நு
nu
தொகுதி பதினான்கு
தொகுதி பதினான்கு
நுண் கணிதம்
17 ஆம் நூற்றாண்டில் கண்டு பிடிக்கப் பட்ட நுண் கணிதம் (calculus), கணித உலகில் முதன்மை கொண்டுள்ளது. வகை நுண் கணிதம் (differential calculus), தொகை நுண் கணிதம் (integral calculus) ஆகியவற்றைக் கொண்டே, அறிவியல் ஆய்வுகள் வியத்தகு வகையில் வளர்ந்தன.
மாறிலிகளும், மாறிகளும் வரையறுக்கப் பட்டுச் சார்புகள் (functions) ஆராயப் படுகின்றன. சார்பு தொடர்புகள், ஒரு மதிப்பு, பன் மதிப்புச் சார்புகள், எல்லைகள், அவற்றைக் காணும் முறைகள் ஆகிய அனைத்து விளைவுகளும் கணக்கிடப் பட்டமையால், தொடர்ச்சியான சார்புகளும் (continous functions), தொடர்ச்சியற்ற சார்புகளும் (discontinous functions), நுண் கணிதத்தில் இடம் பெற்றன. வகைக் கெழுவின் (differential coefficient) அடிப்படையாக இவை அமைந்தன எனலாம். வகைக் கெழுக்களும், தொடர் வகைக் கெழுக்களும் நுண் கணிதத்தில் பெரும் பங்கு கொள்கின்றன.
ரோலின் தேற்றம், இடை மதிப்புத் தேற்றம் (mean value theorem), நியூட்டன் விதி, ஹாக்னர் விதி, மீப் பெரு, மீச் சிறு மதிப்பு, சார்புகளின் விரிவு, பகுதி வகைக்கெழு, தொடு வரை செங்கோடு காணுதல், வளைவு (curvature) வளைவு வரை வரைதல் (tracing of curve) போன்றவை வகை நுண் கணிதத்தைச் சார்ந்தே செயல் படுகின்றன.
நுண் கணிதத்தில் அடுத்த பகுதியாயுள்ளது தொகை நுண் கணிதமாகும். பல்வேறு சார்புகளின் தொகை காணப் படுவதோடு, வரையறுத்த தொகை (definite integral) கணக்கிடப் படுகிறது. இதன் மூலம், வளை வரையின் நீளம், உருளையின் பருமன், புறப் பரப்பு ஆகியவற்றைக் காணவும், கொடுக்கப்பட்ட வளை வரை பரப்பைக் காணவும், பொருள்களின் புவி ஈர்ப்பு மையத்தை அறுதியிடவும், நிலைமத் திருப்புத் திறனை (moment of inertia) அளவிடவும், எண்ணற்ற வகைக்கெழுச் சமன்பாடுகளைத் தீர்க்கவும் முடியும். —எம். அரவாண்டி
நுண் கதிர் வரைவியல்
எக்ஸ் கதிர்கள் அல்லது காமாக் கதிர்களைப் பயன் படுத்தி, நுண்ணோக்கிகளின் மூலம் நுண்ணிய பொருள்களின் உருப் பெருக்கப் பட்ட பிம்பங்களைப் பதிவு செய்வது நுண் கதிர் வரைவியல் (micro radiography) எனப் படும். ஒன்றை விடச் சற்றே குறைவான ஒளி விலகல் எண்ணுள்ள படிகங்களைப் பயன் படுத்தி, எக்ஸ் கதிர்களுக்குச் சாதாரண ஒளியைப் போலவே, முனைவாக்கம் (polarisation), விளிம்பு விலகல், எதிரொளிப்பு, திசை மாற்றம் போன்ற அனைத்துப் பண்புகளும் உண்டு என்பது கண்டு பிடிக்கப் பட்டது. சில விலைகளுக்கு மேற்படாத தடவு கோணங்களில் (grazing angle) எக்ஸ் கதிர்களைக் கீற்றணிகளில் (grating) பட வைத்து மொத்த எதிரொலிப்பு அல்லது விளிம்பு விலகலை உண்டாக்க முடியும் எனக் காம்ப்டன் 1922இல் கண்டு பிடித்தார். இத்தத்துவத்தைப் பயன் படுத்தி, 1948 ஆம் ஆண்டில் கிர்க்பாட்ரிக் என்பார் முதன் முதலாக எக்ஸ் கதிர் நுண்ணோக்கியை உருவாக்கினார். சாய்ந்த தடவு கோணத்தில் ஒரு குழிந்த கோள ஆடியில் எக்ஸ் கதிர்கள் படும்போது F=Ri/2 என்னும் சமன்பாட்டின் படி, ஒரு புள்ளியின் பிம்பம் ஒரு கோடாக உருவாகிறது. இங்கு F என்பது ஆடியின் குவியத் தொலைவு; R என்பது அதன் வளைவு ஆரம்; i என்பது தடவு கோணம். கோள ஆடியில் ஒரு பிறழ்ச்சி உண்டாவதால், அதன் விளிம்பில் பட்டு எதிரொளிக்கிற ஒரு கதிர், மையக் கதிர்கள் குவிகிற இடத்திலிருந்து, 1.5 Mr² /R தொலைவு தள்ளி, அச்சைச் சந்திக்கிறது. இங்கு M என்பது ஆடியின் உருப் பெருக்கம். R என்பது ஆடிப் பரப்பின் ஆரம். கிர்க்பாட்ரிக் தன் கருவியின் மூலம் 7 நானோ மீட்டர் அளவுக்கு நெருங்கி இருந்த புள்ளிகளைக் கூடப் பிரித்துக் காண முடிந்தது. இப்பிரிகைத் திறன் கதிர்களின் அலை நீளத்தைப் பொறுத்திருக்கவில்லை.
ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தான தளங்களில் வைக்கப் பட்ட இரண்டு குழியாடிகளில் ஒன்றன் பின் ஒன்றாக, எக்ஸ் கதிர் எதிரொளிப்பை ஏற்படுத்துவதன் மூலம், புள்ளிப் பொருள்களின் புள்ளிப் பிம்பங்களையும், பரந்த பொருள்களின் பரந்த பிம்பங்களையும் பெற முடியும். கோள ஆடிகளை விடத் தங்கத்தால் ஆன நீள் வட்ட ஆடிகள் மேம்பட்டவையாகக் காணப் பட்டன. இதன் மூலம் தொடுகை மற்றும் வீழ்த்தி எக்ஸ் கதிர் நுண்ணோக்கியியல் உத்திகள் உருவாக்கப் பட்டன. 4.5 நானோ மீட்டர் வரையான அலை நீளம் கொண்ட மிக மென்மையான எக்ஸ் கதிர்களை தனிமைப் படுத்திக் குவிய வைத்து, ஒற்றைக் குருதிச் செல்களின் பிம்பங்களைப் பெற முடிந்திருக்கிறது.
வளைந்த படிகங்களை ஒளி விலகல் கீற்றணிகளாகப் பயன் படுத்தி, எக்ஸ் கதிர்களைக் குவிய வைத்து, ஒரு மாதிரிப் பொருளின் உருப் பெருக்கம் செய்யப் பட்ட பிம்பங்களைப் பெற முடியும். மாதிரிப் பொருளிலிருந்தே உண்டாகும் எக்ஸ் கதிர்களையோ, அதன் மேல் பொழியப் பட்டு எதிரொளித்து வருகிற எக்ஸ் கதிர்களையோ, இதற்குப் பயன் படுத்தலாம். எக்ஸ் கதிர் உமிழ்வு நிற மாலை அளவிகளில் குறைந்த செறிவுள்ள எக்ஸ் கதிர் கற்றைகளைக் குவியப் படுத்த வேண்டியிருக்கிறது. இதற்கு மைக்கா போன்ற வளைந்த எதிரொளிப்பு அல்லது கதிர் கடத்தும் படிகங்களை, ஒரு நிற மாலை வரியின் விளிம்பு விலகல் கோணத்துக்கு ஏற்ற படி வளைவு ஆரம் மாறுகிற விதத்தில், அமைக்கலாம். தூள் விளிம்பு விலகல் ஒளிப் படக் கருவிகளில், பெரும செறிவைப் பெறுவதற்காக, மாதிரிப் பொருளும், ஒளிப் படப் படலமும், ஒரே வட்டப் பரிதியில் வைக்கப் படுகின்றன. இதன் மூலம், மாதிரிப் பொருளின் பெரும் பரப்பின் மேல் எக்ஸ் கதிர்களை வீச முடிகிறது. அனைத்து விளிம்பு விலகல் அடைந்த சிற்றலைகளும், ஒரு கூர்மையான குறுக்கீட்டுப் பாங்கில் குவிக்கப் படுகின்றன. ஒரு புள்ளித் தோற்றுவாயிலிருந்து வருகிற எக்ஸ் கதிர்களைப் பயன்படுத்துகிற வீழ்த்தி எக்ஸ் கதிர் நுண்ணோக்கியில் (Projection X-ray microscope) கூர்மையான விளிம்புகளை உடைய நிழல்களை உண்டாக்குவதற்கு, ஒளியியல் தத்துவங்கள் பயன் படுகின்றன. மாதிரிப் பொருளிலிருந்து பெருந் தொலைவில் வைக்கப் படுகிற ஒளிப் படப் படலங்களில் ஏற்படும் பிம்பங்கள், நுண் விவரங்கள் இழக்கப் படாமலேயே, இயல்பான உருப் பெருக்கம் உள்ளவையாக அமைகின்றன. எக்ஸ் கதிர் கற்றையின் பெரும செறிவு குறையாமல், அதை மேன்மேலும் மெல்லியதாக்குவதற்கான முயற்சிகள் தொடர்ந்து நடை பெற்று வருகின்றன. மிகக் குறைந்த தடவு கோணங்களில், சுவர்களில் பட்டு எதிரொளிக்கச் செய்வது இத்தகைய உத்திகளில் ஒன்று.
கால்சைட் பூசப்பட்ட சிறு துளை, காரீயக் கண்ணாடியாலான மிக நுண்ணிய விட்டமுள்ள நுண் துளைக் குழாய், மெருகேற்றப்பட்ட குவிக்கும் பரப்பு, வளைந்த ஒளியியல் தளம் போன்ற பல கருவிகளின் உதவியுடன், ஒரு மைக்ரோ மீட்டருக்கும் குறைவான அகலமுள்ள கற்றைகள் உண்டாக்கப் பட்டிருக்கின்றன. எளிய முறைகளில் உண்டாக்கப் பட்ட கற்றைகளை விட, 200 மடங்கு கூடுதல் செறிவுள்ளவையாக இந்நுண் கற்றைகள் அமைகின்றன. அதே சமயத்தில், இக்கற்றைகள் ஓரளவு ஒற்றை அலை நீளமுள்ளவையாகவும் இருக்கின்றன. எக்ஸ் கதிர்களின் முழு எதிரொளிப்பிலிருந்து, ஒளியியல் பரப்புகளின் அமைப்பை ஆராய முடிகிறது. பரப்புகளில் பட்டுத் திரும்பி வரும் பிம்பங்கள் அகன்றிருப்பதிலிருந்து, பரப்புகளிலுள்ள மேடு பள்ளங்களைக் கண்டறியலாம். மிகச் சிறந்த முறையில் மெருகேற்றப்பட்ட பரப்புகளில் கூட, ஒரு நானோ மீட்டர் வரை ஆழம் அல்லது உயரமும் ஒரு மைக்ரோ மீட்டர் வரை அகலமும் கொண்ட மேடு பள்ளங்கள் காணப் பட்டிருக்கின்றன. —கே.என். ராமசந்திரன்
<!----மேலே உள்ள பிரிக்கும் கோட்டை நீக்க வேண்டாம். முந்தைய தலைப்பு இங்கு முடிவுற்றது. புதிய தலைப்பு அடுத்த பக்கத்தில் ஆரம்பம் ஆகிறது. பக்க ஒருங்கிணைப்பின் போது, தலைப்புகளைப் பிரிக்க இக்கோடு தேவை. ---->
நுண் காலக் கணிப்பளவுக் கருவி
கடலில் செல்லும் கப்பல்களில் மிகத் துல்லியமாக நேரத்தைக் காட்டும் கைக்கடிகாரம் நுண் காலக் கணிப்பளவுக் கருவி (chronometer) எனப் படுகிறது. இது அளவில் பெரியதாகவும் இருக்கும்.சில சமயங்களில், நுட்பமான கைக் கடிகாரங்களுக்கும் இப்பெயர் வழங்கப் படுகிறது. எனவே, நுண் காலக் கணிப்பளவுக் கருவியை, கைக் கடிகாரத்திலிருந்து வேறு படுத்திக் காட்டும் சிறப்பியல்புகளைக் காணலாம்.
முதலாவது கனமான தராசுச் சக்கரத்தைப் பற்றிக் காண்போம். ஒரே மையமுள்ள இரு வளையங்களுக்குள் வைப்பதன் மூலம், இச்சக்கரத்தின் அச்சு செங்குத்தாக நிலைப் படுத்தப் படுகிறது. கப்பலில் சுழற்சி (rolling), உந்தல் (pitching) போன்றவற்றால் நுண் காலக் கணிப்பளவுக் கருவி வைக்கப்பட்டுள்ள பெட்டி பாதிக்கப் படாமல் இருக்கும் பொருட்டுத் தராசுச் சக்கரம் சுழல் முனை மூலம் இணைக்கப் படுகிறது.
நுண்காலக் கணிப்பளவுக் கருவியில் உள்ள தராசுச் சுருள் வில், தட்டையான சுருள் வில் (helix) வடிவத்திற்குப் பதிலாக உருளை (cylindrical) வடிவில் சுற்றப் பட்டுள்ளது. மேலும் சம நிலைப் பொறிக்கும், இயக்கும் ஆற்றலுக்கும், இடையே தொடர்பு செய்து ஒழுங்கு படுத்தும் ஒரு சிறப்பான விடுபடு அமைப்பும் (escapment) உள்ளது.
மேலும் கம்புருவ வட்டு (fusee) ஒன்றுள்ளது. இது மையச் சுருள் வில்லிலுள்ள ஆற்றலை தொடர்ச்சியாக தன் நீளத்தை மாற்றிக் கொண்டே இருக்கும் ஒரு நெம்பு கோலின் வழியாக பணியாக மாற்றுகிறது. இந்தெம்பு கோல் சுருள் வில் இறுக்கமாகக் சுற்றப் பட்டிருக்கும் போது குட்டையாகவும், கடிகாரம் ஓடிக் கொண்டிருக்கும் போது நீளமாகவும் இருக்கும். இதனால், கடத்தப்படும் ஆற்றல் எந்நேரத்திலும் சீராக்கப் படுகிறது.
