International Conference on Nanostructured Materials, at IIUCNN, MG University, Kottayam

21st December 2014, Some of the pics from ICNM-2014 at IIUCNN, MG University, Kottayam. There was an invited lecture on Conducting Polymer Coated nanomagnets from my side and chaired a Session of Nanocomposites. It was a great event in the sense that researchers in the field of nanotechnology over the globe gathered here and shared their experiences. Prof. Sabu Thomas was the chief coordinator of the programme.

Green Revolution in Nanotechnology

Nanotechnology has now started transforming the facet to green technology, especially in the synthesis process. Studies have been initiated and recent reports are released in this regard. It is obvious to realize the possibilities of green revolution in the synthesis process by taking the example of the preparation of nanosized metallic particles. Generally, in such a synthesis process, the corresponding metallic salt is made to undergo  chemical reduction in presence of a reducing agent. Reducing agents such as sodium borohydride, lithium borohydride etc., were used so far. However, it is quite evident that these compounds are highly toxic and inflammable and may lead to harmful byproducts. Hence they are a threat to the ecosystem. Hopefully, it has been found that natural reducing agents present in the plant materials can take over the role of  the above said chemicals. Since at the same time being a reducing agent, some plant extracts could act as capping agents as well, which can serve as a decisive factor in controlling the nanosize and suppress the aggregation among  the particles formed. In fact, the partially greened synthesis process is proposed to be fully converted green, make the field green revolutionized, is the immediate future objective. In this prospective, our group of researchers are involved in the search of such a synthesis process.

Conference Participation

It was a nice experience. On behalf of Sree Narayana college, Punalur, I participated in the inaugural ceremony of ICT academy of Kerala at Taj Vivanta, TVM. It was all about train the trainer programme to be launched in all engineering and arts and science colleges in the recent future. Honorable Chief Minister of Kerala Sri. Oommen Chandy formally inaugurated the Programme. The IT Chiefs of Kerala, Infosys Chairman, Officials from Tata Consultancy and other IT related firms shared their views and concerns in finding out and deploying skilled personnel among the graduates in our states.  

വരാനിരിക്കുന്നത് പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ കാന്തിക ശീതീകരണത്തിൻറ്റെ പുതിയ കാലഘട്ടം

സാങ്കേതിക മേഖലയിൽ മുഖ്യമായും, നിത്യജീവിതത്തിൽ ഒരു പക്ഷെ ആപേക്ഷികവുമായ ഒരു സംവിധാനമാണ് ശീതീകരണം. എന്നാൽ,   ചെലവേറിയതും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദമല്ലാത്തതുമാണ് നിലവിലെ ശീതീകരണ പ്രക്രിയ.  കംബ്രസറു (Compressor) കളുടെ  പ്രവർത്തന ശേഷിക്ക് അനുസൃതമായി വൻതോതിൽ  വൈദ്യുതോർജ്ജത്തിൻറ്റെ  ഉപഭോഗം ആവശ്യമായി വരുകയും എന്നാൽ, ഭൗമാന്തരീക്ഷത്തിൻറ്റെ  പ്രധാന കവചമായ ഓസോണ്‍ പാളിയെ  നേർപ്പിച്ച്‌ ഇല്ലാതാക്കാൻ ശേഷിയുള്ള ക്ലോറോഫ്ലൂറോ കാർബണുകളെ  ഉപോത്പ്പന്നമായി പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നതുമാണ്  നിലവിലെ ശീതീകരണ പ്രക്രിയ. ദീർഘകാലാടിസ്ഥാനത്തിൽ,  മേൽസൂചിപ്പിച്ച പ്രശ്നങ്ങൾ മാറ്റിനിർത്തിയുള്ള  തക്കതായ ബദൽ സംവിധാനങ്ങൾ   ആവശ്യമാണെന്നതിൽ തർക്കമില്ല. ഈയവസരത്തിലാണ് കാന്തിക ശീതീകരണത്തിൻറ്റെ പ്രസക്തിയെക്കുറിച്ച് ഗവേഷകരും സാങ്കേതിക വിദഗ്ധരും ഉൾപ്പെട്ട സമൂഹം ഉത്സുകരാകുന്നത്‌.

