ಇಂಧನದ ಶಕ್ತಿಯ ರಹಸ್ಯ ಅದರ ಹನಿಗಳಲ್ಲಿದೆ!

ಮನುಷ್ಯನಿಗೆ ತೀರಾ ಅವಶ್ಯವಾಗಿರುವ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಇಂಧನವೂ ಒಂದು. ಅನಾದಿ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಚಳಿ ಮತ್ತು ವನ್ಯ ಮೃಗಗಳಿಂದ ರಕ್ಷಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಒಣಗಿದ ಕಡ್ಡಿಗಳನ್ನು ಬೆಂಕಿ ಹೊತ್ತಿಸಲು ಬಳಸಿದ್ದು, ಬಹುಶಃ ಇಂಧನದ ಬಳಕೆಯ ಮೊದಲ ಉದಾಹರಣೆ. ಅಲ್ಲಿಂದ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮುಂದುವರೆದಂತೆ ಹತ್ತು ಹಲವು ರೀತಿಯ ಇಂಧನಗಳ ಬಳಕೆ ಸರ್ವೇ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿಬಿಟ್ಟಿತು.

ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಇಂಧನ. ಬಸ್ಸು, ರೈಲುಗಳಿಗೆ ಡೀಸೆಲ್ ಇಂಧನ. ಭೂಮಿ ಬಿಟ್ಟು ಆಗಸದಲ್ಲಿ ಹಾರುವ ವಿಮಾನಕ್ಕೆ ಅದರದೇ ಆದ ಇಂಧನ. ಹಾಗೆಯೇ, ಭೂಮಿಯ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲದಿಂದ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುವಷ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಹಾರುವ ರಾಕೆಟ್‌ಗೂ ವಿಶೇಷವಾದ ಇಂಧನ. ಹೀಗಿದೆ ಮನುಷ್ಯನ ಮತ್ತು ಇಂಧನದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ!

ಇವೆಲ್ಲ ಮೆಚ್ಚುವಂಥ ಸಾಧನೆಗಳೇ. ಆದರೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಎರಡು ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿವೆ. ಒಂದು, ಪೆಟ್ರೋಲ್ ಮತ್ತು ಡೀಸೆಲ್‌ಗಳಂತಹ ಇಂಧನಗಳ ಮೂಲಗಳು ದಿನೇ  ದಿನೇ ಕಡಿಮೆ ಆಗುತ್ತಿದ್ದು, ಒಂದಲ್ಲ ಒಂದು ದಿನ ಈ ಇಂಧನಗಳು ಸಿಗದೇ ಇರುವ ಸ್ಥಿತಿ ಬರುತ್ತದೆ. ಎರಡು, ಅವುಗಳ ಬಳಕೆಯಿಂದ ಹೊರಬರುವ ಹೊಗೆ ಭೂಮಿಯ ವಾಯುಗೋಳವನ್ನೇ ಹಾಳುಗೆಡವಿದೆ.

ಮನುಕುಲ ನೆಮ್ಮದಿಯಾಗಿ ಬದುಕಲು ಈ ಎರಡೂ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೂ ಪರಿಹಾರ ಕಂಡುಹಿಡಿಯ ಬೇಕಾದುದು ಅತ್ಯವಶ್ಯ. ಆಶ್ಚರ್ಯವೆಂದರೆ, ಐಐಎಸ್ಸಿ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಅಂತಹ ಪರಿಹಾರದ ರಹಸ್ಯ ಅಡಗಿರುವುದು ಇಂಧನದ ಸಣ್ಣ ಸಣ್ಣ ಸಣ್ಣ ಹನಿಗಳಲ್ಲಿ!

ಐಐಎಸ್ಸಿಯ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗದ ಡಾ. ಸಪ್ತರ್ಷಿ ಬಸು ಮತ್ತು ಅವರ ಪಿಎಚ್‌ಡಿ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ ಅಂಕುರ್ ಮಿಗ್ಲಾನಿ ಕೆಲವು ತಿಂಗಳುಗಳಿಂದ ಇಂಧನದ ಹನಿಗಳು ಒಡೆಯುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಆಳವಾಗಿ ಅಭ್ಯಸಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ.

ಇಂಧನದ ಹನಿಗಳಿಗೆ ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳನ್ನು ತುರುಕುವುದರಿಂದ ಇಂಧನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಹೆಚ್ಚುವುದು ಮತ್ತು ಇಂಧನ ದಹನದಿಂದ ಆಗುವ ವಾಯು ಮಾಲಿನ್ಯ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದು ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ತಿಳಿದಿದ್ದ ವಿಷಯವೇ. ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಮುಂಚೂಣಿಯಲ್ಲಿರುವ ಯೂರೋಪಿನ ಕೆಲವು ದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಗಾರ್ಥವಾಗಿ ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳಿಂದ ತುಂಬಲ್ಪಟ್ಟಿರುವ ಇಂಧನಗಳನ್ನು ವಾಹನಗಳಲ್ಲೂ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ.