முற்காலத்தில் கடலில் செல்லும் கப்பல்கள் பயணத்தின் போது, நெடு வரையைத் தீர்மானிப்பதற்குக் கிரீன்விச் நேரத்தைக் குறிக்கும் நுண் காலக் கணிப்பளவுக் கருவியை யே நம்பியிருந்தன. பின்னர் 1920–1930 ஆண்டுகளில் வானொலியால் ஒலி பரப்பப் படும் நேரக் குறிகள் (time signals) கடற் பயணியர்க்குக் கிரீன்விச் நேரமாக நாளின் எந்நேரத்திலும் கிடைக்கப் பெற்றது. அதனால், நெடு வரையைத் (longitude) தீர்மானிக்க உதவும், நுண் காலக் கணிப்பளவுக் கருவியின் பயன்பாடு குறையத் தொடங்கியது. —வா. அனுசுயா
நுண் குமிழ்க் கண் சவ்வழற்சி
இமை இணைச் சவ்வின் ஒவ்வாமை அழற்சியின் போது, உள்ளார்ந்த ஒரு நச்சின் விளைவால், இந்த அழற்சி (phyetenular conjunctivitis) உண்டாகிறது. காச நோய் நச்சு விளைவு மீண்டும் ஏற்படும் போது, வலிமையற்ற குழந்தைகளில் இந்நோய் தோன்றுகிறது. இங்கிலாந்தில், காச நோய் மறைந்து விட்ட போதிலும் மீண்டும் இந்நோய் தோன்றுவதால், இந்நோய் ஸ்டெஃபை லோகாக்கை நுண்ணுயிரால் வரும் இமை இணைச் சவ்வழற்சியாக இருக்கும் எனக் கருதப் படுகிறது.
இமை இணைச் சவ்விற்கு அடியிலோ, பளிங்குப் படலப் புறச் செல்லுக்கு அடியிலோ, வெள்ளணுக்களின் ஊடுருவல்தான் இந்நோயின் சிறப்பாகும். ஃபிளக்டீன்களில் நிண அணுக்களைச் சுற்றிலும் இமை இணைச் சவ்வில் குருதித் திரட்சி ஏற்பட்டு, விரைவிலேயே புண்ணாகி, நாளடைவில் நார்ப் பொருளுடன் சீரடையும். பளிங்குப் படலத்தில் தழும்புகள் உண்டாகின்றன. இதனால், பார்வை பாதிக்கப் படுகிறது. மருத்துவமாக ஸ்டீராய்டு களிம்பு, காச நோய் இருந்தால், காச நோய் எதிர் மருந்து பயனளிக்கும். —மு.ப. கிருஷ்ணன்
நுண் கூறாக்கம்
காண்க: குவாண்டமாக்கல்
நுண் சிறு தமனி
தமனிகள் தமக்குரிய உறுப்புகளைச் சேருமிடத்தில் நுண்ணியவாகி 50–100 மைக்ரோ மீட்டர் அளவுள்ள நுண் சிறு தமனிகளாகப் பிரிகின்றன. இச்சிறு நுண் தமனிகளின் (arteriole) சுவர்களில் மைலின் (myelin) இல்லாத தசைகள் ஒன்று அல்லது இரண்டு அடுக்குகளாகக் காணப் படும். நுண் சிறு தமனிகளிலிருந்து பல் வேறு கிளைகள் 10–15 மை.மீ. அளவில் பிரிந்து 50–100 மை.மீ. சென்றதும், 5 மை.மீ. அளவுள்ள நுண்ணிய இறுதித் தமனியாக உருவெடுக்கும். இதனைச் சுற்றிக் காணப் படும் தசைத் திசுக்களில் ஒரு சுருக்கு தசையை உண்டாக்கும். இது தந்துகி முன் சுருக்கு தசை (precapillary sphinters) எனப் படும். இச்சிறு நுண் தமனிகள், தந்துகிகளின் மூலம் உணவைச் செல்களுக்கு எடுத்துச் செல்வதை கட்டுப் படுத்துகின்றன. சுருக்கு தசை 28 மணி நேரத்திற்கு ஒரு முறை சுருங்கியும், விரிந்தும் பணியாற்றுகிறது நுண் சிறு தமனியில் உட்சுவர் தட்டையான அகச் சீதப் படலச் (endothelial) செல்களால் ஒரே அடுக்கில் காணப் படும். மீள் தசைத் திசு குறைந்தும், வரியில்லாத் தசைகளாலும் நடுச் சுவர் ஆனது. புறச் சுவர் கொலாஜன் மற்றும் நார்த் திசு இளம் செல்களால் வலை போல் பின்னப் பட்டிருக்கும். மூளை, சிறுநீரகம், இதயம் போன்றவற்றில் காணப் படும் நுண் சிறு தமனியில் அழுத்தம் மிகவும் குறையும் போது, இவ்வுறுப்புகள் பழுதடைகின்றன. குருதி அழுத்தம் குறையும் போது, இவ்வுறுப்புகளில் நிரந்தரக் கேடு உண்டாகிறது. —மா.ஜெ. பிரடெரிக் ஜோசப் துணை நூல். G.J. Romanes (Ed.), Cunningham's Text book of Anatomy, Twelfth Edition, Oxford University Press, Oxford, 1981; A.J.Harding Rains and H. David Ritchie, Bailey & Love's Short Practice of Surgery, Seventeenth Edition, H.K. Lewis & Co. Ltd, 1977.
நுண்ணலை எதிர்ப்பு அளவி
காண்க: எதிரொளிப்பு அளவி
நுண்ணலைக் குழாய்
ஏறக் குறைய 3000–300,000 மெகாஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண் பகுதியில் இயங்குமாறு வடிவமைக்கப் படும் வெற்றிடக் குழாய் நுண்ணலைக் குழாய் (Microwave tube) எனப் படுகிறது. குறைந்த அதிர்வெண்களில் பயன்படும் வெற்றிடக் குழாய்களிலிருந்து நுண்ணலைக் குழாய் இரு வகைகளில் வேறுபடுகிறது. அவை குழாய் உண்டாக்கும் அல்லது மிகைக்கும் குறிப்பலையின் அலை நீளத்தோடு தொடர்புடைய குழாய்க் கட்டமைப்பின் அளவுகள், நுண்ணலைப் புலத்துடன் எலெக்ட்ரான்கள் வினைப் படும் நேரம் ஆகியவை.
குழாய் அமைப்பு. ஒரு வெற்றிடக் குழாயில் எதிர் மின் முனையிலிருந்து கம்பி வலை வழியாக நேர் மின் முனைக்கு எலெக்ட்ரான்கள் செல்லும் பகுதி செயல்படும் பகுதி (active region) எனப் படுகிறது. குழாயின் நுண்ணலைப் பகுதியில் அலை நீளங்கள் செண்டி மீட்டரில் கணக்கிடப் படுகின்றன. நுண்ணலைக் குழாயின் ஒரு கால் பகுதி அலை நீளத்தை விரிவடையச் செய்யும் ஒத்திசைவு மின் சுற்று (resonant circuit) செலுத்தத் தொடர்களாக இருக்கும். பொதுவாக, ஒரு நுண்ணலைக் குழாய் ஒத்திசைவு சுற்றின் பகுதியாகவே உருவாக்கப் படுகிறது.
செலுத்தத் தொடர்கள், சார்பிடப்பட்ட திருத்தி, சூடாக்கி, மின்னழுத்த நிற்பு அலை, தொலைவு. மின்னழுத்தம், கம்பி வலை தடுக்கும் மின் தேக்கி, அடுத்துள்ள சுற்றுக்கான இணைப்பு, நேர் மின் முனை (plate) எதிர் மின் முனை.
குழாயின் மாறுநிலை நேரம். ஒரு நுண்ணலைக் குழாயின் செயல்பாடு சிறப்பாக இருக்க, குறிப்பலைப் புலத்தின் வழியே ஓர் எலெக்ட்ரான் கடந்து செல்லும் போது, உண்டாகும் மாறு நிலை நேரம் (transit time) குறிப்பலையின் அளவு நேரத்தை விடச் சிறியதாக இருக்க வேண்டும்.
நுண்ணலைப் பகுதிக்குக் கீழ் உள்ள அதிர்வெண்களில், செயல்படும் பகுதியில் செல்லும் எந்த ஓர் எலெக்ட்ரானின் நேரமும், குறிப்பலையின் அலைவு நேரத்தை விட தவிர்த்து விடும் அளவிற்கு (negligible) மிகச் சிறியதாக இருக்கும். நுண்ணலைகளில் 0.001–1 நானோ நொடிகள் (nanoseconds) என்னும் வீதத்தில் குறிப்பலையின் அலைவு நேரம் இருக்கும்.
அலைவு நேரத்தின் அரை அளவு நேரத்திற்கு மாறு நிலை நேரத்தைக் குறைத்தாலும், குறிப்பலையின் முனைமையை (polarity) எதிராக்கும் போது (reverse), மாறு நிலையில் உள்ள ஓர் எலெக்ட்ரான், தன் ஆற்றலில் சிறு நிகர மாற்றத்தை அடையும். குறிப்பலை அலைவு நேரத்தின் காற்பகுதி அளவு நேரத்தை விட, மாறு நிலை நேரம் குறைவாக எலக்ட்ரான்களில் குறிப்பிட்ட அளவு குறிப்பலைப் புலத்துடன் கணிசமான ஆற்றலைப் பரிமாறிக் கொள்ளும்.
நுண்ணலைக் குழாய்களின் மாறு நிலை நேரம் குறைவாக இருப்பதே சிறந்தது. எனவே, சம தளமாக இருக்குமாறு, மின் முனைகளை அருகருகே வைத்தும், மின் முனைகளுக்கு இடையே உள்ள மின்னழுத்தங்கள் மிகுதியாக இருப்பின், எலெக்ட்ரான்களின் முடுக்கத்தாலும் மாறு நிலை நேரத்தைக் குறைக்கலாம்.
வகைகள். பொதுவாக நுண்ணலைக் குழாய்கள் மூவகைப் படுகின்றன. அவை மேக்னட்ரான், பயண அலைக் குழாய், கிளிஸ்ட்ரான் என்பவை.
காண்க. மேக்னட்ரான், பயண அலைக் குழாய், கிளிஸ்ட்ரான், வெற்றிடக் குழாய், செலுத்தத் தொடர்கள். —இரா.இந்து
நுண்ணலைகளும் நுண்ணலைச் சுற்றுகளும்
ஏறத்தாழ 500–300 மெகா ஹெர்ட்சு வரை அதிர்வெண்ணுள்ள ஓரியல்பான மின் காந்த அலைகள் நுண்ணலைகள் (microwave) எனப் படுகின்றன. இந்த நெடுக்கத்திலுள்ள நுண் அலைகளை 3–30 கிகா ஹெர்ட்சு வரை அதிர்வெண்ணுள்ள சென்டி மீட்டர் அலைகள், 30–300 கிகா ஹெர்ட்சு வரை அதிர்வெண்ணுள்ள மில்லி மீட்டர் அலைகள், 300 கிகா ஹெர்ட்சுக்கு மேற்பட்ட அதிர்வெண்ணுள்ள கீழ் மில்லி மீட்டர் அலைகள் என மூன்று குழுக்களாகப் பிரிக்கலாம். குறைவான அதிர்வெண்களில் மின் சுற்று வலை அமைப்புகளின் பண்புகளை விவரிக்க வழக்கமான மின் சுற்றுக் கொள்கை போதுமானது. கீழ்ச் சிவப்பு மற்றும் அதற்கு மேற்பட்ட அதிர்வெண்களில், வடிவியல் அல்லது அலை ஒளியியல் தத்துவங்களைப் பயன் படுத்த வேண்டும். மின் சுற்றுகள் அல்லது மின் அமைப்புகளின் இயல்புப் பரிமாணங்கள், ஆய்வு செய்யப் படும் குறிப்பலைகளில் உள்ள பெரும அதிர்வெண் ஆக்கக் கூறுகளின் அலை நீளங்களுக்குச் சம அளவில் ஆகும் போது, நுண் அலைத் தொழில் நுட்ப உத்திகளைப் பயன் படுத்த வேண்டிய தேவை ஏற்படுகிறது. நுண் அலைகள் ராடார், செயற்கைக் கோள் மூலம் செய்தித் தொடர்பு, குறிப்பிட்ட கோள்களுக்கிடையிலான செய்தித் தொடர்பு போன்ற பணிகளில் பயன் படுகின்றன. இவற்றுக்கான குறிப்பலைகளை உண்டாக்கவும், துலக்கவும், ஆயவும், நுண் அலை ஆற்றலை நுண் அலைச் சுற்றுகளில் வழி நடத்தி விரும்பிய செயல்பாடுகளைப் பெற வேண்டும். ஓரச்சுக் கம்பி வடங்கள், வரி பட்டை அல்லது நுண் பட்டை அச்சிட்ட மின் சுற்றுகள், செவ்வக அல்லது உருளை வடிவத்தில் அமைந்த உலோகக் குழாய் அலை வழி நடத்திகள், மின் கடவா அலை வழி நடத்திகள் ஆகியவை நுண் அலைக் கருவிகளில் பரவலாகப் பயன் படுத்தப் படும் அலை வழி நடத்திகள் ஆகும். வரிப் பட்டை அல்லது நுண் பட்டை அச்சிட்ட மின் சுற்றுகள் என்பவை, மின் கடவா அடித் தளப் பலகைகளின் மேல் மிக மெல்லிய உலோக மின் சுற்றுப் பாங்குகள் பதிக்கப்பட்டவை. மின் கடவா அலை வழி நடத்திகளில் மின் காந்தக் கதிர்கள் மின் கடத்திகளின் உதவியின்றி மின்கடவா இடைவெளிகளின் அருகில் தலப் படுத்தப் பட்டு அல்லது சிக்க வைக்கப் பட்டு விடுகின்றன.
ஆற்றல் பரவுகிற திசைக்குச் செங்குத்தாகச் சீரான குறுக்குப் பரப்புள்ள அனைத்து அலை வழி நடத்திகளிலும் நிகழ்கிற அலைப் பரவுதலைப் பின் வரும் சமன்பாடுகளின் அடிப்படையில் விவரிக்கலாம். {dv \over dz} = -ZI ; {dI \over dz} = - YV இங்கு V,I ஆகியவை குறிப்பிட்ட அலை வழி நடத்தியின் குறுக்கு மின் மற்றும் காந்தப் புலங்களுடன் இணைந்துள்ள மின்னழுத்த மற்றும் மின்னோட்ட மாறிகள், புல அளவுகள் நேரத்துடன் சைன் கோட்டு வடிவில் மாறுவனவாக வைத்துக் கொள்ளப் படுகிறது. Z என்பது அலைப் பரவல் திசையில் ஆய மாறி. Z என்பது கடத்துங் கம்பியின் நீள வாட்டில் அலகு, நீளத்திற்கான தொடர் மாறு மின் எதிர்ப்பு (impedance) என்பது அலகு நீளத்திற்கான இணைத் தட மாறு மின் ஏற்பு (admittance). இவற்றின் வடிவமும், எண் மதிப்பும், மின் செல்லும் பாதையின் வகை, பரிமாணங்கள், குறுக்குத் தோற்றம் நிரம்பியிருக்கிற ஊடகம், அதிர்வெண், செயலாக்கத்தின் மின் காந்த வகை ஆகியவற்றைப் பொறுத்துள்ளன. இச்சமன்பாடுகளின் தீர்வுகள் பின் வருமாறு: \begin{align}V(z,w) &= V^{+}e^{jwt-rz} + V^{-}e^{jwt+rz} \\ I(z,w) &= Zc^{-}\big[V^{+}e^{jwt-rz} - V^{-}e^{jwt+rz} \big] \end{align}
இங்கு j= \sqrt{-1}; W என்பது ரேடியன் அதிர்வெண் என்பது கூட்டுப் பரவல் மாறிலி. r = \sqrt{ZY} = L + jbZ. Zc இங்கு r என்பது மின் கடத்தும் பாதையின் தற்சிறப்பியல்பான மாறுமின் எதிர்ப்பு. இது \sqrt{ZY} க்குச் சமம்.