            കാന്തിക ശീതീകരണം അഥവാ മാഗ്നെടിക് റെഫ്രിജറേഷൻ (Magnetic Refrigeration) ഒരു ഭൗതിക യാഥാർത്ഥ്യമാണന്നുള്ള വസ്തുത ഇതിനോടകം  തന്നെ തെളിയിക്കപ്പെട്ടു കഴിഞ്ഞതാണ്.  മാഗ്നെറ്റൊ കലോറിക് ഇഫക്റ്റ് (Magneto Caloric Effect) എന്ന തത്വത്തെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തിയാണ്‌ ഇവിടെ പ്രവർത്തനം നടക്കുന്നത്. ഇവിടെ, ഒരു  കാന്തത്തെ,  പ്രത്യേകിച്ചും നാനോകാന്തങ്ങളെ, ഉപയോഗിച്ച് താപത്തെ ഒരു സ്ഥാനത്ത്  നിന്നു മറ്റൊരു സ്ഥാനത്തേക്ക് മേൽ സൂചിപ്പിച്ച  പ്രവർത്തന തത്വം പ്രകാരം  കടത്തിവിടാൻ  കഴിയും. അപ്പോൾ പിന്നെ, കംബ്രസറിനെയും ദ്രാവക രൂപത്തിലുള്ള ശീതീകാരി (Refrigerant) യേയും മാറ്റിനിർത്തി തൽസ്ഥാനത്ത് ഖരാവസ്ഥയിലുള്ള നാനോകാന്തങ്ങളെ ഉപയോഗിച്ച് കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ അന്തരീക്ഷ മലിനീകരണമില്ലാതെ തന്നെ ഒരു  പ്രത്യേക വിസ്തൃതിയിലുള്ള അടഞ്ഞ സ്ഥാനത്തെ (a closed area) തണുപ്പിച്ചെടുക്കാൻ  സാധിക്കണം. 

                എന്നാൽ, പ്രായോഗിക മണ്ഡലത്തിൽ ഇതെങ്ങനെ വിജയകരമായി സ്ഥാപിച്ചെടുക്കാം എന്നത് സംബന്ധിച്ച മൂർത്തമായ ഒരു രൂപരേഖ തയ്യാറായി വരുന്നതേയുള്ളു. പക്ഷെ, ഒരു കാര്യം സുനിശ്ചിതമാണ്, അതായത് സമീപഭാവിയിൽ തന്നെ ഇതു യാഥാർത്ഥ്യമാകുന്നതാണ്. കാരണം,  അത്രക്കുണ്ട്  നമുക്കിവിടെ ഊർജ്ജവും പരിസ്ഥിതിയും  സംരക്ഷിച്ചു നിർത്തേണ്ടതിൻറ്റെ ആവശ്യകത. ഈ മേഖലയിൽ ഗവേഷണം മുന്നോട്ടു കൊണ്ടുപോകുന്ന ഒരാളെന്ന നിലയിൽ, ലോകത്ത് പലയിടങ്ങളിലും അഹോരാത്രം നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന  ബൗദ്ധിക അധ്വാനങ്ങൾ, ഊർജ്ജ സംരക്ഷിത - പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ - കാന്തിക ശീതീകരണം കൊണ്ടു വരാൻ പോകുന്ന പുതിയ കാലഘട്ടത്തിൻറ്റെ വിജയസൂചകങ്ങളായി സാക്ഷ്യപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. 

നാനോയുടെ ഇടനാഴിയിൽ!!!!

 

സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ ചരിത്രപരമായ വികാസത്തിൽ  ഒഴിച്ചുനിർത്താൻ സാധിക്കാത്ത  ഒരു പ്രക്രിയയാണ്‌  മിനിയേച്ചർ വൽകരണം  (miniaturisation).  വാസ്തവത്തിൽ , പുതിയ കാലഘട്ടതിന്  അനുയോജ്യമായ  മിനിയേച്ചർ വൽ കരണമാണ്,  ഇന്ന്  ശാസ്ത്രലോകത്ത്    ഏറ്റവും  അധികം  ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുന്ന 'നാനോ' എന്ന പദം. നാനോവലിപ്പത്തിലുള്ള  പദാർത്ഥങ്ങൾ അവയുടെ  ഭൗതിക സ്വഭാവത്തിൽ   പ്രകടമാക്കുന്ന  വൈരുദ്ധ്യങ്ങൾ തന്നെയാണ്  അതിൻടെ സാധ്യതകൾ ഉയർത്തിക്കാട്ടുന്നത്. ഒരു പക്ഷെ,  ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സ്  അതിൻടെ  സൈദ്ധാന്തിക തലത്തിൽ   നിന്നുകൊണ്ട്  ഏതളവുവരെ  നമ്മെ  അതിശയിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ടോ,  പ്രായോഗിക തലത്തിൽ  അതിൻടെ പതിന്മടങ്ങ്‌ മാസ്മരികമാണ് നാനോപദാർത്ഥങ്ങൾ കാഴ്ചവയ്ക്കുന്ന    വൈരുദ്ധ്യ  ഭാവങ്ങൾ.  

