වායු මිරිකා ලෝහ තනන ශ්‍රී ලාංකික විද්‍යාඥයා
භෞතික විද්‍යාවේ විශේෂ සොයා ගැනීමක් පිළිබඳව පසුගිය දා අන්තර්ජාතික මාධ්‍ය ඔස්සේ කතාබහට ලක් විය. අධ්‍යතන භෞතික විද්‍යාවේ තෙවැනි විශාලත ම ගැටලුව හැටියට සැලකෙන ලෝහමය හයිඩ්රජන් නිපදවීමේ මූලික පියවර තැබීම එම සොයා ගැනීමයි. ලෝහමය හයිඩ්රජන් නිපදවිය හැකි යැයි යන්න, මීට සියවසකට ආසන්න කාලයක සිට විද්‍යාඥයන් දැන සිටිය ද, ලෝ පුරා විද්‍යාඥ කණ්ඩායම් ඒ සඳහා කොතෙක් උත්සාහ කළ ද, එදා මෙදාතුර කිසිම විද්‍යාඥයකුට එය ප්‍රායෝගිකව සිදු කළ නො හැකි විය. ඇමෙරිකාවේ හාර්වර්ඩ් විශ්වවිද්‍යාලයයේ විද්‍යාඥ ආචාර්ය අයිසැක් සිල්වේරා සමඟ එය සිදු කිරීමට සමත් කම් පෑයේ තරුණ ශ්‍රී ලාංකික විද්‍යාඥයෙකු වන ආචාර්ය රංග ප්‍රභාෂ්වර ඩයස් ය. මෙහි පළ වන්නේ එම පර්යේෂණය පිළිබඳව ඔහු සමග කළ පිළිසඳරකි.
ලෝහමය හයිඩ්රජන් කියන්නේ මොනවා ද? ඒ ගැන පැහැදිලි කිරීමක් කළොත්?
අප දන්නවා හයිඩ්රජන් කියන මූලද්‍රව්‍ය සාමාන්‍ය උෂ්ණත්වය හා පීඩනය යටතේ තියෙන්නෙ වායුවක් හැටියට. එය සැදිල තියෙන්නෙ හයිඩ්රජන් අණු එකතුවකින්. ඒ අණු එකිනෙක අතර නිශ්චිත දුරක් පවතිනවා. ප්‍රමාණයෙන් කිව්වොත් එය ඇංස්ට්‍රම් 3.8ක් විතර වෙනවා. එහෙත් ඊට අධික පීඩනයක් යෙදුවොත් තත්වය වෙනස් වෙනවා. ඒ අණු තවත් එකිනෙක ලං වෙනවා. එහෙම ගොඩක් ලං වෙනකොට හයිඩ්රජන්න් එකක තියෙන ඉලෙක්ට්‍රෝන වලාකුළ අනෙක් හයිඩ්රජන් එකේ තියෙන ඉලෙක්ට්‍රෝන වලාකුළත් එක්ක එකිනෙක මුසු වෙලා, ලෝහයක් වීමට අවශ්‍යකරන ඉලෙක්ටෝන මුළු ද්‍රව්‍ය පුරාම විසුරුවන එක තමයි කෙරෙන්නෙ. හැබැයි ඒක කරන්න ඉතා අධික පීඩනයක් ඕන. මෙතෙක් කාලයක් වන තුරු විද්‍යාඥයන්ට හැකියාවක් ලැබුණෙ නෑ ඒ අවශ්‍ය කරන පීඩනය ඇති කර ගන්න. ඒත් අපිට හැකි වුණා නවීන නැනෝ තාක්ෂණය යොදා ගනිමින් දියමන්ති විශේෂ ආකාරයකට සකස් කරගෙන එම පීඩනය ලබා ගන්න. ඒ විදියට තමයි හයිඩ්රජන් වායුව හයිඩ්රජන් ලෝහමය තත්වයට පත් කරන්නට පුළුවන් වුණේ.