மின் செல் பாதையில் பயணம் செய்யும் அலையின் கட்டம் wt+Bz. நேரம் ஒரு அதிகரிக்கிற மாறியாக உள்ளமையால், ஒரு மாறிலியான கட்டமுள்ள புள்ளியுடன் ஒத்த வேகத்தில் செல்ல, Vp= w/B என்னும் வேகத்துடன் பயணம் செய்ய வேண்டும். இது கட்டத் திசை வேகம் (phase velocity) எனப் படுகிறது. + குறி அதிகரிக்கும் Z மதிப்புள்ள திசையில் செல்லும் அலைகளையும், – குறி முன்னோக்கிய திசையில் செல்லும் அலைகளையும் குறிப்பிடுகின்றன.
அலை வீச்சுகளும் இதே போலக் குறிப்பிடப் படுகின்றன. V+ முன்னோக்கிச் செல்லும் அலையையும், V– பின்னோக்கிச் செல்லும் அலையையும் குறிக்கும்.
மின் செல் பாதையின் உள்ளிடு முனையுடன் ஒரு மின்னோக்கியை இணைத்தால் V+ என்னும் ஒரு முன்னோக்கு அலை நிறுவப் படுகிறது. ZL என்னும் கூட்டு மாறு மின் எதிர்ப்பில், மின் கடத்தும் பாதை முடிவடைந்தால், இந்தச் சுமையின் மேல் விழுகிற குறிப்பலையில் ஓரளவு மின்னோக்கியை நோக்கித் திருப்பி விடப் படலாம். எதிர் பலிக்கப்பட்ட மின்னழுத்த வீச்சுக்கும், விழுகிற மின்னழுத்த வீச்சுக்கும் இடையிலான தகவு, மின்னழுத்த எதிர்பலிப்புக் குணகம் P எனப்படும். P = {V^{-} \over V^{+ = Z_L - Z_c} \over {Z_L + Z_c மின் செல் பாதையின் முடிவிலிருக்கும் சுமை மாறு மின் எதிர்ப்பு பாதையின், சிறப்பியல்பு மாறு மின் எதிர்ப்புக்குச் சமமாக இருக்கும் போது, இத்தகைய எதிர்பலிப்புகள் நேரா. மின் செல் பாதை இணைப் பொருந்தியிருப்பதாகச் சொல்லப் படும்.
இணைப் பொருத்தமில்லாத ஒரு சுமையிலிருந்து எதிர்பலிக்கப் பட்டு வரும் ஓர் அலை, படு அலையுடன் காலாந்தரத் தன்மையில் குறுக்கிட்டு, ஒரு நிற்பு அலையை உண்டாக்குகிறது. அதன் வீச்சு நேரத்தோடு சைன் கோட்டு வடிவில் மாறும். மின் செல் பாதையில் முடிவடையும் போது, Z=-| என்னும் அளவிடு புள்ளியில் உள்ள மின்னழுத்தத்திற்கும் மின்னோட்டத்திற்கும் இடையிலுள்ள தகவு, அப்புள்ளியில் மின் செல் பாதைக்கான உள்ளிடு மாறு மின் எதிர்ப்பை அளிக்கிறது. அதாவது,
இங்கு மின் செல் பாதையில் இழப்புகள் இல்லை எனவும், r= jβ எனவும் வைத்துக் கொள்ளப் பட்டிருக்கிறது. இதிலிருந்து ஒரு மின் செல் பாதையின் உள்ளிடு மாறு மின் எதிர்ப்பு நீளத்துடனும் செயலியக்க அதிர் வெண்ணுடனும் மாறுகிறது எனத் தெரிகிறது. அதாவது β = w/Vp. இதன் காரணமாக, மாறு மின் எதிர்ப்பு மாற்றம் (impedance transformation) என்னும் முக்கியமான பண்பு தோன்றுகிறது. ZL, ZC, I ஆகியவற்றுக்குத் தக்க மதிப்புகளை அமைத்துக் குறுகிய அதிர்வெண் நெடுக்கப் பட்டைகளில் தன்னிச்சையான உள்ளிடு மாறு மின் எதிர்ப்புகளைப் பெறலாம். முடிவுப் புள்ளியில் மட்டுமன்றி, மின் செல் பாதையின் எந்த ஒரு புள்ளியிலும், மின்னழுத்த எதிர்பலிப்புக் குணகத்தை அளவிட முடியும். இவ்வாறு,
அனைத்து அளவுகளும் கூட்டு எண்களாக இருக்க முடியும். எனவே, இதை P, Zin ஆகிய கூட்டு மாறிகளுக்கிடையிலான ஓர் இரு புற, ஒரு படித்தான (bilinear) மாற்றமாக இனம் காண முடிகிறது.
நுண் அலை மின் சுற்றுக் கொள்கை. வரையறுக்கப் பட்ட பட்டை அகலங்களில், நுண் அலைக் குறிப்பலைகளின் வீச்சு அல்லது கட்டத்தைத் துல்லியமான முறையில் கட்டுப் படுத்தக் கூடிய வகையில், மின் செல் பாதைக் கூறுகளைக் கொண்ட வலையமைப்புகளை உருவாக்குவதே நுண் அலை மின் சுற்று வடிவமைப்பு எனப் படும். இதில் மூவகைச் சிக்கல்கள் உள்ளன. வலையமைப்பு என்ன செய்ய வேண்டும் என்பதை வரையறுக்கிற அமைப்புச் சிக்கல் முதலாவதாகும். விரும்புகிற படிச் செயல் படக் கூடிய வகையில் அமையக் கூடிய முன் மாதிரியான வலையமைப்புகளில் இணைக்க வேண்டிய மின் கூறுகளை வரையறுத்தல் என்னும் வலையமைப்புத் தொகுப்புச் சிக்கல் அடுத்தது. மூன்றாவதாக, இவ்வகை மின் கூறுகளுக்குச் சமமான நுண் அலை வலையமைப்புகளைக் கண்டறிந்து, அவற்றின் தேவையான உருவப் பரிமாணங்களைத் தீர்மானிப்பதான சிக்கல் இருக்கிறது. மாறு மின் எதிர்ப்பு மாற்றி வடிப்பான், திறன் பிரிப்பான், திறன் கூட்டி, கட்டம் அல்லது வீச்சு வேறுபாட்டு அளவி போன்ற பல வகையான அமைப்பு ஆக்கக் கூறுகள் உருவாக்கப் பட்டிருக்கின்றன.
இரண்டாம் உலகப் போருக்கு முன்னும், போரின் போதும் நுண் அலைத் தொழில் நுட்பத் தேவைகள் ஏற்பட்ட போது, பகிர்வு செய்யப் பட்ட வலையமைப்பு உத்திகளும், கொள்கைகளும் உருவாக்கப் பட்டன. ராடார் கருவிகளை உருவாக்குவதில், இவை உதவின. அதன் பிறகு, இந்தத் துறை முதிர்ச்சி அடைந்து, மிக நவீனமான குறிப்பலைச் செயல் முறைகளை நிகழ்த்தக் கூடிய வலையமைப்புகளை அமைக்கும் அளவுக்கு முன்னேறி இருக்கிறது.
1948ஆம் ஆண்டில் ரிச்சர்ட்ஸ் என்பார், ஒரு முக்கியமான கண்டு பிடிப்பை வெளியிட்டார். ஓர் எளிய அதிர்வெண் மாற்றத்தைப் பயன் படுத்தி, ஒரு பகிர்வு செய்யப் பட்ட வலையமைப்பின் வலையமைப்புச் சார்பெண்களைப் பல்லுறுப்புக் கோவைகளின் ஒரு தகவலாகச் சுருக்கி விடலாம் என்று அவர் கண்டு பிடித்தார். இதன் மூலம், கூறுக் குவியல் வலையமைப்புத் தத்துவங்களை நுண் அலை சிக்கல்களுக்கும் பொருந்துகிறவையாக ஆக்கி விடலாம்.
இணைக்கப்பட்ட பாதைக் கூறுகள். சில குறிப்பிட்ட வலையமைப்புச் செயல்பாடுகளை இணைக்கப் பட்ட மின் செல் பாதைகளைப் பயன் படுத்துவதன் மூலம் அடையலாம். பல மின் செல் பாதைகளில் கட்டத் திசை வேகங்கள் ஏறத் தாழச் சமமாகவும், தம் மின் மற்றும் காந்தப் புலங்களைப் பகிர்ந்து கொள்ளக் கூடிய அளவுக்கு மின் செல் பாதைகள் நெருக்கமாகவும் அமைந்திருக்கிற போது, மின் காந்த ஆற்றலை அவற்றுக்குள் பரிமாற்றம் செய்து கொள்ள முடியும். இணைக்கப் பட்ட பாதைகளை ஒரு கூறின் வெளியிடு முனை, அடுத்த கூறின் உள்ளிடு முனையாக அமைகிற ஓர் அருவி வடிவ வலையமைப்பின் ஒரு கூறாகப் பயன் படுத்த இணைக்கப் பட்ட இரட்டையை ஒரு சமமான இரு வாசல் (port) வலையமைப்பாக மாற்ற வேண்டும். இரண்டு வாசல்களின் இறுதியில், மின் தடைக் கூறுகளைப் பொருத்துவதன் மூலம் இதைச் செய்யலாம். இந்த மின் தடைக் கூறுகள் திறந்த சுற்றுகளாகவோ, மூடிய சுற்றுகளாகவோ இருக்கலாம்.
இம்முறையில் பத்து வெவ்வேறு வகையான இரு வாசல் வலையமைப்புகளை உண்டாக்க முடியும். இந்த அணுகு முறையின் மூலம், இணைப்புப் பாதை வடிப்பான்களை வடிவமைப்பது இயலக் கூடியதாக அமைகிறது. இத்தகைய சீப்புப் பல் வடிவ (combline) அல்லது எண்ணிடை (interdigital) வடிப்பான்கள் பரவலாகப் பயன் படுகின்றன.
இரண்டு இணைக்கப் பட்ட பாதைகளின் மூன்று வாசல்கள் இணை பொருத்தமான (ZL=Zc) சுமையில் முடிவுறுமானால், எஞ்சியுள்ள வாசலில் நுழையும் ஒரு குறிப்பலையைத் தேர்வு முறையில், இரண்டு வாசல்களுடன் இணைத்து, மூன்றாவதுடன் தொடர்பு இராததாகச் செய்து விடலாம். இந்தக் கருவி திசைத் தன் இணைப்பி (directional coupler) எனப் படுகிறது. இதைப் பயன் படுத்தி முன்னேறும் குறிப்பலைகளையும், பின் வாங்கும் குறிப்பலைகளையும், தனித் தனியாகப் பிரித்து விடலாம். செய்தித் தொடர்பு அமைப்புகளில், இக்கருவியைப் பயன் படுத்துவதன் மூலம் ஒரே மின் செல் பாதையில் இரு வழிச் செய்தித் தொடர்பை நிறுவ முடிகிறது. இணைக்கப்பட்ட வாசலுள்ள இத்தகைய நுண் அலை நான்கு வாசல் சந்திகளை, உள்ளிடு குறிப்பலையுடன் 90 பாகை கட்ட வேறுபாடுள்ள அல்லது 180 பாகை கட்ட வேறுபாடுள்ள குறிப்பலையைப் புகுத்துவதன் மூலம் அமைக்கலாம். ஏனைய இரண்டு, மூன்று வாசல் கருவிகளான வடிகட்டிகள், திறன் பிரிப்பான்கள் போன்றவற்றுடன் இந்தச் சந்திகளை இணைத்துப் பல சிக்கலான நுண் அலைக் குறிப்பலைச் செயலாக்க வலையமைப்புகளை உருவாக்க முடிகிறது. —கே.என்.ராமச்சந்திரன் துணை நூல். S.F. Adam, Microwave Theory and Application, Prentice-Hall Englewood Cliffs, New Jersey, 1969.
நுண்ணலைச் செலுத்தத் தொடர் வழிகள்
மைக்ரோ அலை அதிர்வெண்ணுள்ள மின் காந்த ஆற்றலை ஓரிடத்திலிருந்து மற்றோரிடத்துக்குச் செலுத்தும் அமைப்புகள் நுண்ணலைச் செலுத்தத் தொடர் வழிகள் (microwave transmission lines) எனப் படும்.
மின் காந்தப் புலன்களை வெற்றிடத்தில் ஒரு புள்ளியிலிருந்து மற்றொரு புள்ளிக்கும் செலுத்தலாம். அவை வெற்றிடத்தில் ஒளியைப் போல, 3×108 மீட்டர் / நொடி என்னும் திசை வேகத்துடன் பரவும். ஓர் இழப்பற்ற மின் கடவாத் தன்மையுள்ள, காந்தத் தன்மையற்ற வேறு ஓர் ஊடகத்தில் அவை பரவும் போது, அவற்றின் திசை வேகம் ஊடகத்தின் சார்பு அனுமதிப்பின் இருமடி மூலம் ஒளித் திசை வேகம் ஆகியவற்றின் தகவுக்குச் சமமாயிருக்கும். மைக்ரோ அலைகள் வெற்றிடத்தில் 1 மீட்டருக்கும் குறைந்த அலை நீளங்களையும், 300 மெகா ஹெர்ட்சுக்கும் மேற்பட்ட அதிர்வெண்களையும் கொண்டிருக்கும்.
மின் கடத்துகிற அல்லது உலோக எல்லைப் பரப்புகளுக்கு இடையில் பரவுமாறு, மைக்ரோ அலைகளைச் செலுத்த முடியும். அந்த எல்லைப் பரப்புகள் இரண்டு அல்லது மேற்பட்ட எண்ணிக்கையிலானவையும், அவை பரவும் திசையில் சீரான குறுக்குப் பரப்பளவைக் கொண்டவையும் ஆன மின் கடத்தும் பரப்புகளால் ஆக்கப் பட்டிருந்தால், குறுக்கு மின் காந்தப் பாணியே (transverse mode) மிகவும் எளிதான அலைச் செலுத்தல் முறையாகும்.அலையின் திசை வேகம், எல்லைகளற்ற அதே ஊடகத்தில் அலை பரவும் திசை வேகத்திற்குச் சமமாகவேயிருக்கும். இரட்டைக் கம்பி மின் வழிகள், ஓரச்சுக் கம்பி வடங்கள், நாடா வகை மின் வழிகள் ஆகியவை இத்தகைய மின் கடத்து அமைப்புகள். மைக்ரோ அலை அதிர்வெண்களில் ஓரச்சுக் கம்பி வடங்கள் பெருமளவில் மின் கடத்தலுக்குப் பயன் படுகின்றன. நாடா வகை, கம்பி வழிகள் சம தள வடிவமைப்புள்ள மைக்ரோ அலைத் தொகுப்புச் சுற்றுகளில் பயன் படுகின்றன.