           ഒരു പക്ഷെ,  'നാനോ' എന്ന പദം  വളരെയധികം ജനറലൈസ് (generalised) ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുള്ളതാണോ എന്ന  സംശയം  എനിക്കുണ്ട്.  കാരണം,  നമുക്കറിയാം  ഒരു  മൈക്രോണിൻടെ (1 micron ) തന്നെ ആയിരത്തിലൊന്ന്  മാത്രമാണ്  ഒരു  നാനോ. അതായത്,   ഒരു നാനോമീറ്റർ  (1 nm)  മുതൽ  999 nm  വരെ  വലിപ്പമുള്ള  പദാർത്ഥങ്ങളെ  നാനോയുടെ  പരിധിയിൽ  ഉൾപ്പെടുത്താമെന്ന്  സാരം.  പക്ഷെ ,  സാധാരണയായി  പരാമർശി ക്കപ്പെടുന്നതുപോലെ,   1 nm  മുതൽ  100 nm വരെ  വലിപ്പമുള്ള  പദാർത്ഥങ്ങളെ  മാത്രമാണ്  നാനോ ആയി  കണക്കാക്കുന്നത്‌.  ഈ  പരിധി  ഒരു  തർക്ക വിഷയമായി   തുടരുമ്പോഴും,  ചില  ശാസ്ത്ര  സത്യങ്ങൾ  ഈ  സമസ്യയുമായി  ബന്ധപ്പെട്ട് നിലനിൽക്കുന്നുണ്ട്.

        തൽകാലം,  നിലവിലെ  പരിധിയെ  വിശ്വാസത്തിലെടുത്തു   പരിശോ ധിക്കുമ്പോൾ,  സ്വഭാവികമായും  ഉടലെടുക്കുന്ന  ഒരു  സംശയമാണ്‌ - എന്തുകൊണ്ട്  ഈ  പരിധിയിൽ   പദാർത്ഥങ്ങൾ  അവയുടെ  സാമാന്യ  ഭൗതിക  അവസ്ഥയിൽ  നിന്നും  വ്യതിചലിച്ചു  സവിശേഷമായ  ഗുണങ്ങൾ  പ്രകടമാക്കുന്നു ?-  എന്നത്.   തീർച്ചയായും  ഈ  സമസ്യക്ക്  ഉത്തരം  കിട്ടാൻ  ക്വാണ്ടം  ഫിസിക്സിൻടെ സൈദ്ധാന്തിക മണ്ഡലത്തിലൂടെ ഒരു പരകായ പ്രവേശം  തന്നെ  നടത്തേണ്ടതുണ്ട്. ഒരു പക്ഷെ,  ഒരു  സന്യാസിവര്യൻടെ  ധ്യാ നത്തോടുപമിക്കത്തക്ക  സമർപ്പണം   ഇതിൻടെ  നിർധാരണത്തിൽ  ആവശ്യമായി   വരുന്നു.

     നാളിതുവരെ   നടന്നിട്ടുള്ള  ഗവേഷണ  ഫലങ്ങളിൽ നിന്നും  വ്യക്തമാകുന്നത്,  മേൽ  സൂചിപ്പിച്ച  പരിധിയിൽ,  പദാർത്ഥങ്ങൾ അവയുടെ  ലഭ്യമായ  വ്യപ്തത്തിൽ  നിന്ന് കൊണ്ട്   ഏറ്റവും   ഉയർന്ന  ഉപരിതല പരപ്പളവ്‌ ( High  Surface to Volume  ratio )  സൃഷ്ടിക്കുന്നു എന്ന വസ്തുതയാണ്.  ഈ  അവസ്ഥയിൽ,  പദാർത്ഥങ്ങളുടെ  ഉപരിതലത്തിൽ  ലഭ്യമായിട്ടുള്ള  ഏതാനും  ആറ്റമുകൾ (Atoms ) അഥവാ  അവയിലെ  ഇലക്ട്രോണുകൾ (Electrons) ആകും  ആ  പ്രത്യേക   പദാർത്ഥത്തിൻടെ  മൊത്തം  ഭൗതിക  ഗുണങ്ങൾ  തീരുമാനിക്കാൻ  പോകുന്നത്. Uncertainty Principle സൂചിപ്പിക്കും പോലെ  പദാർത്ഥം  ഒരു  അനിശ്ചിതാവസ്ഥ യുടെ  ക്വാണ്ടം ഇടനാഴിയിൽ (Quantum Confined) അകപ്പെടുന്നു.  തീർച്ചയായും  ആ ലോകം   അതിശയങ്ങളുടെ ക്വാണ്ടം  കലവറയാണ് !!