මේ පර්යේෂණය සඳහා ඔබ යොමු වුණේ කොහොම ද? ඊට බල පෑ හේතු මොනවා ද?
භෞතික විද්‍යාවේ සුපිරි සන්නායක පිළිබඳව අධ්‍යයනය කරන්න මා පෞද්ගලිකව විශේෂ ඇල්මක් දක්වනවා. සාමාන්‍යෙයන් සුපිරි සන්නායක ක්‍රියා කරන්නෙ අඩු උෂ්ණත්ව යටතේ. ඒ කියන්නෙ කෙල්වින් දහයක් පහළොවක් හෙවත් සෙල්සියස් ඍණ දෙසිය ගණනක් වගේ ඉතා ම අඩු උෂ්ණත්ව යටතේ. මේවායේ විශේෂත්වය තමයි කිසිම ප්‍රතිරෝධයක් නැතිව විදුලිය සන්නයනය කරන්න පුළුවන් කම. ඒත් මේවා ඉතාම අඩු උෂ්ණත්වවල තියෙන නිසා, ප්‍රායෝගිකව අපගේ කාර්යයන් සඳහා යොදා ගන්න අමාරුයි. විද්‍යාඥයන්ට පුළුවන් නම්, කාමර උෂ්ණත්වයේ ඒ කියන්නෙ සාමාන්‍ය උෂ්ණත්වයේ දී ක්‍රියා කරන සුපිරි සන්නායකයක් හදන්න එයින් ලෝකයේ මහා පෙරළියක් ඇති කරන්න පුළුවන්. එවිට ශක්තිය ගබඩා කිරීමේ පටන් ගමනාගමනය වගේ කටයුතු දක්වා ලෝකයේ සෑම දෙයකම පාහේ වෙනසක් ඇති වේවි. ඉතිං මට මේ ක්ෂේත්‍රයට තියෙන කැමැත්ත නිසා තමයි මේ පර්යේෂණයට යොමු වුණේ. මොකද හයිඩ්රජන් ලෝහයක් බවට පත් වුණාම, කාමර උෂ්ණත්වය යටතේ එය සුපිරි සන්නායකයක් ආකාරයෙන් ක්‍රියාකරන්න පුළුවන් කියල විද්‍යාත්මක ගණනයන්ගෙන් ඔප්පු වෙලා තියෙනවා. ඒකට හේතු දෙකක් තියෙනවා, සාමාන්‍යයෙන් සුපිරිසන්නායකයක උෂ්ණත්වය කාමර උෂ්ණත්වයට ගන්න නම්, එහි බන්ධන ස්වභාවය සහ සැහැල්ලු මූලද්‍රව්‍යක් වීම යන කාරණා දෙක හරිම වැදගත්. හයිඩ්රජන් ගත්තොත් එහි තියෙන බන්ධනය ඉතාම ශක්තිමත්, ඒ වගේම හයිඩ්රජන් තමයි අපි දන්න සැහැල්ලු ම වායුව. ඒකයි මම මේ හයිඩ්රජන් පර්යේෂණය සඳහා යොමු වූ හේතුව.
මා දන්නා පරිදි ඔබේ මූලික උනන්දුවක් තිබුණේ තාරකා විද්‍යාව, තාරකා භෞතික විද්‍යාව සඳහායි. එයින් සුපිරි සන්නායක ක්ෂේත්‍රයට මාරු වුණේ කොහොම ද?