ஓரச்சு மின் வழிகஓர் உருளை வடிவ மின் கடத்தாப் பொருளின் வெளிப் பரப்பிலும் அச்சிலும் மின் கடத்தும் பரப்புகள் அமைந்திருக்கும். மின் காந்தப் புலங்கள் மின் கடத்தா ஊடகத்தின் மூலம் பரவும். கொள்கை அளவில், இத்தகைய மின் வழிகளில், குறுக்கு மின் காந்தப் பாணியில் சுழி முதல் வரம்பிலி வரையான அதிர்வெண்களுள்ள மின் காந்த அலைகளைச் செலுத்த முடியும். இவற்றில் மைக்ரோ அலைகளும் அடங்கும். அலைப் பரவல் குறுக்கு மின் காந்தப் பாணியில் மட்டுமே நிகழ வேண்டுமானால், கடத்து வழியின் சுற்றளவு ஓர் அலை நீளத்தை விடக் குறைவாக இருக்க வேண்டும். ஆனால், ஓரச்சு மின் வழியின் சுற்றளவை ஓரளவே குறைக்க முடியும். எனவே, ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்புக்கு மேற்பட்ட அதிர்வெண்ணுள்ள அலைகளைக் குறுக்கு மின் காந்தப் பாணியில் இந்த மின் வழிகள் மூலம் செலுத்த முடியாது. இந்த உச்ச வரம்புக்கு மேற்பட்ட அதிர்வெண்களுள்ள அலைகளின் அலை நீளம் மின் வழியின் சராசரிச் சுற்றளவை விடக் குறைவாகயிருக்கும் நிலையில், குறுக்கு மின் முறை, குறுக்குக் காந்த முறை ஆகியவை மின் வழியில் பரவும் அலை வழி காட்டிகளில் இதே வகையில் பரவுகின்றன.
பொதுவாக, ஓரச்சு மின் வழிகளில் மின் கடத்திகளில் புறப் பரப்பு இழப்புகளும், மின் கடத்தாப் பகுதியில் மின் கடத்தா இழப்புகளும் தோன்றுகின்றன. அதிர்வெண் அதிகரிக்கும் போது, புறப் படல இழப்பும் மிகுதியாவதால், ஓரச்சு மின் வழிகளில் ஓர் உச்ச வரம்புக்கு மேற்பட்ட அதிர்வெண்ணுள்ள அலைகளைச் செலுத்த முடியாது. ஓரச்சு மின் வழிகளில் மின் கடவாப் பகுதி நெகிழி, மின் கடத்தா மணிகள், விறைப்பான கால் அலை நீளப் புடைப்புகள் இவற்றில் ஏதேனும் ஒன்றாக இருக்கலாம். மின் கடவா மணிகள் அல்லது புடைப்புகள், விறைப்பான ஓரச்சு மின் வழிகளின் மின் கடத்தல் பண்புகளில் குறிப்பிடத் தக்க மாற்றம் எதையும் ஏற்படுத்தாது.
பட்டை நாடா மின் வழிகள். இவற்றில் இரண்டு அல்லது மூன்று உலோகப் பட்டைகள் ஒன்றின் மேலொன்றாக, இடையில் மின் கடத்தாப் படலங்களால் பிரிக்கப் பட்டு அமைந்திருக்கும்.
இரண்டு பட்டைகள் உள்ள மின் வழியில் அகலம் குறைவான பட்டை மின் கடத்தும் பட்டையாகவும், அகலம் அதிகமுள்ள பட்டை தரைத் தளமாகவும் செயல்படும். மூன்று பட்டைகள் கொண்ட அமைப்பில், நடுவில் உள்ள அகலம் குறைந்த பட்டை மின் கடத்தும் பட்டையாகவும், அகலம் அதிகமுள்ள பட்டை தரைத் தளங்களாகவும் செயல் படும்.
இவற்றைக் கொண்டு உருவாக்கப் படும் மைக்ரோ அலைத் தொகுப்புச் சுற்றுகளைப் பல்வேறு செயற்பாட்டு மின் சுற்றுக் கூறுகள் உள்ளடங்கியிருக்குமாறு, அமைக்க முடியும். செயலுறு மின் சுற்றுக் கூறுகளைப் பின்னர், அவற்றுடன் இணைத்து விடலாம். மைக்ரோ அலைத் தொகுப்புச் சுற்றுகளில் தொழில் நுட்பம் மேம்படும் போது, செயலுறு மைக்ரோ அலை அதிர்வெண் கருவிகளை நாடாப் பட்டை மின் வழிகளைப் பயன் படுத்தி மின் சுற்றுகளில் பெருமளவில் உருவாக்க முடியும் என நம்பலாம்.
அலை வழி காட்டிகள். பொதுவாக, அலை வழி காட்டிகள் உள்ளீடற்ற உருளை அல்லது செவ்வக வடிவக் குழல்களே. அவற்றில், ஒரு மின் கடத்தும் எல்லைப் பரப்பு மட்டுமே உள்ளன. எனவே அவற்றின் மூலம் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு மேற்பட்ட அதிர்வெண்ணுள்ள அலைகளை மட்டுமே அனுப்ப முடியும். அந்தச் சிறும வரம்பு அதிர்வெண் உள்ளீடற்ற குழலின் பரிமாணங்களைப் பொறுத்து அமையும்.
எனவே, குழலின் பரிமாணங்களும், சிறும அலை நீளமும் ஒரே பத்து மடங்கு வரிசையில் இருக்கும். ஓர் ஓரச்சு மின் வழியின் சுற்றளவு, ஓர் அலை நீளத்தை விடப் பெரியதாக இருக்கும் போது, ஓரச்சு மின் வழிகளிலும் சிறும அதிர்வெண் நரம்புள்ள பரவல் முறைகள் தென்படுகின்றன.
அலைகள் குறுக்கு மின் அல்லது குறுக்குக் காந்த முறையில் பரவும். அவற்றின் பரவல் திசை வேகம் அதிர் வெண்ணைச் சார்ந்து அமைகிறது. அனைத்துக் குறுக்கு மற்றும் குறுக்குக் காந்த முறைகளும் அதிர்வெண்ணைச் சார்ந்த திசை வேகங்களைப் பெற்றிருப்பதால், மின் வழி அல்லது அலை வழி காட்டியின் பரிமாணம் அல்லது வடிவமைப்பு விருப்பமான முறையை மட்டுமே கடத்தக் கூடிய வகையில் தேர்ந்தெடுக்கப் படுகிறது.
இந்தச் சிக்கலைத் தவிர்ப்பதற்காக, ஓரச்சுக் கம்பி வழிகள் பொதுவாகக் குறுக்கு மின் காந்த முறையில் மட்டுமே இயக்கப் படுகின்றன.
கட்டத் திசை வேகமும் குழுத் திசை வேகமும். அனைத்துத் தள அலைகளுக்கும், கட்டத் திசை வேகம் Vp, குழுத் திசை Vg என்னும் இரண்டு அளவுகள் உண்டு. அவையிரண்டும் β என்னும் கட்ட எண்ணையும், a என்னும் ரேடியன் கோண அதிர்வெண்ணையும் சார்ந்திருக்கும். அலை பரவும் திசையில் தொலைவுடன் கட்டம் மாறுகிற வீதம் ரேடியன் அதிர்வெண் எனப்படும். அது 2π/λவுக்குச் சமம். இங்கு, π அலை நீளத்தைக் குறிக்கும். அலையின் கட்டம், நேரத்துடன் மாறுகிற வீதம் ரேடியன் அதிர்வெண் எனப்படும். அது 2π/Tக்குச் சமம். இங்கு T என்பது அலையின் அதிர்வு நேரம்.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பக்கத்தின் கடைசியில் இருந்து பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> ஒரு தள அலையின் இரண்டு வெவ்வேறு புள்ளிகளில் காணப்படும் கட்டங்களின் வேறுபாட்டின் பதங்களில் கட்டத் திசை வேகம் வரையறுக்கப்படும். அது ஓர் ஒற்றை அதிர்வெண் அலையின் திசை வேகமாகக் கருதப் படுகிறது. அது β/w என்னும் தகவாக வரையறுக்கப் படுகிறது. ஓர் ஊர்தியலையின் மேல், ஒரு பண்பேற்றம் செலுத்தப் படுமானால், பண்பேற்றம் குழுத் திசை வேகம் எனப்படும் திசை வேகத்துடன் பரவுகிறது. பண்பேற்ற அலை உறையைப் பகுப்பாய்வு செய்தால், கட்ட எண்ணைப் பொறுத்து, ரேடியன் அதிர்வெண் மாறுகிற வீதத்துக்குச் சமமாகக் குழுத் திசை வேகம் தெரிகிறது. அதாவது Vg=rw/β ஒரு பண்பேற்றப்பட்ட அலையில், ஊர்தியலை என்னும் கட்டத் திசை வேகத்துடனும், அலை உறை Vg என்னும் குழுத் திசை வேகத்துடனும் பரவுகின்றது.
கட்டத் திசை வேகம் அதிர்வெண்ணைச் சார்ந்திராத ஓர் ஊடகத்தில், குழுத் திசை வேகம் கட்ட உருக் குலைவு இன்றிப் பரவும். கட்டத் திசை வேகம் அதிர்வெண்ணைச் சார்ந்திருக்கிற ஓர் ஊடகத்தில் பரவும் அலைகளில் கட்ட உருக் குலைவை உண்டாகும். அத்தகைய ஊடகம், பிரிகை ஊடகம் எனப் படும். வெற்றிடம் பிரிகை செய்யாது. மற்றப் பொருள்கள் அனைத்தும் பிரிகை செய்யும். பொதுவாகக் கட்டத் திசை வேகம் அதிர்வெண், ஊடகத்தின் அடர்த்தி, வெப்ப நிலை ஆகியவற்றைச் சார்ந்து மாறும். எனவே, பிரிகை மின் வழிகளில் பயன்படுத்தப் படும் மின் கடவாப் பொருள்கள் திசையொத்த பண்புகள் கொண்டவையாக தேர்ந்தெடுக்கப் படும். ரேடியன் அதிர்வெண்ணுக்கும், கட்ட எண்ணுக்கும் இடையில் வரை படம் வரைந்தால், ஒரு வளைந்த கோடு கிடைக்கும். அந்த வளை கோட்டின் ஏதாவது ஒரு புள்ளியில் தொடு கோட்டை வரைந்தால், அந்தத் தொடு கோட்டின் சரிவு, குழுத் திசை வேகத்துக்குச் சமமாயிருக்கும்.அந்தப் புள்ளியை வரை படத்தின் தொடக்கப் புள்ளியுடன் வரையப் படும் நாணின் சரிவு, கட்டத் திசை வேகத்துக்குச் சமம் ஆகும். பிரிகை செய்யாத ஊடகத்தில், இந்த இரண்டு சரிவுகளும் சமமாயிருக்கும்.
பரவல் எதிர்ப்பு. வெற்றிடத்தின் உட்புகு திறன் அனுமதிப்பு \epsilon_0 எனில், வெற்றிடத்தின் தன்னியல் எதிர்ப்பு எனப் படும். அது 377 ஓமுக்குச் சமம். இழப்பற்ற, காந்தத் தன்மையற்ற ஓர் ஊடகத்தின் மின்னெதிர்ப்பு ஊடகத்தின் சார்பு அனுமதிப்பின் இருமடி மூலத்தில், ஒரு பங்காகக் குறையும். பெர்னாட்டுகளின் காந்த உட்புகு திறன், வெற்றிடத்தின் காந்த உட்புகு திறனை விட மிகுதி. ஒரு மின் வழியின் மின்னெதிர்ப்பு, மின் வழியின் குறுக்களவையும் சார்ந்திருக்கும். எனவே, இழப்பில்லா மின் வழிகளில் மின் எதிர்ப்பு \frac {\sqrt{L{C} ஆகும். இங்கு ட என்பது மின் தூண்டல் எண்; C என்பது அலகு நீளத்திற்கான மின்தேக்கு திறன் ஆகும்.
ஓரச்சு மின் வழிகளில் மின்னெதிர்ப்பு, வெளி மின் கடத்தியின் உள் ஆரம், உள் மின் கடத்தியின் வெளி ஆரம், மின் கடத்தா ஊடகத்தின் சார்பு அனுமதிப்பு ஆகியவற்றைப் பொறுத்திருக்கும். இவற்றைத் தக்கவாறு மாற்றியமைப்பதன் மூலம், படித்தரமான கம்பி வடங்களில் மின் எதிர்ப்பு 50–75 ஓம் இருக்குமாறு செய்யப் படுகிறது. பட்டை மின் வழிகளில், மின்னெதிர்ப்புப் பட்டையின் அகலத்தையும், பட்டைக்கும், தரைத் தளத்திற்கும் இடையிலான தொலைவையும், v மின் கடவாப் பொருளின் சார்பு அனுமதிப்பையும் பொறுத்திருக்கும். தேவையான மின்னெதிர்ப்பு உண்டாகும் வகையில், இந்த அளவுகளை அமைத்துக் கொள்ளலாம்.
எதிர்பலிப்புகளும், நிலையலைகளும். அலைகள் மின் வழியில் இரண்டு திசைகளிலும் பயணம் செய்ய முடியும். மின் வழியின் குறுக்களவில் மாற்றம் ஒரு மின் block_center|larger|இங்கு P = \frac{V^'_1}{V_1} P= \frac {Z_2 - Z_1} {Z_2 + Z_1} மின்னழுத்த நிற்பு அலை விகிதம் \frac {1+|e|}{1-|e|} வழிக்கு அல்லது செயற்பாட்டுக் கூறுக்கு அலை மாறும் போதோ, அத்தகைய சந்திகளில் அலை எதிர்பலிக்கப் படுகிறது. அப்புள்ளிகளில் அலையின் ஒரு பகுதி எதிர்பலிக்கப் பட்டு, எஞ்சிய புள்ளியைக் கடந்து செல்லும். படு அலையின் மின்னழுத்தம் V1, எதிர்பலித்த அலையின் மின்னழுத்தம் V'1 எனில், எதிர்பலிப்புக் கெழு e எனப்படும். எதிர்பலிப்புப் புள்ளிக்கு முன்புள்ள மின் வழியின் மின்னெதிர்ப்பு Z1. அதற்கு அப்பாலுள்ள மின்வழியின் மின் எதிர்ப்பு Z2,
ஒரு மின்வழியில் செலுத்தப்பட்ட அலையும், எதிர்பலிக்கப் பட்ட அலையும் சேர்ந்து பரவும் போது, நிலையலைகள் தோன்றும். இவற்றை ஒரு நிலையலைத் துலக்கி மூலம் கண்டு பிடிக்கலாம். படு அலை மின்னழுத்தம் எதிர்பலிப்பு அலை மின்னழுத்தம் ஆகியவற்றின் கூட்டுத்தொகைக்கும், கழித்தல் தொகைக்கும் இடையிலான தகவின் தனி எண் மதிப்பு மின்னழுத்த நிலை அலைத் தகவு எனப்படும். இது \frac {1+|e|}{1-|e|} என்னும் தகவுக்குச் சமம்.