      കാന്തിക  പദാർത്ഥങ്ങളെ   സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം   നാനോവലിപ്പത്തിൽ  അഥവാ  ക്വാണ്ടം   പരിധിയിൽ  സാധാരണയിൽ  നിന്നും  വ്യത്യസ്തമായി അതിനൂതനമായ 'സൂപ്പർ പാരാ മാഗ്നടിസം'  എന്ന  സവിശേഷ ഗുണം  പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.  ഇന്ന് ബയോ മെഡിക്കൽ മേഖലയിൽ,  പ്രത്യേകിച്ചും  അർബുദ ചികിത്സാ ഗവേഷണ രംഗത്ത്,  ഏറ്റവും കൂടുതൽ  പഠനങ്ങൾ  നടന്നു വരുന്നത്  നാനോകാന്തങ്ങളുടെ സൂപ്പർ പാരാ മാഗ്നടിക്   പ്രതിഭാസം   ഉപയോഗപ്പെടുത്തി  അർബുദ കോശങ്ങളെ  എങ്ങനെ ഫലപ്രദമായി  ഇല്ലാതാക്കാം  എന്നതിനെ കുറിച്ചാണ്.  കൂടാതെ,  MRI   സ്കാൻ  രംഗത്ത്,  ഉയർന്ന  കോണ്ട്രസ്റ്റ് (Contrast)   മികവിന് വേണ്ടി   സൂപ്പർ പാരാ മാഗ്നടിക്  നാനോകാന്തങ്ങളെ  ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു.  അതുപോലെ തന്നെ,  ഡ്രഗ് ടാർജട്ടിങ് (drug targeting) രംഗത്ത്  നാനോകാന്തങ്ങളും അവയുടെ  സൂപ്പർ പാരാ മാഗ്നടിസവും വലിയ സാധ്യതകളാണ്  കൊണ്ട് വരാൻ പോകുന്നത്.  ഇവയൊന്നും തന്നെ  നാനോ പരിധിക്കു  പുറത്തുള്ള കാന്തങ്ങളെ   കൊണ്ട് സാധ്യമല്ല താനും.  മറ്റനവധി  മേഖലകളിലും സാധ്യതകൾ  ഏറെയാണ്‌.  ഈ  സാഹചര്യത്തിലാണ്  മാഗ്നടിക് ഡാറ്റാ  സ്റ്റൊറജ് (Magnetic Data Storage) രംഗത്ത്  വിപ്ലവം  സൃഷ്ടിക്കാൻ പോകുന്ന  തരം  നാനോകാന്തങ്ങളെ  വികസിപ്പിച്ചെടുക്കുന്നതിൽ  ഗവേഷകർ  ഉത്സുകരാകുന്നത്.  ഇതു സംബന്ധമായ ഒരു  പ്രോജക്റ്റ് നടപ്പക്കുന്നതിൻടെ  ഭാഗമായി  University Grant Commission (UGC) നു   സമർപ്പിച്ച  പ്രൊപ്പോസൽ പാസാകുകയും  പതിനൊന്നാം പദ്ധതിയിൽ  ഉൾപ്പെടുത്തി   ആവശ്യമായ  ഫണ്ട്  തത്വത്തിൽ  അനുവദിക്കുകയും  ചെയിതിട്ടുണ്ട്. ഈ  പ്രോജക്റ്റിൻടെ  മൂർത്തമായ വിജയത്തിലേക്കാവശ്യമായ എല്ലാവിധ  സഹായ  സഹകരണവും ഇതോടൊപ്പം പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

                                                         ഡോ. അരുണ്‍ എസ്. പ്രസാദ്‌

Recognition as Reviewer