තාරකා විද්‍යාවටත් මෙහි සම්බන්ධයක් නැත්තෙ නැහැ. උදාහරණයක් විදියට බ්‍රහස්පති වගේ යෝධ වායුමය ග්‍රහලෝක මධ්‍යයේ, සුපිරි සන්නායක ගුණාංග තියෙන හයිඩ්රජන් තරලයක් තියෙනවා කියල විද්‍යාඥයො විශ්වාස කරනවා. ඉදින් මේ හයිඩ්රජන් පිළිබඳ පර්යේෂණ ග්‍රහලෝක පිළිබඳ විද්‍යාවටත් සම්බන්ධයි. ඉතින් තාරකා විද්‍යාවට මගේ තිබුණ ආසාවත් මෙමගින් ඉටු කරගන්න පුළුවන් කියලයි මම හිතන්නෙ. හයිඩ්රජන් කියන්නෙ විශ්වයේ බහුලව ම තියෙන මූලද්‍රව්‍යයනෙ. ඉතින් ඒක ගැන හොඳින් අවබෝධ කර ගැනීම තාරකා විද්‍යාව පැත්තෙන් ගත්තත් ඉතා ම වැදගත්. අපිට විද්‍යාගාරය තුළ සුපිරි සන්නායක හයිඩ්රජන් නිර්මාණය කරන්න පුළුවන් වුණොත්, එහි ගුණාංග සියල්ල මිණුම් කර ගන්න පුළුවන්. ඒ අනුව, බ්‍රහස්පති වගේ යෝධ ග්‍රහලෝකවල අභ්‍යන්තරය ක්‍රියා කරන්නෙ කොහොම ද කියල අපට අධ්‍යයනය කරන්න පුළුවන්.
ඔබගේ පර්යේෂණ උපදේශක ආචාර්ය සිල්වේරා හයිඩ්රජන් පිළිබඳ පර්යේෂණවල දීර්ඝ කාලයක් තිස්සේ නියැලී සිටින විද්‍යාඥයෙක්. ඔබ ඔහු සමග මීට සම්බන්ධ වුණේ කොහොම ද?
ආචාර්ය රංග ඩයස් (වමේ) ආචාර්ය සිල්වේරා සමග
මගේ ආචාර්ය උපාධිය සඳහා මා අධ්‍යයනය කළේ සුපිරිසන්නායක ද්‍රව්‍ය පිළිබඳව. ඒත් ග්‍රහලෝක පිළිබඳ විද්‍යාවට සම්බන්ධයක් තියෙන, හයිඩ්රජන්, මීතේන්, ඇමෝනියම් වගේ දේවල හැසිරීම ගැන අධ්‍යයනය කරන්න මගේ ලොකු උනන්දුවක් තිබුණා. ආචාර්ය සිල්වේරා අවුරුදු හතලිස් පහක් වගේ දීර්ඝ කාලයක් තිස්සේ පර්යේෂණ කරපු කෙනෙක්. ඉතින් මට හිතුන හයිඩ්රජන් ගැන අධ්‍යනය කරන්න නම් මෙතැන තමයි හොඳම තැන කියල. ඒ වගේ ම ඔහුත් දැනගෙන හිටිය මම ආචාර්ය උපාධිය සඳහා කරපු දේවල් ගැන. ඒ අනුව ඔහු මට ආරාධනා කළා සියවසක් තරමේ කාලයක් තිස්සේ හයිඩ්රජන් සම්බන්ධයෙන් නොවිසඳුනු ගැටලුවක් තියෙනවා. එය විසඳා ගැනීමේ පර්යේෂණ සඳහා දායක වෙන්න කියල. එහෙමයි මම මේකට සම්බන්ධ වුණේ.
මේ පර්යේෂණයේ තිබුණු අභියෝග මොනවා ද? එවා ඔබ ජය ගත්තෙ කොහොම ද?