பிரதிபலிப்புப் புள்ளிக்கு முன்புள்ள மின் வழியின் மின்னெதிர்ப்பும் x, அப்புள்ளிக்கு அப்பாலுள்ள மின் வழியின் மின்னெதிர்ப்பும் z, சமமாக இருப்பின், எதிர்பலிப்புக் கெழு 0 ஆகி விடும்; மின்னழுத்த நிற்பு அலைத் தகவு 1 ஆகி விடும்.
பொருத்தும் உத்திகள். ஒரு மின் வழியை ஒரு சுமையுடன், பல சமயங்களில் மின்னெதிர்ப்புச் சம நிலைப் படுத்த வேண்டியிருக்கும். சுமை மின் எதிர்ப்பை மின் வழியின் எதிர்ப்புக்குச் சமமாக்கி, இதை நிகழ்த்தலாம். இவ்வாறு இயலாத போது, எதிர்பலிப்பு அலையை நீக்கச் சிறப்பு உத்திகளை மேற்கொள்ள வேண்டும். நழுவு திருகு இசைவிப்பான் என்னும் கருவியைப் பயன் படுத்தி, எதிர்பலிப்பு அலையின் பிரதியொன்றைப் பொருத்தமாக எதிர்த் திசையில் செலுத்தி, இரண்டும் ஒன்றையொன்று அழித்துக் கொள்ளுமாறு செய்யலாம். இதே உத்தியை ஓர் இரட்டைக் கம்பி மின் வழியிலும் கையாளலாம். முதல் கம்பிக்குக் குறுக்கே, பிறிதொரு கம்பியை இணைத்து, அதன் நீளத்தையும், இருப்பிடத்தையும் சரிப் படுத்திச் சுமையிலிருந்து வரும் எதிர்பலிப்பு அலையை அழித்து விடலாம். மின்னெதிர்ப்புப் பொருத்தத்துக்கு இரண்டு அல்லது மேற்பட்ட புடைப்பு இசைவிப்பான்கள் பயன் படுகின்றன. மின் வழிக்கும், சுமைக்கும் இடையில் ஏறத் தாழக் கால் அலை நீளமுள்ள கம்பியைச் செருகுவதால், மூலமும், சுமைப் பொருத்தமும் செய்யலாம். செருகப் படும் மின்னெதிர்ப்பு சுமை மின் வழி ஆகியவற்றின் மின் எதிர்ப்புகளின் பெருக்கல் சராசரிக்குச் சமமாக இருக்க வேண்டும்.
அலை நீளம் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்து மாறக் கூடியதாயிருப்பதால், வரம்பின்றி அகன்ற பட்டைகளில் பொருத்தத்தை ஏற்படுத்த முடியாது. ஒரு வரம்புக்குட் பட்ட பட்டை அகலத்தை மட்டுமே ஒத்ததிர்வு உத்திகளின் மூலம் உண்டாக்க முடியும். எனவே, மின்னெதிர்ப்புப் பொருத்தத்துக்கு ஒத்ததிர்வில்லா உத்திகளே பெரும்பாலும் விரும்பப் படுகின்றன. பொருத்தம் செய்யப் பட வேண்டிய இரண்டு மின்னெதிர்ப்புக்கு இடையில் ஒரு கூர்மையாக்கப் பட்ட மின் வழி பொருத்தப் படுகிறது. இந்தக் கூர்மையாக்கப் பட்ட பகுதி, பொருத்தம் காண வேண்டிய சிறும அளவு அதிர்வெண் அலையின், அலை நீளத்தில் பாதி நீளம் கொண்டதாக அமையும். —கே. என். ராமசந்திரன்
நுண்ணலைத் திண்ம நிலைக் கருவிகள்
ஏறத்தாழ 1–100 அதிர்வெண் கொண்ட மின் காந்த ஆற்றல் அலைகளை உற்பத்தி செய்வது. பெருக்குவது, துலக்குவது, ஆளுவது ஆகிய பணிகளுக்குப் பயன் படுகிற அரைக் கடத்திக் கருவிகள் நுண்ணலைத் தின்ம நிலைக் கருவிகள் (microware solid state devices) எனப் படும். நுண்ணலை ஆற்றலை உற்பத்தி செய்யவும், உருப் பெருக்கவும் உதவுகிற கருவிகள் செயலுறு (active) நுண்ணலைத் திண்ம நிலைக் கருவிகள் எனக் குறிப்பிடப் படுகின்றன. மைக்ரோ அலைத் திரிதடையங்கள் இட மாற்ற எலெக்ட்ரான் குன் கருவிகள் (Gunn devices). வளர் பொழிவு இரு முனையங்கள், புழையிடு இரு முனையங்கள் ஆகியவை இவ்வகையைச் சேர்ந்த குறிப்பிடத் தக்க கருவிகள். மைக்ரோ அலை ஆற்றலைத் தவிர்க்கவும், கட்டுப்படுத்தவும் பயன்படுபவை செயற்பாட்டுக் கருவிகள் (passive) எனப்படும். இரு முனையங்கள் மாறு மின் தேக்கு இரு முனையங்கள்(varactor diodes) புள்ளித் தொடுகை இரு முனையங்கள், ஷாட்கி மதில் துலக்கு இரு முனையங்கள் போன்றவை இவ்வகையில் இன்றியமையாதவை.
செயலுறு கருவிகள். குறைந்த மைக்ரோ அலை அதிர்வெண்களுக்குத் திரிதடையங்கள் பெருமளவில் பயன் படுகின்றன. சிலிகான் இரு முனைய திரிதடையங்கள் காலியம் ஆர்சனைடு புல விளைவுத் திரிதடையங்கள் எனும் இரண்டு வகை கிடைக்கின்றன. உயர் ஓடு திறன் எலெக்ட்ரான் திரிதடையங்கள் (HEMT) பண்பேற்றத்தில் கலப்புச் செய்யப்பட்ட புல விளைவு திரிதடையங்கள் காலியம், இன்டியம், ஆர்சனைடு உலோகக் காப்பு அரைக் கடத்தி வகைப் புல விளைவு திரிதடையங்கள் போன்றவை ஆய்வுக் கட்டத்தில் உள்ளன.
உயர் அதிர்வெண் மைக்ரோ அலைகளுக்குத் திரிதடையங்கள் மிகுதியாகப் பயன் படுவதில்லை. இரு முனை எதிர் மறை மின் தடைக் கருவிகளான இட மாற்ற எலெக்ட்ரான் கருவிகள், வளர் பொழிவு இரு முனையங்கள், புழையிடு இரு முனையங்கள் போன்றவையே உயர் அதிர்வெண் மைக்ரோ அலைகளுக்கு பெருமளவில் பயன் படுகின்றன. எதிர் மறை மின் தடை நிலையில் மின்னோட்டத்துக்கும், மின்னழுத்தத்திற்கும் இடையில் 180 கட்ட வேறுபாடு தோன்றும். எதிர் மறை மின் தடை வழியாகப் பாயும் எனும் மின்னோட்டம் அளவில் மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்கும். எதிர் மறை மின் தடையுடன் இணைந்துள்ள ஆற்றல் வழங்கி என்னும் திறனை மைக்ரோ அலைப் பயன்பாடுகளில் எதிர் மறை மின் தடைக் கருவி, வழக்கமாக ஒரு மின் கடத்தும் பாதையில் இறுதி முனையில் பொருத்தப்படுகிற ஒரு மின் சுற்றில் இணைக்கப் படுகிறது. உருப் பெருக்கப் பட்ட ஆற்றல் வெளியீட்டிலிருந்து, உள்ளிடு ஆற்றலைப் பிரித்தெடுக்க ஒரு பெர்ரைட் சுற்றிப் பயன்படுத்தப் படும்.
சிலிகான் இரு முனைத் திரிதடையங்கள். இன்றைய சிலிகான் இரு முனை மைக்ரோ அலைத் திரிதடையங்களில் பெரும்பாலானவை படிகப் படிவு விரவல் வகை அமைப்புகளாகும். படம் 1இல் ஒரு நவீன மைக்ரோ அலைத் திரிதடையத்தின் வெட்டுத் தோற்றம் காட்டப் பட்டிருக்கிறது. இது ஓர் இரட்டை விரவல் வகைப் படிகப் படிவுக் கருவியாகும். அதிக அளவில் கலப்புச் செய்யப் பட்ட ஓர் அடிப் படலத்தின் மேல், ஒரு படிகப் படலம் படியச் செய்யப் பட்டிருக்கிறது. பின்னர், அந்தப் படிகப் படலத்திற்குள் ஒரு தளம் விரவச் செய்யப் பட்டிருக்கிறது. அதன் பின், அந்தத் தளத்திற்கும் பல மிகையாகக் கலப்புச் செய்யப் பட்ட உமிழிகள் விரவ விடப் படுகின்றன. தளத்தில் மின் தடை பரவாமலிருப்பதற்காகப் பல முனைகளும் பொருத்தப் படுகின்றன. சிலிகான் டை ஆக்சைடு படலங்கள் விரவல் மறைப்புகளாகவும், மின் காப்புகளாகவும் பயன் படுத்தப் படுகின்றன.
இரு முனை மைக்ரோ அலைத் திரிதடையங்களின் இயக்கத்தின் அடிப்படைத் தத்துவங்கள், தாழ் அதிர்வெண் இரு முனைத் திரிதடையங்கள் போலவே இருக்கும். ஆயினும், உயர் அதிர்வெண்கள் ஈடுபட்டிருப்பதன் காரணமாகச் செயல் முறைக் கட்டுப்பாடுப் பரிணாமங்கள், பொதிவு வெப்ப நீக்க முறைகள், ரேடியோ அதிர்வெண் மின் சுற்று அமைப்புகள் ஆகியவற்றுக்கான வரையறைகள், தாழ் அதிர்வெண் திரிதடையங்களை விட அதிகக் கடுமையுடன் (severe) அமையும். இவற்றில், துடிப்பு வடிவத் திறன் வெளியீடுகள் தொடர் அலை வடிவத் திறன் வெளியீடுகளை விடக் கணிசமாக, அதிக அளவில் இருக்கும்.
காலியம் ஆர்க்னைடு புல விளைவுத் திரி தடையங்கள். மைக்ரோ அலை காலியம் ஆர்க்னைடு புல விளைவுத் திரிதடையங்கள் சிலிகான் மைக்ரோ அலைத் திரிதடையங்களை விட, மிகுந்த செயலாற்றல் கொண்டவை. வேண்டாச் சைகைகள், குறைவான புல விளைவுத் திரிதடையங்கள் குறைந்த திறனுள்ள மற்றும் நடுத் தரத் திறனுள்ள வகைகளாக விற்பனைக்குக் கிடைக்கின்றன. இவற்றில் ஓர் அரை மின் காப்புத் தன்மையுள்ள அடிப் படலம் உள்ளது. அதன் மேல் ஒரு வகை படிகப் படலம் படிய வைக்கப் படும். இந்த படலத்தில் மின் தடை மூலம் வெளியேற்றும் முனை ஆகியவற்றுக்கான இணைப்புப் புள்ளி களம் ஒரு ஷாட்கி, மதில் வாயில் இணைப்புப் புள்ளியும் அமைக்கப் படுகின்றன. FET செயல் படும் போது, மூலத்தைப் பொறுத்து வாயில் எதிர் மின் சார்புள்ளதாயும் வெளியேற்று முனை நேர் மின் சார்புள்ளதாயும் ஆக்கப் படும்.
மைக்ரோ அலை உள்ளீடு சைகை வாயிலுக்கும், மூலத்துக்கும் இடையில் செலுத்தப் படுகிறது. அது வாயிலுக்கு அடியில் உருவாகும் நலிவுப் படலத்தின் ஆழத்தை மாற்றி அமைக்கிறது. மூலத்திலிருந்து வெளியேற்று முனைக்குச் செல்லும் எலெக்ட்ரான்கள் இந்த நலிவுப் படலத்ததைச் சுற்றிச் செல்ல வேண்டியிருப்பதால், மைக்ரோ அலை உள்ளிடு சைகை மூலத்திலிருந்து வெளியேற்று முனைக்குச் செல்கிற மின்னோட்டத்தை மாற்றியமைக்கிறது. அந்த மின்னோட்டம் செல்லும் மின் சுற்றில் உள்ள ஒரு சுமை மின் தடையிலிருந்து உருப் பெருக்கப்பட்ட சைகை வெளியெடுக்கப் படும். காலியம் ஆர்சனைடிலுள்ள எலெக்ட்ரான்களின் ஓடு திறன் சிலிகானிலுள்ள எலெக்ட்ரான்களின் ஓடு திறனை விடப் பன் மடங்கு மிகுதி. எனவே, மைக்ரோ அலை அதிர்வெண்களுக்குப் பயன் படுத்தப் படுகிற புல விளைவு திரிதடையங்களில் சிலிகானை விடக் காலியம் ஆர்சனைடே அதிகமாகப் பயன் படுகிறது. ஓடு திறன் உயர்வாக இருப்பதால், தொடர் மின் தடை குறைந்து, கருவிகளை மிகு பரிமாணத்துடன் அமைக்க முடிகிறது.
இட மாற்றப் பட்ட எலெக்ட்ரான் கருவிகள். இவற்றில் Gas போன்ற சில குறிப்பிட்ட வகைச் சேர்மங்களில், எலெக்ட்ரான்களின் எதிரின வேறுபாட்டு ஓடு திறன் மூலமாக, எதிரின மின் தடை உண்டாக்கப் படுகிறது. மின் ஊர்திகளின் திசை வேகம் ஆகவும், மின்புலம் Eஆகவும் இருக்கும் போது, \frac{dv}{dE} என்னும் வேறுபாட்டு வீதம், வேறுபாட்டு ஓடு திறன் எனப் படுகிறது. 1960ஆம் ஆண்டுத் தொடக்கத்தில் இட மாற்றப் பட்ட எலெக்ட்ரான் கருவிகளின் செயல்பாட்டைப் பற்றிய அடிப்படைத் தத்துவக் கருத்துக்கள் உருவாக்கப் பட்டன. 1963இல் குன் என்பவர் சோதனை முறை இட மாற்றப் பட்ட எலெக்ட்ரான் கருவியை உருவாக்கினார். சிலிகானில் மின் புலம் அதிகரிக்கும் போது, எலெக்ட்ரான்களின் நகர் திசை வேகம் ஒரே சீராக அதிகரிக்கும். ஆனால், காலியம் ஆர்சனைடு சேர்மத்தில் மின் புலம் அதிகரிக்கும் போது, ஏறத் தாழ 3 கி.லோ. செ.மீ. வரை எலெக்ட்ரான் நகர் திசை வேகம் விரைவாக அதிகரித்துப் பின்னர், குறையத் தொடங்குகிறது. எலெக்ட்ரான்கள் உயர் ஓடு திறன் ஆற்றல் பட்டையிலிருந்து, குறைந்த ஓடு திறன் ஆற்றல் பட்டைக்கு இட மாற்றம் அடைவதால், இத்தகைய எதிரின வேறு பாட்டு ஓடு திறன் காலியம் ஆர்சனைடின் எலெக்ட் ரான்களில் ஏற்படுகிறது. இதன் காரணமாகவே, இப்படி கத்தைப் பயன்படுத்துகிற கருவி இட மாற்றப் பட்ட எலெக்ட்ரான் கருவிகள் எனப் படுகின்றன. கட்டமைப்பைப் பொறுத்த வரையில் இட மாற்றப் பட்ட எலெக்ட்ரான் கருவிகள் எளிமையான அரைக் கடத்திக் கருவிகளேயாகும். அவற்றில் நீளமுள்ள ஒரு படிகம் உள்ளது. அதில் மின் தடையுள்ள நேர் முனையும் எதிர் முனையும் அமைந்திருக்கும்.
