காந்தங்கள் மீதான சீனாவின் ஆதிக்கத்தை இந்தியாவும் உலக நாடுகளும் எவ்வாறு எதிர்கொள்வது?
தமிழில்: விஜயன்
உலகின் நியோடிமியம் இருப்பில் ஏறக்குறைய 90 சதவீதத்தை சீனா தன்பிடியில் வைத்துள்ளது. வலிமைமிக்க அரிதில் கிடைக்கும் நிலக் காந்தங்களை உருவாக்க உதவும் ஓர் அத்தியாவசிய மூலப்பொருளிது. ஜப்பானிய அறிவியலாளர் மசட்டோ சகாவா, நியோடிமியம், இரும்பு, போரான் ஆகியவற்றை இணைத்து ஒரு புதிய வகைக் காந்தத்தைக் கண்டறிந்தபோது, தன் கண்டுபிடிப்பு ஒரு நாள் சீனாவுக்கு உலகின்மீது இத்தகைய வலுவான ஆதிக்கத்தைப் பெற்றுத் தரும் என அவர் கனவிலும் எண்ணியிருக்கமாட்டார்.
தற்செயலாகவோ அல்லது இயற்கையின் விசித்திரத்தினாலோ, உலகின் அறியப்பட்ட நியோடிமியம் படிமங்களில் பெரும்பான்மையானவை சீனாவின் நிலப்பரப்பிலேயே அமைந்துள்ளன. மங்கோலியாவின் உள்பகுதியில் அமைந்துள்ள பரந்த, மக்கள் நடமாட்டம் குறைந்த பிரதேசங்களில், நியோடிமியம் சுத்திகரிப்புச் செயல்முறையால் சுற்றுச்சூழலுக்குப் பெரும் கேடு விளைந்தபோதிலும், அதனை எவ்வித எதிர்ப்புமின்றி சீனா நியோடிமியம் எடுத்து வருகிறது. இப்போது, நியோடிமியம் ஏற்றுமதியைக் கடுமையாகக் கட்டுப்படுத்துவதன் வாயிலாக, சீனா தன் வல்லமையைப் பறைசாற்றுகிறது. மோட்டார்கள், மின்மாற்றிகள் மட்டுமன்றி, எண்ணற்ற நவீன தொழில்நுட்பங்களுக்கும் காந்தங்கள் இன்றியமையாதவை என்பதால், சீனா ஒரு மகத்தான அனுகூலத்தைப் பெற்று, உலகை தன் கட்டுப்பாட்டிற்குக் கொண்டுவர முயல்கிறது.
"இது முழு உலகிற்கும் ஒரு பெரும் சவால்", என்கிறார் ஹைதராபாத்தில் அமைந்துள்ள பவுடர் மெட்டலர்ஜி மற்றும் புதிய பொருட்கள் குறித்த சர்வதேச மேம்பட்ட ஆராய்ச்சி மையத்தின் (ARCI) மூத்த விஞ்ஞானி முனைவர் டி. பிரபு. காந்தவியலில் ஆழ்ந்த புலமை கொண்டவர் இவர்.
பெரும் சவால்கள்
சீனாவிலிருந்து இறக்குமதியாகும் காந்தங்களுக்கு மாற்றுத் தீர்வுகளை ஆராய்ந்து வரும் முனைவர் டி. பிரபு ஒரு கசப்பான உண்மையைச் சுட்டிக்காட்டினார். "அடுத்த இருபது ஆண்டுகளுக்குக் குறையாமல், நியோடிமியம்-இரும்பு-போரான் (NIB) காந்தங்களின் ஆற்றலுக்கு நிகரான ஒரு பொருளைக் கண்டறிய இயலாது" என்று "உலகம் முழுவதிலுமுள்ள பெரும்பாலான தலைசிறந்த விஞ்ஞானிகள் உறுதியாக நம்புகின்றனர்," என்பதை அவர் எடுத்துரைத்தார்.