ලොකුම අභියෝගය තමයි, මේ පර්යේෂණයට යොදාගත්ත දියමන්තිවලින් සෑදූ කුඩා කුටීරය නො බිඳී තියා ගැනීම. හයිඩ්රජන් කියන්නෙ හරිම විසරණය වනසුලු ද්‍රව්‍යයක්. කුටීරයට තැනීමට භාවිත කළ දියමන්තිය කොතරම් පොලිෂ් කරල ගත්තත් ඒ මතුපිට ක්ෂුද්‍ර පරිමාණයේ පලුදු තියෙන්න පුළුවන්. ඉතින් මේ පලුදු අස්සට හයිඩ්රජන් වායුව විසරණය වෙලා දියමන්තිය පුපුරනවා. අනෙක තමයි අපි පර්යේෂණයේ මිනුම් කටයුතු කිරීමට භාවිත කළේ ලේසර් කිරණ කදම්භයක්, එයින් අධික පීඩනය යටතේ කොහොම ද හයිඩ්රජන් පරමාණුව හැසිරෙන්නෙ කියල මිනුම් කරනවා. ඒත් ගැටලුව තමයි ලේසර් එකක් පාචිච්චි කළාම ඒකෙන් වෙන රත්වීම නිසා අධික පීඩනය යටතෙදි හයිඩ්රජන් විසරණය වීම වැඩි වෙලා දියමන්තිය පුපුරන්න පුළුවන්. මේවා තමයි විද්‍යාඥයන්ට සෑහෙන කාලයක් තිස්සේ ගැටලුවක් වෙලා තිබුණෙ. ඒත් දියමන්තිය මත තියෙන තියෙන පලුදු ඉවත් කරන්න රියැක්ටිව් අයනයිසින් කියන නවීන ක්‍රමය භාවිත කරල අපිට පුළුවන් වුණා. එහි දී අප කළේ දියමන්තිය තුළට හයිඩ්රජන් කාන්දු නොවන සේ බාධක ස්ථරයක් තැන්පත් කිරීමයි. ඊට අපි භාවිත කළේ ඇමොෆස් ඇලුමිනා කියන ද්‍රව්‍යයයි. ඒක හරිම ස්ථාවර ඔක්සයිඩයක්. ඒකෙ අස්ඵටික ස්වභාවය නිසා හයිඩ්රජන්වලට ඒ හරහා කාන්දුවෙන්න අමාරුයි. එකෙන් අපට පුළුවන් වුණා හයිඩ්රජන් දියමන්තිය තුළට විසරණය වීම වළක්වන්න. ඒ වගේම, මේ වගේ පර්යේෂණවල දී සාමාන්‍යයෙන් භාවිත කරන්නෙ කොළ පාට ලේසර් කිරණ කදම්භ. ඒත් අප මෙහි දී භාවිත කළේ රතුපාට ලේසර්. මොකද ඒකෙ බලය බොහොම අඩුයි. අපිට පාලනය කරන්න පහසුයි. අප කළේ ලේසර් එකෙන් දියමන්තිය පුපුරා නො යන ලෙස අවම බලය යොදා ගැනීමයි. අප කරපු තවත් දෙයක් තමයි දියමන්තිය ඇතුළෙ අභ්‍යන්තර ආතතිය නැති කරන එක. ‘ඩයමන්ඩ් ඇනිලින්‘ ක්‍රමයෙන් එය සිදු කළා. එයින් වෙන්නෙ දියමන්තිය ඇතුළෙ සුළුවශයෙන් තියෙන අනවශ්‍ය දෑ ඉවත් කරල දාන එක. ඒක ලොකු හේතුවක් වුණා දියමන්තිය වඩා ශක්තිමත් කර ගන්න.
අප මේකට අපේම වූ පර්යේෂණ කුටීරක් නිර්මාණය කළා. මෙහිදී කරන්නෙ දියමන්ති දෙකක් එකට තියල ඒ අතරට හයිඩ්රජන් වායුව සිර කර ගැනීමයි. ඒ දිමන්ති දෙකේ තුඩු හරිම කුඩායි. මයික්‍රෝන 30ක් වගේ. කෙස්ගහකටත් වඩා පොඩියි. ඉතිං මේක හරියට එකේලි කර ගැනීම හරිම වැදගත්. පොඩි හරි අස්ථාවර බවක් තිබුණොත් දියමන්තිය පුපුරනවා. ඉතින් මේ විදියට අපේ ම වූ ස්ථාවර දියමන්ති කුටීරයක් අපි නිර්මාණය කර ගත්තා. මේ නිසා තමයි අපට පුළුවන් වුණේ මෙතරම් අධික පීඩනයකට ළඟා වෙලා ලෝහමය හයිඩ්රජන් කියන තත්වය ලබා ගන්න.