நேர் மின் முனை எதிர் மின் முனையைப் பொறுத்து நேர் மின் சார்புள்ளதாக்கப் படுகிறது. இந்த நேர் மின் சார்பின் அளவு செயல் தொடக்க மின்னழுத்தத்தை விட அதிகமான எண் மதிப்புள்ளதாயிருக்கும். எலெக்ட்ரான் நகர் திசை வேகம் உச்ச அளவை எட்டுகிற புலம் E எனில்Et என்பது செயல் தொடக்க மின்னழுத்தம் எனப் படுகிறது. இந்த நேர் மின் சார்பு காரணமாகக் கருவியின் ஒரு பகுதி எதிரின ஓடு திறன் ஆற்றல் நிலைக்கு மாறும் எதிர் முனையில் உருவாகிற கூடுதல் எலெக்ட்ரான் இடவெளி மின் வெளியிலிருந்து செலுத்தப் படுகிற மின் புலத்தின் ஆளுகையில், கருவியின் ஊடாக நகரும். அது எதிரின ஓடு திறன் மண்டலத்தைக் கடக்கும் போது, அடுக்குக் குறித் தன்மையில் வளர்ச்சியுறும். எதிரின ஓடு திறன் மண்டலத்தில் ஒரே மின் தன்மையுள்ள மின்கள் ஒன்றையொன்று கவர்வதே இதற்குக் காரணம். இடைவெளி மின் பரவீடு மாறாமல் நிலையாக இருக்கும். பரந்த அதிர்வெண் நெடுக்கத்தில் கருவி நிலையான எதிரின மின் தடை கொண்டதாயிருக்கும். அதை ஓர் எதிரின மின் தடைப் பெருக்கியின் செயலுறு உறுப்பாகப் பயன் படுத்த முடியும்.
இடைவெளி மின் வளர்ச்சி மிக அதிகமாகி விடும் போது, மின் புலப் பரவீடு நேரத்தினைப் பொறுத்து மாறத் தொடங்கி விடும். அந்த நிலையில் அலையியற்றிப் பயன்பாடுகளுக்கு உதவக் கூடிய பல வெவ்வேறு காலத்தோடு மாறுகிற புலப் பங்கீடுகள் உருவாகின்றன. சான்றாகப் பயண நேரச் செயல் வகையில் மின்களின் மண்டலம் இட மாற்ற எலெக்ட்ரான் கருவியின் எதிர் மின் முனையில் மையம் கொள்கிறது. இது நேர் மின் முனையை நோக்கி நகரும் போது, அடுக்குக் குறித் தன்மையில் வளர்கிறது. மின் மண்டலத்துக்கு வெளியிலுள்ள இட மாற்றப் பட்ட எலெக்ட்ரான் கருவிப் பகுதியிலுள்ள புலம் செயல் தொடக்க அளவை விடக் குறைந்து விடும் வகையில், மின் மண்டலத்தின் குறுக்கேயுள்ள மின்னழுத்தம் உணர்கிற வரையில் அந்த மின் மண்டலம் வளர்கிறது. அவ்வாறு முழுமையாக வளர்ந்த மின் மண்டலம் நேர் மின் முனையை அடைந்ததும், மறைந்து விடுகிறது. அது நேர் மின் முனையில் சேகரிக்கப் படும் போது, இட மாற்றப் பட்ட எலெக்ட்ரான் கருவி முழுவதிலுமுள்ள மின் புலம் செயல் தொடக்க அளவுக்கு மேல் உயரும். உடனே, ஒரு புதிய மின் மண்டலம் எதிர் முனையை மையமாகக் கொண்டு வளரத் தொடங்கும். இந்த நிகழ்ச்சி சுழற்சி முறையில் மீண்டும், மீண்டும் நடை பெறுகிறது. அப்போது, குறுகிய மின்னோட்டத் துடிப்புகள் உண்டாக்கப் படுகின்றன. துடிப்புகளுக் கிடையிலான கால இடைவெளி ஏறத் தாழ மின் மண்டலத்தின் பயண நேரத்திற்குச் சமமாக இருக்கும்.
வரம்பிடப் பட்ட இடவெளி மின் திரள் எனப்படும் செயல் வகையில் பயணம் செய்யும் மின் மண்டலங்கள் உருவாவதை ஒரு ரேடியோ அதிர்வெண் மின்னழுத்தம் தடை செய்கிறது. ஒவ்வொரு ரேடியோ அதிர்வெண் சுழலின் போதும், இட மாற்றப் பட்ட எலெக்ட்ரான் கருவியிலுள்ள மின் புலத்தைச் செயல் தொடக்க அளவுக்குக் கீழே குறைத்து விடுகிற அளவுக்கு, ரேடியோ அதிர்வெண் மின்னழுத்தத்தின் வீச்சு பெரியதாக இருக்கும். மேலும், அதிர்வெண்ணும் மிகுதியாக இருக்க வேண்டும். இதனால், கருவி மின்னழுத்தம் செயல் தொடக்க அளவுக்கு மேலாக இருக்கிற ரேடியோ அதிர்வெண் சுழலின் பகுதியில், ஒரு மின் மண்டலம் உருவாகப் போதுமான நேரம் கிடைக்காமல் போகும். வரம்பிடப்பட்ட இடவெளி மின் திறன் செயல் வகையில் அலைவு அதிர்வெண் மின் ஊர்திகளின் பயண நேரத்தைச் சார்ந்திராது. இது இட மாற்றப் பட்ட எலெக்ட்ரான் கருவியைச் சுற்றியுள்ள மின் சுற்றமைப்பினால் மட்டுமே தீர்மானிக்கப் படும். எந்தவோர் அதிர்வெண்ணிலும் வரம்பிடப் பட்ட கருவி மின் மண்டலச் செயல் வகையில் இடம் பெறும் கருவியை விட மிகு தடிமனுடன் அமைய முடிகிறது. இடமாற்றப் பட்ட எலெக்ட்ரான் கருவிகளிலிருந்து 10 அதிர்வெண்ணில் 1.2 வாட் தொடர் அலை வகைத் திறனை வெளிப் படுத்த முடிகிறது. 90 மில்லி வாட் அதிர்வெண்ணில் இது ஏறத் தாழ 60 மில்லி வாட்டாக அமைகிறது. விற்கப் படும் கருவிகளின் ஆற்றல் மாற்றப் பயனுறு திறன் சில விழுக்காடுகளே. உயர் திறன் துடிப்பு வகை இட மாற்றப் பட்ட எலெக்ட்ரான் கருவிகளில் படலங்கள் மிகு தடிமனாக இருப்பது ஒரு குறையே. இதன் காரணமாக, இவற்றிலிருந்து வெப்பத்தை வெளியேற்றுவது கடினமாகிறது.
வளர் பொழிவு இரு முனையங்கள். கணத் தாக்கு வளர் பொழிவு முறிவு விளைவையும், மின் ஊர்திப் பயண நேர விளைவுகளையும் தக்கவாறு இணைப்பதன் மூலம், ஓர் எதிரான மின் தடையை உண்டாக்குகிற சந்திக் கருவிகள் வளர் பொழிவு (avalanche) இரு முனையங்கள் ஆகும். மோதல் அயனியாக்கத்தின் மூலம், எலெக்ட்ரான் துணை இரட்டைகளை உண்டாவதற்குப் போதுமான ஆற்றலை மின் ஊர்திகளுக்கு அளிக்கிற அளவுக்கு மின் புலம் உயர்வாக இருக்கும் போது, அரைக் கடத்திகளில் வளர் பொழிவு முறிவு நிகழ்கிறது. வளர் பொழிவு இரு முனையங்கள் உருவாக்குவதற்குப் பொதுவாகப் பயன் படுத்தப் படுகிற சிலிகான் காலியம் ஆர்சனைடு ஆகிய அரைக் கடத்திகளில் முறிவு தோன்றுவதற்கான செயல் தொடக்க மின் புலம் சென்டி மீட்டருக்குச் சில லட்சம் வோல்ட் என்னும் அளவில் உள்ளது. மின் ஊர்திகள் இரு முனையத் தைக் கடந்து செல்வதற்கு ஆகும் பயண நேரம் ஒரு ரேடியோ அதிர்வெண் அலைவு நேரத்தில், ஒரு கணிசமான பின்னமாக அமையும் போது, பயண நேர விளைவுகள் தோன்றும். ஒரு தடித்த இரு முனையத்தின் எதிர் மின் முனையில் 10 coswt என்னும் மின்னோட்டத்தைப் புகுத்தினால்,
10= 10 sin(wT/2) cos (WT-WT/2) WT/2
என்னும் மின்னோட்டம் இரு முனையத்தின் வெளிச் சுற்றின் வழியே பாயும். இங்கு W கோண அதிர்வெண். Tஎன்பது மின் ஊர்திகள் இரு முனையத்தின் மின் முனையிலிருந்து நேர் மின் முனைக்குச் செல்ல ஆகும் பயண நேரம்.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> மோதல் வளர் பொழிவு மற்றும் பயண நேர (Impatt) இரு முனையங்கள் பிணைக்கப் பட்ட பிளாஸ்மா வளர் பொழிவு தொடக்கிய பயண இரு முனையங்கள் (Trapatt) ஆகியவை வளர் பொழிவு இரு முனையத்தின் இரு முக்கிய வகைகளாகும். Impatt, இரு முனையங்களில் பயணத் திசைக் கோணம் ஏறத் தாழ, 180 இருக்கும் போது, செயல்பாடு சிறப்பாக இருக்கும். Trapatt, இரு முனையங்களில் திசைக் கோணம் 180 விட மிகவும் குறைவாக இருக்கும்.
ரீட் என்பார் 1958 ஆம் ஆண்டில் முதன் முதலாக, வளர் பொழிவு இரு முனையத்தின் தத்துவத்தை வெளியிட்டார். 1965ஆம் ஆண்டில் முதலாம் சோதனை முறை ரீட் இரு முனையம் உருவாக்கப் பட்டது. ஒரு ரீட் இரு முனையத்தின் மாதிரிப் படமும் ஒரு பெரிய எதிரின மின் சார்பு இரு முனையத்தின் முனைகளுக்கு இடையே செலுத்தப் படும் போது தோன்றும் நேர் மின்னோட்டப் புலத்தின் பரவீடு படம் 2இல் காட்டப் பட்டுள்ளது. இரு முனையம் ஒரு ரேடியோ அதிர்வெண் மின் சுற்றில் வைக்கப் பட்டிருப்பதாகவும், இதற்குக் குறுக்கே பரவியுள்ள மின் புலம், நேர் மின் புலம், திசை மாறு மின் புலம் ஆகிய இரண்டின் கூட்டுத் தொகை எனவும் கொள்ளலாம். வளர் பொழிவு மண்டலத்திலுள்ள புலம் ரேடியோ அதிர்வெண் மின்னழுத்தச் சுழலின் நேர் பாதியின் போது முறிவு ஏற்படுத்துகிற அளவுக்கு உயர் வலிவுள்ளதாக இருக்கும் படி, இரு முனையத்தின் மின் சார்பு அளவு தேர்ந்தெடுக்கப் படுகிறது. இதன் விளைவாக, ரேடியோ அதிர்வெண் மின்னழுத்தச் சுழலின் நேர் பாதியின் போது, வளர் பொழிவு மண்டலத்தில் துளை மின்னோட்ட உற்பத்தி வளர்ச்சியடைந்து, கீழ்ப் பாதியின் போது, சிறுத்து மறைகிறது. எனவே, மின்னழுத்தம் உச்ச அளவை எட்டிய பிறகு, கால் பங்கு சுழல் நேரத்தில் துளை மின்னோட்டம் உச்ச அளவை எட்டுகிறது. அதாவது, துளை மின்னோட்டம் ரேடியோ அதிர்வெண் மின்னழுத்தை விட, 90 மில்லி வாட் பின் தங்குகிறது. முழு ரேடியோ அதிர்வெண் சுழலின் போது, நகர்வு மண்டலத்திலுள்ள மின் புலம் துளை ஒரு மாறிலியான வரம்பிடு நகர்வுத் திசை வேகத்துடன் பயணம் செய்கிற வகையில் உயர்வாகப் பராமரிக்கப் படும். நகர்வு மண்டலத்தின் நீளம் என இருக்குமாறு தேர்வு செய்யப் படும். அதன் காரணமாகப் பின் தங்கும். செலுத்தப் படும் மின்னழுத்தத்துக்குக் கட்ட வேறுபாடு தோன்றும். அதாவது, இரு முனையம் ஓர் எதிரின மின் தடையாக செயல் படும். ஆனால், நடைமுறையிலுள்ள இரு முனையங்கள் பெரும்பாலானவற்றில் வளர் பொழிவு ஒரு சிறிய வரையறுக்கப்பட்ட பகுதியில் மட்டும் நிகழாமல், நலிவு மண்டலத்தின் ஒரு கணிசமான அல்லது முழுப் பகுதியில் நிகழும் இவ்வகை இரு முனையங்கள் ரீட் இரு முனையங்களைப் போலவே செயலாற்றுகின்றன. மேலும், மின் ஊர்திகளின் பயண நேரம் ஒரு ரேடியோ அதிர்வெண் அலைவு நேரத்தின் ஒரு கணிசமான பின்னமாகும் போது, எதிரின மின் தடையை வெளிக் காட்டுகின்றன. மைக்ரோ அலை İmpatt இரு முனையங்களில் அரைக் கடத்தியாகச் சிலிகானும் காலியம் ஆர்சனைடும் பயன் படுகின்றன.
Trapatt இரு முனையங்கள் பொதுவாக அல்லது அமைப்புகள் சிலிகான் இரு முனையங்கள் ஆகும். அவற்றின் செயல்பாட்டின் போது, உயர் மதிப்புள்ள ஒத்ததிர்வுகள் கொண்ட ஒரு மின் சுற்றில், இரு முனையம் வளர் பொழிவு ஏற்படுமாறு மின்னிடு மின் சார்புக்குள்ளாக்கப் படும். இரு முனையம் முறிவு அடையும் போது, உயர் மின் கடத்துத் திறனுள்ள எலெக்ட்ரான்களை பிளாஸ்மா மண்டலம் முழுவதிலும் விரைவாக நிரம்பி விடுகிறது. இரு முனையத்திற்குக் குறுக்கேயுள்ள மின்னழுத்தம் வீழ்ச்சியடைந்து, அதன் பின் எஞ்சிய தாழ் மின்புலத்தினால், இரு முனையத்திலிருந்து வெளியேற்றப்பட்டுக் குறைந்த மின்னழுத்தம் இருந்த போதிலும், வீழ்ச்சியடைந்து மின்னழுத்தம் பெருமளவுக்கு உயரும். இறுதியில், ஒத்ததிர்வுச் சுற்றுகளில் தேக்கி வைக்கப்பட்டுள்ள மின் தடையாற்றல் மின்னழுத்தத்தை முறிவு அளவுக்கு மேல் உயர்த்தும் போது, அடுத்த செயற் சுழல் தொடங்குகிறது. இது மீண்டும், மீண்டும் நிகழ்ந்து கொண்டேயிருக்கும். Trapatt, இரு முனையங்கள் உயர்வான உச்ச அளவுத் திறன்களை உண்டாக்க ஏற்றவை.
