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿ ಸಿದ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸಹ ನಿರೂಪಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕ ಸೀಡೆಲ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ. ಇದರಿಂದೇನು ಪ್ರಯೋಜನ? ಇದುವರೆಗೂ ಈ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ನೀರಿಗೆ ಚಿನ್ನದ ಹೊಳಪನ್ನು ಕೊಟ್ಟು, ಕ್ಷಣಮಾತ್ರದಲ್ಲಿ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ಲೋಹವನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಯಿತು.

ಇದರಂತೆ, ದೊಡ್ಡ ಗ್ರಹಗಳೊಳಗಿನ ತೀವ್ರ-ಒತ್ತಡದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ನಿಕಟ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ಮಾಡಲು ಸುಲಭವಾದಂತಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸೌರವ್ಯೂಹದ
ಹಿಮ ಗ್ರಹಗಳಾದ ನೆಪ್ಚೂನ್ ಮತ್ತು ಯುರೇನಸ್ ಗಳಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಲೋಹೀಯ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸುತ್ತುತ್ತದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮತ್ತು ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಗುರು ಗ್ರಹದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ, ಒತ್ತಡವು ಶುದ್ಧ ನೀರನ್ನು ಲೋಹೀಕರಿಸುವಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮುಂದಿನ ದಿನಮಾನಗಳಲ್ಲಿ ಈ ನೀರನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣ ವಾಗಿ ಲೋಹೀಕರಿಸುವ ಯಾವುದಾದರೂ ಸೌರವ್ಯೂಹದ ಗ್ರಹ ವಿeನಿಗಳ ಕಣ್ಣಿಗೆ ಬಿದ್ದುಬಿಟ್ಟರೆ, ಆ ಕುರಿತು ಪ್ರಯೋಗ ನಡೆಸಿ, ಶುದ್ಧ ನೀರನ್ನೆ ಚಿನ್ನವನ್ನಾಗಿಯೋ,
ಇಲ್ಲವೇ ಮತ್ತಾವುದೋ ನಮಗೆ ಬೇಕಾದ ಲೋಹವನ್ನಾಗಿಯೋ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು ಸಾಧ್ಯವಾದೀತು.