මේ ප්‍රතිඵලය ලද අවස්ථාවේ අත්දැකීම පිළිබඳව විස්තර කළොත්?
මට මතක විදියට වෙලාව පාන්දර එකට විතර ඇති. සාමාන්‍යයෙන් මේ වගේ පරීක්ෂණයක් පටන් ගත්තම කොයි වෙලාවෙ දියමන්තිය පුපුරයි ද කියල විශ්වාස නෑ. ඒ නිසා ඉක්මනට දත්ත එක්රැස් කර ගන්න එක හරිම වැදගත්. හැම මොහොතක ම ඒ ගැන අවධානයෙනුයි ඉන්නෙ. රෑ දවල් කියල වෙනසක් නෑ. පාන්දර එකට විතර මම පීඩනය වැඩි කරමින් එහි ගුණාංග මිනුම් කරමින් හිටියෙ. එකපාරට ම ඒ සඳහා මා භාවිත කළ අධොරක්ත කදම්භයට බාධාවක් ආව. ඒ කියන්නෙ කුටීරය මැදට එය ගමන් කරන්නෙ නෑ. එය අඳුරුයි. සාමාන්‍යයෙන් හයිඩ්රජන් වායුව හරහා විනිවිද පේනවා. ඒත් මේ හරහා කිරණ කදම්භ ගමන් කරන්නෙ නෑ. ඒ කියන්නෙ හයිඩ්රජන් ලෝහමය තත්වයට පත්වෙලා. අධොරක්ත පරාසයයට එය තනිකරම පාරාන්ධයි. දැන් වෙලාව පාන්දර එකහමාරට විතර ඇති. මම ඒ වෙලාවෙම ආචාර්ය සිල්වේරාට කෝල් කළා. එයා එවෙලෙම පරීක්ෂණාගාරයට ඇවිල්ල සියල්ල පිරීක්සා බැලුව. අපිට දැන් වැඩේ ස්ථිරයි. එයා හැසිරුණේ ආකිමිඩීස් සිය සොයා ගැනීම කළ අවස්ථාවෙ වගේ ලොකු සතුටකින්. එත් ඒ එක්කම අපිට පොඩි බයකුත් තිබුණා. මොකද, මේ පරීක්ෂණය ඕනෑම මොහොතක පුපුරා යන්න පුළුවන්. ඊට කලින් නියමාකාරයෙන් මිනුම් කර ගන්න බැරි වුණොත් අප මේක දැක්කැයි කියල වැඩක් වෙන්නෙ නෑ. ඔක්කොම මිනුම් ඉවර වුණාට පස්සෙ තමයි අපට ඉස්පාසුවක් ලැබුණෙ.
මේ ප්‍රතිඵලය ගැන සෑහීමකට පත්වෙන්න පුළුවන් ද?