அவர் சில அதிர்ச்சியளிக்கும் தகவல்களையும் புள்ளிவிவரங்களையும் பகிர்ந்து கொண்டார். NIB காந்தங்கள், 'அதிகபட்ச ஆற்றல் உற்பத்தி' (அதாவது, அவை எவ்வளவு காந்த ஆற்றலைச் சேமிக்க முடியும் என்பதைக் குறிக்கிறது) என்ற அளவில், 35 முதல் 52 MGOe (மெகா காஸ் ஓயர்ஸ்டெட்) வரம்பெல்லையை கொண்டுள்ளன. அடுத்த சிறந்த காந்தப் பொருளான சமாரியம்-கோபால்ட், 17 முதல் 26 MGOe வரையிலான குறைந்த வரம்பையேக் கொண்டுள்ளது.
பரவலாக அறியப்பட்ட பொதுவான ஃபெரைட் காந்தங்கள், மிகக் குறைந்த வலிமை கொண்டவை — சுமார் 3 முதல் 5 MGOe மட்டுமே. (ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் காந்தப்புலம் எவ்வளவு வலிமையானது என்பதைக் காட்டும் காந்தவியலின் அலகு 'டெஸ்லா' என்பது நாம் அறிந்ததே.)
சமாரியம்-இரும்பு-நைட்ரைடு (SmFeN) காந்தம் பற்றிய மதிப்பீடு என்ன? பல ஆய்வறிக்கைள் SmFeN பற்றிப் பெருமையாகப் பேசுகின்றன, மேலும் NIB காந்தங்களுக்கு மாற்றாக இதைப் பயன்படுத்தலாம் என்றுகூட சில ஆய்வுகள் பரிந்துரைக்கின்றன. இந்தியாவிடம் கணிசமான அளவு சமாரியம் கையிருப்பு உள்ளது என்பது சற்றே நம்பிக்கையளிக்கக்கூடிய விசயமாகயிருக்கிறது.
ஆனால், இங்குதான் ஏமாற்றம் காத்திருக்கிறது என்கிறார் பிரபு. NIB காந்தங்களுக்கு நெருக்கமான ஆற்றல் மட்டங்களை SmFeN காந்தங்களைக் கொண்டு அடைய முடியும் என்பது உண்மைதான். இருப்பினும், ஒரு பெரும் சிக்கல் உள்ளது — இது வழக்கமான வெப்பமாக்கல் மற்றும் அழுத்த முறை (சின்டரிங் எனப்படும் உருக்கி இணைத்தல்) மூலம் தயாரிக்க முடியாது, ஏனெனில் இது அதிக வெப்பநிலைக்கு உட்படுத்தப்படும் போது சிதைந்துவிடுகிறது. ஆனால், பிசின் போன்ற பொருட்களுடன் கலந்து 'பிணைக்கப்பட்ட காந்தங்கள்'(bonded mangets) எனப்படும் வடிவத்தை உருவாக்குவதன் மூலம் SmFeN காந்தங்களை உருவாக்குவதற்கு மாற்று வழி உள்ளது. ஆனால் இந்த வழியில் தயாரிக்கப்படும் காந்தங்கள் அவ்வளவு சக்தி வாய்ந்தவை அல்ல, மேலும் அவற்றின் ஆற்றல் மட்டங்கள் மிகக் குறைவாகவே இருக்கிறது.
இந்த உண்மைகள் ஏமாற்றமளிப்பதாகத் தோன்றினாலும், சில நம்பிக்கை தரக்கூடிய வகையில் ஆய்வுகள் நடந்து வருவதாக கூறப்படுகிறது. இந்தியா — மட்டுமல்லாது உலகின் பிற நாடுகள் — சக்திவாய்ந்த காந்தங்களின் விநியோகத்தின் மீதான சீனாவின் ஆதிக்கத்தைக் குறைக்க வழிகளைக் கண்டறிய முயலலாம்.
மாற்று வழிமுறைகள் என்ன
நிகழ்தகவுப் பற்றி விரிவாகப் காண்போம்.