புழையிடு இரு முனையங்கள். 1958ஆம் ஆண்டில் இசாக்கி என்பாரால், புழையிடு இரு முனையங்களின் தத்துவம் வெளியிடப் பட்டது. அவை மிகையாக் கலப்புச் செய்யப் பட்ட சந்திகளாகும். அவற்றின் மின்னோட்ட மின்னழுத்தப் பண்பு வரை கோடுகளின் ஒரு பகுதியில் அவை ஓர் எதிரின வேறுபாட்டு மின் தடையை வெளிக் காட்டுகின்றன. எதிரின மின் தடையை உண்டாக்குகிற குவாண்டம் விசையியல் பிழையிடு செயல் முறைகள் மிகவும் விரைவானவை. எனவே, மிகப் பெரும் மைக்ரோ அலை அதிர்வெண்களில் கூடப் பயண நேர விளைவுகள் தோன்றுவதில்லை. பல விதத் தரைக் கடத்திப் பொருள்களிலிருந்து பிழையிடு இரு முனையங்களை அமைக்கலாம். ஆயினும், மைக்ரோ அலைப் பயன்பாட்டுக்கு ஜெர்மேனியம் காலியம் ஆர்சனைடு, காலியம் ஆன்டிமோனைடு ஆகிய அரைக் கடத்திகளே பயன் படுகின்றன.
புழையிடு இரு முனையங்கள், அலையியற்றி, ஓசை குறைந்த பெருக்கி, துலக்கி ஆகியவற்றில் பயன் படுகின்றன. புழையிடு இரு முனையங்களைப் பயன் படுத்தும் அலையியற்றிகளிலும், பெருக்கிகளிலும், சில மில்லி வாட் அளவிலேயே திறன் வெளிப் படுகிறது. இதன் காரணமாக, மைக்ரோ அலைப் பயன்பாடுகளில் பிழையிடு இரு முனையங்களுக்கு மாற்றாகக் Gas புல விளைவுத் திரிதடையங்கள் இடம் பெறுகின்றன.
செயற்பாட்டுக் கருவிகள். புள்ளித் தொடுகை (point-contact) இரு முனையங்களும் ஷாட்கி மதில் இரு முனையங்களும் பெரும்பான்மை மின்னூர்தித் திருத்திச் செயற்பாட்டுக் கருவிகள். அவை செயற்பாட்டு மைக்ரோ அலை அதிர்வெண் குறைப்புக் கருவிகளிலும், திருத்திகளிலும் பயன் படுகின்றன. இந்த இரு முனையங்களின் திருத்திப் பண்புகள் சந்தி இரு முனையங்கள் திருத்திப் பண்புகளை ஒத்திருக்கின்றன. ஆனால், சந்தி இரு முனையங்களைப் போல, அவை பெரும்பான்மை மின்னூர்தி மின் சேகரிப்பு மின் தேக்குந் திறன்களை வெளிப் படுத்துவதில்லை. இதன் காரணமாகப் புள்ளித் தொடுகை இரு முனையங்களும், ஷாட்கி மதில் இரு முனையங்களும் அதிர்வெண் குறைப்புக் கருவிகளில் அதிகமாகப் பயன் படுகின்றன. ஏனெனில், அத்தகைய கருவிகளில் மின் தேக்குத் திறன் மாறாமலிருப்பது இன்றியமையாதது. புள்ளித் தொடுகை இரு முனையங்களில் ஒரு கூர்மையான டங்ஸ்டன் கம்பி ஓர் அரைக் கடத்திப் படலத்துக்குள் நுழைக்கப் பட்டிருக்கும். ஷாட்கி மதில் இரு முனையங்களில் திருத்திச் சந்தி ஒரு படிய வைக்கப்பட்ட உலோகப் படலத்துக்கும், ஓர் அரைக் கடத்திப் படிகத்திற்குமிடையிலுள்ள சம தள தொடு பரப்பில் உருவாக்கப் படும். இதன் விளைவாகத் தொடுகை மின்னழுத்தமும், மின்னோட்டப் பரவலும் முழுச் சந்திப் பரப்பிலும், ஏறத் தாழச் சீராக அமையும். ஆனால், புள்ளித் தொடுகை கூரிய டங்ஸ்டன் கம்பி முனையும் அரைக் கடத்திப் படலமும் தொட்டுக் கொள்ளும் பரப்பு ஏறத் தாழ அரைக் கோள வடிவிலிருக்கும். எனவே, தொடுகை மின்னழுத்தம், மின்னோட்டப் பரவல் ஆகிய இரண்டுமே சீராக இரா. ஷாட்கி மதில் இரு முனையங்களில் சீர் தன்மை மிகுந்துள்ளமையால், அவற்றின் தொடர் மின் தடை வேண்டாத ஓசை ஆகியவை குறைவாகவும், துடிப்புச் சிதைவுக்கான எதிர்ப்பு மிகுதியாகவும் இருக்கும்.
PIN, இரு முனையங்களில் p, n மண்டலங்களுக்கு இடையில் ஒரு தடித்த உயர் மின் தடையுள்ள உள்ளார்ந்த படலம் அமைந்திருக்கும். இவ்விரு இரு முனையங்களும் அலை இணைப்பு மாற்றி மைக்ரோ அலைத் தணிப்பான், மைக்ரோ அலை வரம்பிடு கருவி ஆகியவற்றில் பரவலாகப் பயன் படுகிறது. PIN இரு முனையத்தில் பின்னிடு மின் சார்பை ஏற்படுத்தும் போது, அதன் உள்ளார்ந்த படலத்திலிருந்து துளைகளும், எலெக்ட்ரான்களும் நீக்கப் பட்டுத் தொடர் மின் தடை பெருமளவுக்கு உயரும். முன்னோக்கு மின் சார்பை ஏற்படுத்தினால், மண்டலங்கள் உள்ளார்ந்த படலத்துக்குள் துளைகளையும், எலெக்ட்ரான்களையும் செலுத்திப் பெரும் மின் கடத்துந் திறனைக் கொண்ட ஒரு பிளாஸ்மாவை உண்டாக்குகின்றன. இதனால், தொடர் மின் தடை மிகவும் குறைவாகி விடும். உள்ளார்ந்த படலத்தின் தடிமன், உயர்ந்த மின் தடை ஆகியவற்றின் காரணமாக, மைக்ரோ அலை அதிர்வெண்களில் PIN, இரு முனையத்தின் சந்தி, மின் தேக்குந் திறன், சார்பு மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்து அமையாது. சாதாரணமாக p, n சந்தி இரு முனையத்தில் இருப்பதை விட, PIN, இரு முனையத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட சந்திப் பரப்புக்கான மின் தேக்குத் திறன் மதிப்பு மிகக் குறைந்ததாயிருக்கும். இரு முனையங்களின் திறன் ஒரு மெகாவாட் வரையிலும், சராசரியாக ஒரு கிலோ வாட் அளவில் இருக்கும்.
மாறு மின் தேக்குத் திறன் இரு முனையங்கள். இவை சந்தி இரு முனையங்கள் ஆகும். சிலிகான் அல்லது காலியம் ஆர்சனைடு படிகங்களால் இவை உருவாக்கப் படும். மின்னழுத்தத்தால் கட்டுப் படுத்தப் படுகிற வடி கட்டி சீரிசை அலையியற்றி, பெருக்கி, அதிர்வெண் மாற்றி போன்ற கருவிகளில் இவை இடம் பெறுகின்றன.
ஒளி ஆளுகைக் கருவிகள். இத்தகைய கருவிகளில் உள்ள அரைக் கடத்திகளில் ஒளியைப் பாய்ச்சி, எலெக்ட்ரான் துளை இரட்டைகளை உண்டாக்குவதன் மூலம், அந்த கருவிகளின் சிறப்பியல்புகள் மாற்றியமைக்கப் படுகின்றன. ஒளி மூலம் உண்டாக்கப் படுகிற தன்னிச்சையான மின்னூர்திகள் அரைக் கடத்திகளின் மின் கடத்துந் திறனை அதிகமாக்குவதே இதற்குக் காரணம். மேலும் தன்னிச்சையான மின்னூர்திகள், ஒளி மின்னழுத்தங்களையும் உண்டாக்கும். குறிப்பாக, அரைக் கடத்திச் சந்திகளுக்கு நெருக்கமாக உற்பத்தியாகும். மின்னூர்திகள் இவ்வாறான ஒளி மின்னழுத்தத்தை ஏற்படுத்தும்.
ஒளியால் ஆளப்படும் திண்ம நிலை மைக்ரோ அலைக் கருவிகளைப் பற்றிய ஆய்வுகளில் பெரும்பாலானவை GaAs, புல விளைவுத் திரிதடையங்களை வைத்தே தயாரிக்கப் பட்டுள்ளன. அவற்றைப் பயன்படுத்தும் பெருக்கிகளின் திறன் பெருக்க அளவையும், அலையியற்றிகளின் அதிர்வெண்களையும் ஒலியால் கட்டுப் படுத்த முடிகிறது. அத்தகைய அலையியற்றிகளை ஒளிச் சைகைகள் மூலம் கட்ட நிலைப்பாடு செய்ய முடியும். புல விளைவுத் திரிதடையங்களை விரைவான ஒளித் துலக்கிகளாகவும் பயன் படுத்தலாம். —கே. என். ராமசந்திரன்
நுண்ணலை நிற மாலையியல்
நிற மாலையின் நுண்ணலை மற்றும் மி.மீ. அலை நீளப் பகுதிகளில் நிகழும் மூலக் கூற்று சுழற்சி ஆற்றல் மட்டங்கள், அவை தொடர்பான மாற்றங்கள் ஆகியவற்றைக் கண்டு பிடிப்பதும் விளக்கம் அளிப்பதும், நுண்ணலை நிற மாலையியல் (Microwave spectroscopy) எனப் படுகிறது. வேறு பட்ட ஒவ்வொரு மூலக் கூறுக்கும் தனிச் சிறப்புடைய ஆற்றல் மட்ட வரை படம் உண்டு. அணு நிலையில் இந்த ஆற்றல் மட்ட வரை படம் எலெக்ட்ரான் பரவீடு, அணு நிறை துகள்களுக்கிடையிலான தொலைவு ஆகியவற்றைப் பொறுத்திருக்கிறது. ஒரு மின் காந்த அலைத் தோற்றுவாய் ஒரு மூலக் கூறு அமைப்பில் மேல் மோதும் போது, ஆற்றல் மட்டங்களுக்கு இடையில் சில மாற்றங்கள் ஏற்படலாம். அவ்வாறு நிகழத் தோற்றுவாயிலிருந்து வெளிப் படும். கதிர் வீச்சின் ஆற்றலின் அளவு இரண்டு ஆற்றல் மட்டங்களின் ஆற்றல்களுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டுக்குச் சமமாக இருக்க வேண்டும். எவ்வவ் மாற்றங்களை அனுமதிக்கலாம் என்பதைச் சில தேர்வு விதிகள் வரையறுக்கின்றன. இத்தகைய தேர்வு விதிகள் மூலக் கூறின் சமச் சீர்மைப் பண்பிலிருந்தும் உருவாக்கப் பட்டவை.
மூலக்கூறு அமைப்பின் நிறை மையம் நகராத வகையில் அணுக்கள் அதிர்வு செய்வதால் ஏற்படும் ஆற்றல், அதிர்வு ஆற்றல் (Vibration energy) எனப் படும். மூலக் கூறின் நிறை மையத்தைச் சுற்றி ஒட்டு மொத்தமாக மூலக் கூறு முழுவதுமே சுழல்வதன் காரணமாகத் தோன்றும் ஆற்றல், சுழற்சி ஆற்றல் (rotational energy) எனப் படும். மூலக் கூறின் அதிர்வு ஆற்றல், சுழற்சி ஆற்றல், எலெக்ட்ரானிய ஆற்றல் அணுக் கரு ஆற்றல் ஆகியவற்றில் மாற்றங்கள் நிகழக் கூடும். 'இத்தகைய ஒவ்வோர் ஆற்றல் வகைக்கும் தகுந்த குவாண்டம் எண்கள் விதிக்கப் பட்டிருக்கின்றன. தூய சுழற்சி மாற்றங்கள் ஒரே அதிர்வு நிலையிலும், எலெக்ட்ரான் நிலையிலும் உள்ள மட்டங்களுக்கு இடையில் நிகழ்கின்றன. இத்தகைய மட்டங்களுக்கு ஒரே எலெக்ட்ரானியக் குவாண்டம் எண்ணும், ஆனால், வெவ்வேறான சுழற்சிக் குவாண்டம் எண்களும் இருக்கும். ஒரு மூலக் கூறின் சுழற்சி ஆற்றல்கள் அதிர்வு ஆற்றலை விட மிகக் குறைவாக இருப்பது வழக்கம். எனவே, இவற்றைத் தனித் தனியாகக் கணக்கிடுவது சிறந்த தோராயமான முறையாகும். இரண்டு அதிர்வு மட்டங்களுக்கு இடையிலான மாற்றங்கள் வழக்கமாகக் கீழ்ச் சிவப்பு நிற மாலைப் பகுதியில் நிகழ்கின்றன. கட்புலனாகும் நிற மாலைப் பகுதியிலும் புற ஊதாப் பகுதியிலும் தோன்றுகிற எலெக்ட்ரானிய மாற்றங்களை உண்டாக்கச் சாதாரணமாக மேலும் கூடுதலான ஆற்றல் தேவைப் படும். ஏனையவற்றை விட விரைவான அதிர்வு மற்றும் எலெக்ட்ரான் இயக்கங்களைச் சராசரியாக்குவதன் மூலம் மூலக் கூறை ஒரு திண் சுழலியாகக் (rigid rotor) கொள்ளலாம்.
இத்தகைய அமைப்பு ஒரு சராசரியான அதிர்வு எலெக்ட்ரானியக் கட்டமைப்புள்ளதாகச் சுழற்சி உரிமைப் படிகளை மட்டுமே வெளிக் காட்டும். சுழற்சி ஆற்றலை விட மிகக் குறைவான ஆற்றல் பங்களிப்புகளை முதல் தோராயத்தில் புறக்கணித்து விடலாம். காந்த இரு முனை (magnetic dipole) இடை வினைகள், அணுக் கரு மின் நான் முனை இடை வினைகள், மிகச் சிறிய வெளி மின் மற்றும் காந்தப் புலங்களின் சிற்றுலைவுகள் (perturbation) ஆகியவை இத்தகைய சிறு ஆற்றல் பங்களிப்புகளைத் தரும். மொத்தச் சுழற்சி ஆற்றலுக்கு இவை தரும் பங்களிப்பைப் பின்னர்ச் சிற்றுலைவு முறைகளின் மூலம் கணக்கிட்டுக் கொள்ளலாம்.
