அறிவியல் அறிவோம்: பறவையின் நிறம் ஏன் மங்குவதில்லை?

சில வருடங்களுக்கு முன்பாக நடந்த திருமணத்தின் நினைவு மட்டும் பசுமையாக மங்காமல் இருக்கிறது. ஆனால், அந்தக் கல்யாணத்துக்கு வாங்கிய பச்சை நிறப் பட்டுச் சேலையின் நிறம் மட்டும் வெளுத்துப் போய்விடுகிறது.

மங்காத நிறம்

அமேசான் காடுகளில் கோடிங்கா (spangled cotinga) எனும் பறவை வாழ்கிறது. அதன் மார்பு அடர்த்தியான நீலநிறத்தில் பளபளக்கும். 100 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அந்தப் பறவையில் ஒன்றைப் பிடித்துப் பதப்படுத்திக் காட்சிக்கு வைக்கப்பட்டிருக்கிறது. அந்தப் பறவையின் மார்பின் நிறம் 100 ஆண்டுகள் ஆகியும் மங்கவில்லை.

புத்தம்புது பட்டுச் சேலையைப் போலப் பளபளவென நிறம் மங்காமல் இருக்கிறது. தற்செயலாகப் பேராசிரியர் வினோதன் மனோகரன் பார்வையில் அது பட்டது. அவருக்குச் சட்டென்று மனதில் தோன்றியது ஒரு பொறி. ‘எல்லா நிறங்களும் காலப்போக்கில் மங்கி வெளுத்துப்போய்விடுகின்றன. சில பறவைகள், பட்டாம்பூச்சிகளின் இறக்கைகள் மட்டும் எல்லாக் காலத்திலும் பளபளவென இருப்பது ஏன்?’ என வியந்தார் வினோதன்.

இலைகள் பச்சை நிறமாய் இருப்பதற்குக் காரணம் அதில் உள்ள குளோரோபில் எனும் நிறமி (pigment) தான் என நாம் அறிவோம். சூரிய ஒளியில் உள்ள எல்லா நிறங்களையும் உள்வாங்கி வெறும் பச்சை நிறத்தை மட்டும் வெளியில் உமிழ்கிறது இந்த நிறமி. எனவேதான் இலை பச்சை நிறத்தில் காட்சி தருகிறது. ஆடையின் நிறங்களும் இவ்வாறு பல வர்ணச் சாயப்பொருள்களைச் சேர்ப்பதால் உருவாகின்றன. பிரகாசமான ஒளி இந்த நிறமியின் வேதிப்பொருள்களில் படும்போது காலப்போக்கில் வேதிவினை ஏற்பட்டு அந்த நிறமியே சிதைந்துபோகிறது. நிறம் மங்கி வெளுத்துப்போகிறது.

துவாரங்களில் ஒளிச் சிதறல்

நிறம் மங்கிவிடுவது மட்டுமல்ல பிரச்சினை. இன்று குறிப்பிட்ட ஒரு சிவப்பு நிறச் சாயம் கொச்சினீல் (cochineal) எனப்படும் பூச்சியைப் பயன்படுத்தித் தயாரிக்கப்படுகிறது. இதற்குக் கோடிக்கணக்கான பூச்சிகளை அழிக்க வேண்டும்.

செயற்கையான, வேதி முறையிலான பெயிண்ட் தயாரிப்பதற்கு இன்று ஒவ்வொரு நிறத்துக்கும் ஒவ்வொரு வேதிப்பொருளை உருவாக்கியிருக்கிறோம். ஆனால், இந்தச் செயற்கை நிறமிகள் பொதுவாகவே நச்சுத் தன்மை வாய்ந்தவையாக இருக்கின்றன. சூழலுக்கும் கேடு.

இயற்கையில் தானே தயாராகிறது பறவையின் இறகு நிறம். நாமும் நானோ அளவில் துகள்களைத் தயாரித்து அதன் வழியாக வர்ணங்களை அடைய முடியும் என்றால் அவை, புதுப்பொலிவுடன் நீண்ட காலம் மங்காமல் ஒளிரும். அது மட்டுமல்ல, சுற்றுச்சூழலுக்கும் அது பாதுகாப்பானதாக இருக்கும்.