ලෝහමය හයිඩ්රජන් නිර්මාණය වීමේ පියවර – විනිවිද පෙනෙන අණුක හයිඩ්රජන් පීඩනය ගිගා පැස්කල් 200 දී (වම්පස), එය කළුපැහැ අණුක හයිඩ්රජන් ලෙස සහ අවසානයේ 495 GPa හිදී පරාවර්තිත ලෝහමය හයිඩ්රජන් සෑදී ඇති අයුරු
අපිට ස්ථිර විශ්වාසයක් තියෙනවා අපි ලෝහමය හයිඩ්රජන් නිර්මාණය කළා කියන එක ගැන. ඒත් ඔබ දන්නවා අපට තවත් තරඟකාරයො ඉන්නවා කියල. වැඩි දෙනෙක් යුරෝපීය කණ්ඩායම්. එංගලන්තය, ප්‍රංශය, ජරමනිය, ජපානය වගේ රටවල පර්යේෂණ කණ්ඩායම් අතර මේක රේස් එකක් ඇත්තටම. මෑතක දී විද්‍යාඥයො භෞතික විද්‍යාවෙ මෙතෙක් නොවිසඳුණු ගැටලු වර්ගීකරණයට ලක් කළා. එහි දී භෞතික විද්‍යාවෙ තෙවෙනියට වැදගත්ම ගැටලුව විදියට සැලකුණේ මේ හයිඩ්රජන් පිළිබඳ ගැටලුවයි. ඉදින් මේක විසඳා ගන්නට හැකි වීම ලොකු ජයග්‍රහණයක්. මේ ගැන සැක කරන විද්‍යාඥයන් අතුරින් බිඳක් හෝ වැදගත් තර්කයක් මතු කරන්නෙ, අප දියමන්තිය මත අතුරපු ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩයෙන් මේ ලෝහය හැදුනද කියන එකයි. ඒත් අප එයට සාර්ථකව පිළිතුරු දුන්නා. මොකද, මෙකී පීඩන පරාසය තුළ ඇලුමිනියම් ලෝහය නො සෑදෙන බවට අපට ඔප්පු කරන්නට පුළුවන් වුණා.
මේ සම්බන්ධව ඔබේ ඉදිරි කටයුතු මොනවා ද?
අපි දැන් කරන්නෙ මේ ලෝහමය හයිඩ්රජන්වල සුපිරිසන්නායක ගුණාංග මිනුම් කිරීමයි.
මේ පර්යේෂණය නිසා ලෝකයට ලැබෙන ප්‍රතිලාභ ගැන විස්තර කළොත්?
මේකෙ ගුණාංග ගත්තොත්, සුපිරි සන්නායකභාවය, ඉතා අධික ශක්තියක් ගැබ්වීම, සුපිරි තරලමය ගුණාංග ආදී දේ සඳහන් කරන්න පුළුවන්. ඒ නිසා අපිට සුපිරිසන්නායක රැහැන් හදන්න පුළුවන් වුණොත් කිසිම හානියක් නැතිව එක් තැනෙක ඉඳල තවත් තැනකට විද්‍යුතය ගමන් කරවන්න පුළුවන්. ඒ වගේම සුපිරි සන්නායක දඟරවල අපට ශක්තිය ගබඩා කරන්න පුළුවන්. කාන්දම් බලයෙන් ක්‍රියාකරන දුම්රිය හදල ප්‍රවාහන වියදම් සෑහෙන අඩු කරන්න පුළුවන්. එම්.ආර්.අයි. යන්ත්‍රවල භාවිත වන සුපිරිසන්නායක කාන්දම් සාමාන්‍ය උෂ්ණත්වයේ පවත්වාගෙන ඒ සඳහා වැයවන වියදම සෑහෙන අඩු කර ගන්න පුළුවන්. වෛද්‍ය ක්ෂේත්‍රයේ තවත් බොයෝ යෙදීම්වලට භාවිත කරන්න පුළුවන්.
ඒ වගේම මේක අධිශක්ති ද්‍රව්‍යයක් නිසා ඉන්ධනයක් හැටියට භාවිත කරන්න පුළුවන්. ඒ නිසා දැනට භාවිත වන ද්විත්ව අදියර රොකට්ටු වෙනුවට එක අදියරකින් ම අභ්‍යවකාශයට යන්න පුළුවන් රොක්ටු නිර්මාණය කරන්න පුළුවන් වේවි.
මූලික අධ්‍යයනයක් විදියට ගත්තම වායුමය යෝධ ග්‍රහලෝක, තරු ආදියේ හැසිරීම පිළිබඳ අධ්‍යයනය කරන්නත් මේක ලොකු පිටිවහලක් වේවි.