முதலாவதாக, நியோடிமியம் படிமங்களை அதிக அளவில் கண்டறிவதே உலகளாவிய அளவில் மாபெரும் மாற்று வழியாகப் பார்க்கப்படுகிறது. ஆஸ்திரேலியா இதற்கான அகழாய்வுப் பணிகளைத் தொடங்கியுள்ளது. மனிதர்கள் குடியேறாத நிலப்பரப்புகளைக் பரந்து விரிந்தளவில் கொண்டிருப்பதால், ஆஸ்திரேலியாவால் சொந்தமாக சுத்திகரிப்புப் நிலையங்களையும் அமைத்துக்கொள்ள முடியும். ஆயினும், இது வெறும் நம்பிக்கையின் அடிப்படையிலான ஒரு நீண்டகாலத் நிகழ்தகவு என்பது கவனிக்கத்தக்கது.
இரண்டாவதாக, அதிக MGOe திறன் கொண்ட SmFeN காந்தங்களை உருவாக்கும் வழிமுறையைக் கண்டறியலாம். இம்முயற்சியில் தொழில்நுட்ப வல்லுநர்கள் தீவிரமாக ஈடுபட்டுள்ளனர். மெட்டீரியலியா (Materialia) இதழில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வுக் கட்டுரையில், அமெரிக்க விஞ்ஞானிகள் குழு ஒன்று (இந்திய வம்சாவளியைச் சேர்ந்த மூவர் உட்பட), பிசின் (resin) போன்ற பொருளுக்குப் பதிலாக, அலுமினியம், தாமிரம், இரும்பு, துத்தநாகம் போன்ற உலோகங்களை, பிணைக்கும் பொருள்களாகப் (binders) பயன்படுத்தி, 23.4 MGOe திறன் கொண்ட SmFeN காந்தத்தை உருவாக்கியிருப்பதாகத் தெரிவித்துள்ளனர். மேலும், இக்காந்தம் காந்தத்தன்மை நீக்கத்திற்கு எதிரான உயர் காந்தமறுப்பு விசையை (coercivity) வெளிப்படுத்துகிறது என்றும் அவர்கள் சுட்டிக்காட்டியுள்ளனர்.
இந்த வழிமுறையும் இன்னும் ஆய்வக அளவிலேயே உள்ளது; இது தொழிற்துறைகளுக்கு சென்றடைய, 'மரணப் பள்ளத்தாக்கை' கடக்க வேண்டும். ஆகையால், இது உடனடிச் செயல்படுத்தலுக்கு உகந்த வழி அல்ல.
இருப்பினும், சாத்தியமான இடங்களில் தொழில்துறையினர் SmFeN பிணைக்கப்பட்ட காந்தங்களை பயன்படுத்தலாம். ஏறத்தாழ 25 MGOe திறன் கொண்ட SmFeN காந்தங்கள் தற்போது சந்தைக்கு வரத் தொடங்கியுள்ளன.
2025 பிப்ரவரியில் மேற்கொள்ளப்பட்ட சந்தை ஆய்வு ஒன்றின்படி, இக்காந்தங்கள் மின்சார வாகனங்கள், ரோபோடிக்ஸ், நுகர்வோர் மின்னணு சாதனங்கள், மற்றும் காற்றாலைகள் போன்ற துறைகளில் உள்ள சில குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்குப் பொருத்தமானவை எனக் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. இத்துடன், SmFeN உற்பத்தித் தொழில்நுட்பங்கள் பெருமளவில் காப்புரிமை செய்யப்பட்டுள்ளதால், இந்தியா அதற்கென ஒரு தனிப்பட்ட உற்பத்திச் செயல்முறையை உருவாக்க வேண்டிய அவசியம் உள்ளது என்பதையும் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். சில வல்லுநர்கள், 'காந்தங்களுக்காக தேசியளவில் தனித்திட்டம்’ ஒன்றை உருவாக்க வேண்டும் என்று வலியுறுத்தி வருகின்றனர்.
மூன்றாவதாக, 'கிட்டத்தட்ட நிகர வடிவக் காந்தங்கள்' (near net-shaped magnets) போன்ற கழிவுகளைக் கணிசமாகக் குறைக்கும் செயல்முறைகளைக் கண்டுபிடிப்பதன் மூலம், ஒரு காந்தத்திற்குத் தேவையான நியோடிமியம் அளவைக் குறைக்கலாம். பொதுவாக, பொருள் தொகுதிகளைக் காந்தப்படுத்தி, பின்னர் அவற்றை விரும்பிய அளவிற்கு வெட்டி, இயந்திரங்களைக் கொண்டு நிரந்தரக் காந்தங்கள் வடிவமைக்கப்படுகின்றன. ஆனால், கிட்டத்தட்ட நிகர வடிவக் காந்தங்கள் நேரடியாகவே விரும்பிய வடிவத்தில் தயாரிக்கப்படுவதால், பொருட்சேதம் கணிசமாகக் குறைகிறது.