பறவையின் இறகுகளில் ஏற்படும் பல நிறங்களின் பளபளப்பு, நிறமிகளால் ஏற்படுவதல்ல. இறகின் மயிர்க்கால்களில் மிகமிக நுணுக்கமான நானோ அளவிலான துவாரங்கள் உள்ளன. ஒளி இந்த நுண் துவாரங்களில் பட்டுச் சிதறல் அடைந்து பிரதிபலிக்கிறது. நுண் துவாரங்களின் அளவும் பாங்கும் குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களில் ஒளிச்சிதறலை ஏற்படுத்துகின்றன. எனவேதான் எவ்வளவு காலம் ஆனாலும் இறகின் நிறம் மங்குவதே இல்லை; பளபளப்பும் குறைவதே இல்லை.

கூழ்மத்தில் சிதறும் ஒளி

ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் பொறியியல் மற்றும் செயல்முறை அறிவியல் துறையின் பேராசிரியர் வினோதனும் அவரது கூட்டாளிகளும் கோடிங்கா பறவையின் இறகு அமைப்பில் உள்ள நானோ துவாரங்களை ஆராய்ந்தனர். அதன் அமைப்பு எப்படி இருக்கிறது என விளங்கிக்கொண்டனர். அதன் தொடர்ச்சியாக நிறங்களை இயற்கை உற்பத்தி செய்யும் வழியிலேயே உற்பத்தி செய்ய முடியுமா என ஆராய்ந்தனர்.

வில்லையுறை நுண் காப்சூல்கள் (microcapsule) அங்கும் இங்கும் ஒழுங்கற்ற நிலையில் மிதக்கும்படியான கூழ்மத்தைத் தயாரித்தால் இறகின் நிறம் போல ஒளியைச் சிதறல் செய்து வேண்டிய நிறத்தை ஏற்படுத்த முடியும் என்று கண்டனர் வினோதன் ஆய்வுக் குழுவினர்.

எளிமையாக நாமும் இதே போன்ற ஒரு ஆய்வை நமது வீட்டிலும் செய்து பார்க்கலாம். கண்ணாடியினால் ஆன மீன் தொட்டியை எடுத்துக்கொள்ளுங்கள். அதில் நீரை நிரப்புங்கள். சில துளிகள் பாலைச் சேர்த்துக் கலக்குங்கள். தொட்டியின் பக்கவாட்டிலிருந்து டார்ச் லைட் அடித்தால் தொட்டியின் மறுபக்கத்தில் ஒளி சற்றே சிவப்பு நிறத்தில் காட்சி தரும். எளிமையாகக் கூறினால் வினோதனின் முறையும் இதுவே.

இந்த அமைப்பில் சில வரையறைகள் உள்ளன. தொட்டியின் மறுமுனையில்தான் சிவப்பு நிறச் சாயல் தென்படும். வேறு கோணங்களில் டார்ச் ஒளியைப் பார்த்தால் அதே நிறம் தென்படாது. எல்லாக் கோணங்களிலும் எப்போதும் குறிப்பிட்ட நிறத்தில் ஒளிர்வது போன்ற அமைப்பை ஏற்படுத்துவது சற்றே சிக்கல் மிகுந்த பணி. அதைத்தான் வினோதனும் அவரது ஆய்வுக் கூட்டாளிகளும் செய்து காட்டினார்கள்.

வினோதன் முதலியோர் ஏற்படுத்திய கூழ்மத்தில் வில்லையுறைகள் ஒவ்வொன்றும் ஒன்றிலிருந்து மற்றது எவ்வளவு சராசரியான தொலைவில் உள்ளன என்பதைப் பொறுத்து அந்தக் கூழ்மத்தின் பிரதிபலிக்கும் நிறம் அமைந்தது. அதாவது, சராசரி தொலைவுகளை மாற்றுவதன் மூலம் வெவ்வேறு நிறங்களைப் பெற முடிந்தது. எந்தக் கோணத்திலிருந்தும் அதே நிறம்தான் ஒளிர்ந்தது. இத்தகு நானோ போடோனிக் நிறமிகளை (photonic pigments) பயன்படுத்திச் சாயம் தயாரித்தால் அவை சூரிய ஒளியில் வெளுத்துப் போகாது; என்றும் புதுப்பொலிவுடன் பளபளப்பாய் இருக்கும்.

கணினியின் தொடுதிரைகளில் நிறங்களை ஏற்படுத்துவது முதலாகப் பெயிண்ட் தொழில் வரை பலவற்றில் மாற்றங்களை ஏற்படுத்தும் இந்த ஆய்வு.

தொடர்புக்கு: tvv123@gmail.com