ಆದರೆ, ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿದಷ್ಟೂ ಇಂಧನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತದೆಯೇ ಅಥವಾ, ಒಂದು ಮಟ್ಟ ದಾಟಿದ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಣೆ ಕಾಣುವುದು ನಿಂತು ಹೋಗುತ್ತದೆಯೇ ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಉತ್ತರ ಇನ್ನೂ ಸಿಕ್ಕಿರಲಿಲ್ಲ. ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉತ್ತರಗಳನ್ನು ನೀಡಿದ್ದಾರೆ ಐಐಎಸ್ಸಿ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು. ಇದಕ್ಕೆ ಅವರು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದ್ದು ಹೇಗೆ ಗೊತ್ತೇ? ಇಂಧನದ ಹನಿಗಳು ಒಡೆಯುವ ಮೂಲಕ!

ಇಂಧನದ ದಹನ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಹನಿ ಒಡೆಯುವುದರ ಪಾತ್ರ ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾದದ್ದು. ಒಂದು ಹನಿ ಒಡೆದು ಹಲವು ಹನಿಗಳಾದಾಗ, ಇಂಧನದ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ ಜಾಸ್ತಿಯಾಗಿ ಇಂಧನದಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಬಹುದು. ಹಾಗಾಗಿಯೇ, ಎಂಜಿನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ದಹನ ಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಯುವ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಇಂಧನವನ್ನು ತುಂತುರು ಹನಿಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಿಂಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಈ ಹನಿಗಳು ಒಡೆದು, ಹತ್ತು ಹಲವು ಹನಿಗಳಾದಾಗ, ಇಂಧನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಸುಧಾರಣೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಹನಿಗಳು ಒಡೆಯುವಂತೆ ಮಾಡಲು ವಿಶ್ವದ ಎಲ್ಲೆಡೆ ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಯುತ್ತಿದ್ದರೂ, ಇನ್ನೂ ಒಂದು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ತಂತ್ರವನ್ನು ಹುಡುಕಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಲ್ಲ.  ಐಐಎಸ್ಸಿಯ ಸಪ್ತರ್ಷಿ ಬಸು ಕೂಡ ಈ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ.

ಡಾ. ಸಪ್ತರ್ಷಿ ಬಸು ಮತ್ತು ಅವರ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ, ಇಂಧನದ ಹನಿಗಳಿಗೆ ವಿವಿಧ ಪ್ರಮಾಣಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿ, ಅದರಿಂದ ಹನಿಗಳು ಒಡೆಯುವುದರ ಮೇಲೆ ಆಗುವ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಿದರು.  ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳ ಪ್ರಮಾಣ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದಾಗ, ಇಂಧನದ ಹನಿಗಳು ಒಡೆಯುವ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳ ಪ್ರಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ ಹನಿಗಳು  ಒಡೆಯುವ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳು ಕಡಿಮೆ ಎಂಬುದು ಅವರ ಸಂಶೋಧನೆಯಿಂದ ಸಾಬೀತಾಯಿತು.

ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳ ಪ್ರಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಅವುಗಳು ಇಂಧನದ ಹನಿಯೊಳಗೆ ತೂತುಗಳಿರುವ ಕವಚವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿ, ಹನಿ ಒಡೆಯುವುದನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುತ್ತವೆ. ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳ ಪ್ರಮಾಣ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದಾಗ, ಹನಿಗಳು ಒಡೆದು, ತಮ್ಮ ಹೊಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿದ್ದ ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳನ್ನು, ತಮ್ಮಿಂದ ಭಾಗಗೊಂಡ ಹನಿಗಳಿಗೂ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತವೆ. ಹಾಗಾಗಿ, ಈ ಹನಿಗಳೂ ಕೂಡ ಮತ್ತೆ ಒಡೆಯುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿರುತ್ತದೆ. ಹನಿಗಳು ಒಡೆದಷ್ಟೂ, ಇಂಧನದ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ ಜಾಸ್ತಿಯಾಗುವುದರಿಂದ, ಇಂಧನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ!

ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಇರುವುದು ಇಂಧನದ ಸಣ್ಣ ಹನಿಗಳು ಮತ್ತು ಕಣ್ಣಿಗೂ ಕಾಣದ ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳು. ಆದರೆ ಇವುಗಳು ಇಂಧನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನೇ ಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ ಈ ಸಂಶೋಧನೆ. ‘ಈ ತಂತ್ರವು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಎಂಜಿನ್‌ಗಳಲ್ಲೂ ಯಶಸ್ವಿಯಾದರೆ, ಇಂಧನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಭಾರತ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ’ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಸಪ್ತರ್ಷಿ ಬಸು.

ವಾಯುಮಾಲಿನ್ಯ, ಇಂಧನ ಕೊರತೆಯಂತಹ ಜಾಗತಿಕ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಪರಿಹಾರ ಸೂಚಿಸುತ್ತಿರುವುದು ಅತೀ ಸಣ್ಣದಾದ ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳು. ಇವುಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಕೀರ್ಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದೇ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಂಶೋಧನೆ. ಆದ್ದರಿಂದಲೇ, ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳನ್ನು ವ್ಯಯ ಮಾಡಿದಷ್ಟೂ ಒಳ್ಳೆಯದಲ್ಲವೇ?

-ಗುಬ್ಬಿ ಲ್ಯಾಬ್ಸ್‌
(ಸಂಶೋಧನಾ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ತೊಡಗಿಸಿಕೊಂಡಿರುವ ಸಾಮಾಜಿಕ ಉದ್ಯಮ)