உண்மையில், இத்தகைய ஒரு செயல்முறை சகாவாவால் (Sagawa) உருவாக்கப்பட்டு காப்புரிமை பெறப்பட்டுள்ளது. மேலும், அவர் அதை ARCI-க்கு உரிமம் வழங்கியுள்ளார். ARCI, ஹைதராபாத்தில் இம்முறையை அடிப்படையாகக் கொண்ட, தனது முதல் சோதனைத் திட்டத்தை (pilot project) செயல்படுத்தி வருகிறது. முனைவர் பிரபு உட்பட ARCI விஞ்ஞானிகள் குழு ஒன்று ஜப்பானில் பயிற்சி பெறுவதற்காக சென்றுள்ளது. இத்திட்டம் அடுத்த மாதமே தொடங்கலாம், மேலும் முதல் காந்தம் ஆறு மாதங்களுக்குள் உற்பத்தியாகி வெளிவரக்கூடும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
நான்காவதாக, உள்நாட்டிலேயே தயாரிக்கப்பட்ட காந்தங்களுடன் இயங்கக்கூடிய மின்சார வாகன மோட்டார்கள் (EV motors) போன்ற தயாரிப்புகளை உருவாக்கலாம்.
சென்னையைச் சேர்ந்த 'விரிடியன் இங்கினி ப்ரொபல்ஷன்' (Viridian Ingini Propulsion) என்ற ஸ்டார்ட்அப் நிறுவனம் உருவாக்கியுள்ள மோட்டார் இதற்கு ஓர் எடுத்துக்காட்டாகும். 'சிறிய அளவு நிரந்தர காந்தங்கள் இணைக்கப்பட்டு காந்த மறிப்பு ஆற்றலுக்கேற்ப ஒத்திசைவு முறுக்குத் திறன் கொண்ட மின்மோட்டார்' (permanent magnet-assisted synchronous reluctance motor) என்று அழைக்கப்படும் ஒரு வகை கலப்பின மோட்டாரை இந்நிறுவனம் வடிவமைத்துள்ளது. இம்மோட்டார், இந்தியாவில் எளிதாக உற்பத்தி செய்யக்கூடிய ஃபெரைட் காந்தங்களைப் பயன்படுத்துகிறது. மின்சார இருசக்கர மற்றும் மூன்றுசக்கர வாகனங்களில் இந்த மோட்டார்களை பொருத்தும் வகையில் உற்பத்தி செய்ய விரிடியன் நிறுவனம் தற்போது தயாராகி வருகிறது.
81 வயதான சகாவா இன்றும் சுறுசுறுப்புடன் இயங்கி வருகிறார். அவரது தனித்துவமான கண்டுபிடிப்பு எதிர்பாராத விதமாக சீனாவுக்குப் புவிசார் அரசியல் வலிமையைச் சேர்த்துள்ளது குறித்து அவர் மனம் வருந்துகிறாரா என்பது தெரியவில்லை. ஆயினும், எண்பதுகளிலும் இந்த வல்லுநரிடம் இன்னும் சில யுக்திகள் இருக்கக்கூடும். அவர் இந்தியாவுக்குச் சாதகமான மனநிலையில் இருப்பதாகக் கூறப்படுகிறது என்பதால் நம்பிக்கையை இழக்கத் தேவையில்லை.
- விஜயன் (தமிழில்)
Disclaimer: இந்தப் பகுதி கட்டுரையாளரின் பார்வையை வெளிப்படுத்துகிறது. செய்திக்காகவும் விவாதத்திற்காகவும் இந்த தளத்தில் வெளியிடுகிறோம் – செந்தளம் செய்திப் பிரிவு