மூலக் கூறின் வெவ்வேறு ஆற்றல்கள் முற்றிலுமாக வேறு படுத்தப் படுவது மொத்த ஆற்றல் ஹாமில்டோனியனில் அனைத்து இடை வினைப் பதங்களையும் புறக்கணிப்பதற்குச் சமமாகும். இதன் விளைவாக, மொத்த அலைச் சார்பெண் வெவ்வேறு வகை ஆற்றல்கள் ஒவ்வொன்றின் பங்களிப்புகளின் பெருக்கு தொகைக்குச் சமமாகி விடுகிறது.
சில நிகழ்வுகளில் இவ்வாறான தோராயப் பிரிப்பு பயனற்றதாகி விடுகிறது. மூலக் கூறு குறைந்த அதிர்வெண் அதிர்வுக்குப் பெற்றுள்ள அதிர்வு ஆற்றல், மட்ட இடைவெளி சுழற்சி ஆற்றல், மட்ட இடைவெளியை அணுகும் போது, அடிக்கடி இவ்வாறு நிகழ்கிறது. மூலக் கூறில் தோன்றும் உள்ளிட முறுக்க வகை அதிர்வு அல்லது நாலைந்து அணுக்கள் அடங்கிய வளைய அமைப்பு மடிந்து விரிந்து செய்கிற அதிர்வு ஆகியவை இத்தகைய குறைந்த அதிர்வெண் அதிர்வுகளாகும். இவை ஏறத் தாழப் பொதுத் தற்சிறப்பியல்பு மதிப்பு நிலைகள் (degeneracies) ஆகும். இவை ஆற்றல் மட்டங்களில் வலுவான சிற்றுலைவுகளை உண்டாக்கவும், தனித் தனியான அலைச் சார்பெண்களைக் கலந்து, ஆற்றல் அணியைச் சிற்றுலைவுக் கொள்கையின் மூலம் மூல வரைப் படுத்த (diagonalise) முடியாததாக ஆக்கவும் முடியும். இவ்வாறான நிகழ்வில், அனைத்து இடை வினை செய்யும் ஆற்றல் மட்டங்களும் பங்கு கொள்கிற ஒரு விளக்கமான பெரு நெடுக்கச் சமன்பாட்டுக்குத் தீர்வு கண்டாக வேண்டும்.
ஒரு மூலக் கூறு தூய சுழற்சி உட்கவர் நிற மாலையை வெளிக் காட்ட வேண்டுமானால், அது ஒரு நிலையான இரு முனைத் திருப்புத் திறனைப் பெற்றுள்ளதாயும் பதிவு செய்யக் கூடிய நுண்ணலை நிற மாலையை அளிக்கப் போதுமான ஆவி அழுத்தம் கொண்டதாயும் இருக்க வேண்டும். இந்த இரண்டு நிபந்தனைகளையும் நிறைவு செய்து, 7.5 கிகா ஹெர்ட்சுக்கும் 40 கிகா ஹெர்ட்சுக்கும் இடைப் பட்ட நெடுக்கத்தில் சுழற்சி ஆற்றல் மாற்றங்களைப் பெற்றிருக்கிற மூலக் கூறுகள் மிகுதியாக உள்ளன. இந்த அதிர்வெண் நெடுக்கம் மிகப் பெருமளவில் ஆய்வு செய்யப் பட்டு வருகிறது. குறைந்த அழுத்தத்திலுள்ள ஆவி நிலையில் மூலக் கூறு மோதல்களால் ஏற்படும் விளைவுகள் மிகக் குறைவானவை. ஏனெனில், அடுத்தடுத்த மோதல்களுக்கு இடைப்பட்ட நேரத்தை விட, மூலக் கூறுகளின் சுழற்சி நேரம் மிகக் குறைவானது. எனவே, ஒரு மோதல் ஏற்படுவதற்குள் மூலக் கூறு பல முறை சுற்றி விடும். பிறிதொரு மூலக் கூறுடன் ஏற்படுகிற மோதல், அதை வேறொரு சுழற்சி ஆற்றல் மட்டத்திற்கு மாற்றி விடவும் செய்யலாம். இடை வினை கணிசமாக ஆகிற அழுத்தம் மூலக் கூறுகளுக்கு இடையிலுள்ள விசைகளைப் பொறுத்திருக்கிறது. இந்த அழுத்தம் வெவ்வேறு மூலக் கூறுகளுக்கிடையே வேறு பட்டிருக்கும். ஆனால் 0.01 டார் என்னும் அழுத்தம் வரையில் மோதல்களால் சுழற்சி ஆற்றல் மட்டங்களில் ஏற்படக் கூடியப் பாதிப்புகளைப் புறக்கணித்து விடலாம். மூலக் கூறுகளுக்கு இடையிலான விசைகளைப் பற்றி விவரம் அறியத் திண்மங்களிலும் நீர்மங்களிலும் ஏற்படும் சுழற்சிகள், சில சமயங்களில் ஆய்வு செய்யப் படுகின்றன. ஆனால், சுழற்சி ஆற்றல் மட்டங்களை ஆய்வு செய்ய விரும்பினால், வளிமக் கட்டத்திலுள்ள மூலக் கூறுகளை ஆராய்தலே போதுமானது.
மோதல்களால் பாதிக்கப் படாத நிலையில் ஒரு மூலக் கூறு கதிர் வீச்சை உமிழ்வது அல்லது உட்கவர்வதன் மூலம் ஒரு சுழற்சி ஆற்றல் நிலையிலிருந்து வேறு ஒரு சுழற்சி ஆற்றல் நிலைக்கு மாற முடியும். இவ்வகைச் சுழற்சி நிலைகளுக்கிடையில் நிகழும் மாற்றங்களே மூலக் கூறின் தூய சுழற்சி நிற மாலையாக அமைகின்றன. சுழற்சி நிலைகளுக்கு இடையிலான மாற்றங்களுக்குச் சில வரையறைகளும், கட்டுப்பாடுகளும் உண்டு. பல கட்டமைப்புகளுக்கு நிலை மாற்ற வாய்ப்பே இல்லை என்பது கண்டு பிடிக்கப் பட்டிருக்கிறது. எனவே, நிற மாலையைப் பற்றிய முதல் கட்ட விவரங்களை அறியவே தடை செய்யப்பட்ட நிலை மாற்றங்களைப் பற்றி முழுமையாக அறிதல் இன்றியமையாதது.
மொத்த ஆற்றலிலிருந்து சுழற்சி ஆற்றலைப் பிரித்து விட முடியும் என வைத்துக் கொண்டு, ஒரு மூலக் கூறை ஒரு திண் சுழலியாகக் கருதிக் கொள்ளலாம். அதன் ஆற்றல், மூலக் கூறின் நிலைமத் திருப்புத் திறன்களின் சார்பெண்ணாக அமையலாம். ஒரு திண் மூலக் கூறின் நிறை மையத்தின் வழியாகச் செல்லும் ஓர் அச்சைப் பற்றிய அதன் நிலைமத் திருப்புத் திறன் I = \sum_{i}m_{i} r _{i}^{2} இங்கு ri என்பது அச்சிலிருந்து ஒரு துகள் உள்ள செங்குத்துத் தொலைவு. mi என்பது அத்துகளின் நிறை. ji மதிப்பை நிறை மையத்திலிருந்து, சுழற்சி அச்சின் திசையில் ஆரவியலாகக் குறித்தால், கிடைக்கிற புள்ளிகளின் நியமப் பாதைகள் (Loci) மூன்று அச்சுகள் கொண்ட மூவார உருவாக (triaxial ellipsoid) அமையும், அதற்கு உந்தவியல் மூவார உரு (Momental ellipsoid) என்று பெயர். அதன் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தான மூன்று அச்சுகளும் மூலக் கூறின் மூன்று முதன்மை அச்சுகளுடன் பொருந்தியிருக்கின்றன. இம்முதன்மை அச்சுகளைச் சுற்றிச் சுழற்சி இயக்கத் தன்மையில் சமன் செய்யப் பட்டிருக்கிறது. மூவார உருவின் மூன்று அச்சுகளும் a, b, c எனப் பெயரிடப் படுகின்றன. இவற்றில் a எல்லாவற்றையும் விடப் பெரும அச்சு . c அனைத்தையும் விடச் சிறிய சிறும அச்சு. b இடைநிலை அச்சு. இந்த அச்சு நீளங்கள் \frac{I}{\sqrt{Iக்கு நேர் விகிதத்தில் உள்ளன. எனவே, ஒரு மூலக் கூறின் பொதுவாக்கப் பட்ட சுழற்சிக்கு ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தான மூன்று திசைகளில் ஆக்கக் கூறுகள் உள்ளன. அதாவது, மூலக் கூறுக்கு மூன்று உரிமைப் படிகள் இருக்கின்றன. எனவே, சுழற்சியின் மொத்த ஆற்றல் E_R = \frac {Pa^2}{2I_a} + \frac {Pb^2}{2I_b} + \frac {Pc^2}{2I_c} இங்கு Pa, Pb, Pc ஆகியவை P என்னும் மொத்தக் கோண உந்தத்தின் a, b, c ஆகிய அச்சுகளின் திசையில் அமைந்த ஆக்கக் கூறுகள் P^2 = P^2_a + P^2_b + P^2_c என்னும் சமன்பாட்டிலிருந்து மொத்தக் கோண உந்தத்தைக் கணக்கிடலாம். சுழற்சி குவாண்டமாக்கப் பட்டு விடுவதால், மூலக் கூறுகளின் சுழற்சி ஆற்றலுக்கு அலை எந்திரவியலால் அனுமதிக்கப் பட்ட சில குறிப்பிட்ட நன்கு வரையறுக்கப் பட்ட மதிப்புகளே இருக்க முடியும்.
மூலக் கூறின் மூன்று முதன்மை நிலைமத் திருப்புத் திறன்களும் சமமாக இருந்தால், சுழற்சி ஆற்றல் E_R = \big( P^2_a + P^2_b + P^2_c \big) / 2I = P^2 / 2I என ஆகி விடுகிறது. இத்தகைய மூலக் கூறுகள் கோணச் சுழலிகள் எனப்படும். அவற்றுக்கு நிலையான இரு முனைத் திருப்புத் திறன் இல்லாமையால், அவற்றுக்குச் சாதாரணமான நுண்ணலை நிற மாலையும் இல்லை. நேர் கோட்டு மூலக் கூறுகளுக்கு அணுக் கருக்களை இணைக்கும் அச்சைப் பற்றிய நிலைமத் திருப்புத் திறன் சுழியாகும். P_a = 0 மேலும், I_b = I_c எனவே மொத்தக் கோண உந்தம் P^2 = P^2_b + P^2_c நேர் கோட்டு மூலக் கூறுகளுக்கான பழங்கொள்கை சுழற்சி ஆற்றல் E_R = P^2 / 2I_b என ஆகிறது. ஒரு மூலக் கூறு ஒரு சமச் சீர்மைச் சுழலியாக இருக்க வேண்டுமானால், அது மூன்று அதற்கு மேற்பட்ட சமச் சீர்மையுள்ள ஓர் அச்சை உடையதாக இருப்பது இன்றியமையாத நிபந்தனை. இவ்வாறு சமச் சீர்மைச் சுழலின் இரண்டு சமமான நிலைமத் திருப்புத் திறனையும், மூன்றாவதாக வேறுபட்ட நிலைமத் திருப்புத் திறனையும் பெற்றிருக்கின்றன. I_a < I_b < I_c எனில், சுழலி நீள் கோளம் (Prolate) எனப்படும். CH₃CI என்னும் குளோரோமீதேன் மூலக் கூறு இதற்கு எடுத்துக் காட்டாகும். I_a = I_b < I_c எனில், சுழலி தட்டைக் கோளம் (Oblate) எனப் படும். BF₃ என்னும் டிரைபுளோரோ போரேன் இதற்கு எடுத்துக் காட்டு. ஒரு நீள் கோளச் சமச் சீர்மைச் சுழலிக்குச் சுழற்சி ஆற்றல் E_R = \big( P^2 / 2I_b \big) + (P^2_a / 2)(1 / I_a) - (1/I_b) ஒரு தட்டைக் கோளச் சமச் சீர்மைச் சுழலிக்குச் சுழற்சி ஆற்றல் E_R = \big( P^2 / 2I_b \big) + (P^2_c / 2)(1 / I_c) - (1/I_b) .
ஒரு மூலக் கூறின் மூன்று நிலைமத் திருப்புத் திறன்களும் வெவ்வேறாக இருந்தால், மூலக் கூறு சமச் சீர்மையற்ற சுழலி எனப் படுகிறது. முதலில் சொன்ன பழங்கொள்கைப் படியான ஆற்றல் கோவையை மேலும் எளிமைப் படுத்த முடியாது. பெரும்பாலான மூலக் கூறுகள் இவ்வகையானவை. இவ்வாறு மூலக் கூறுகள் அவற்றின் சுழற்சி இயக்கங்களின் அடிப்படையில் நால் வகையாகப் பிரிக்கப் படும். அதன் பிறகு குவாண்டம் கொள்கைக் கட்டுப்பாடுகளை அவற்றுக்கு விதிக்க வேண்டும்.
மொத்தக் கோண உந்தத்தைக் குவாண்டமாக்குவதற்கு, \sqrt {J (J + 1) } h / 2\pi \quad (J = 0, 1, 2, \ldots ) என்னும் மதிப்புகளே அனுமதிக்கப்படுகின்றன. இவற்றுடன் கூடுதலாகச் சமச் சீர்மைச் சுழலிகளுக்கு மொத்தக் கோண உந்தத்தின் அச்சுத் திசை ஆக்கக் கூறு \pm {Kh} / 2\pi \quad (K = 0, 1, 2, \ldots, J ) என்னும் மதிப்புகளை மட்டுமே பெற்றிருக்க அனுமதிக்கப் படுகிறது. இக்கட்டுப்பாடுகளை விதித்த பின்னர், ஒரு நீள் கோளச் சமச் சீர்மைச் சுழலியின் குவாண்டமாக்கப் பட்ட ஆற்றல் மட்டங்கள் E_R = \big( J \big(J + 1 \big)h^2 / 8 \pi^2 I_b \big) + K^2 \{ \frac{I}{I_a} + \frac{I}{I_b} \} \frac{h^2}{8 \pi^2} என ஆகி விடுகின்றன. இந்தச் சமன்பாட்டின் இரு புறங்களையும் h–ஆல் வகுத்தால், E_R} \over {h = J \big(J + 1 \big)B + K^2 \big( A - B \big) என ஆகும். இங்கு A = \frac {h}{8 \pi^2 I_a}, B = \frac {h}{8 \pi^2 I_b}. A, B ஆகியவை சுழற்சி மாறிலிகள் எனப்படும். அவை நிலைமத் திருப்பு திறன்களின் தலை கீழ் மதிப்புகளுக்கு நேர் விகிதத்திலிருக்கும்.
சுழலி தட்டைக் கோளமாக இருந்தால் அதன் ஆற்றல் மட்டங்கள் E_R} \over {h = J \big(J + 1 \big)B + K^2 \big( C - B \big) என ஆகும்.
இங்கு C = \hbar / 8 \pi^2 I_c, I_a < I_b < I_c என ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்டுள்ளமையால், A > B > C ஆகும். எனவே C – B எதிரினமாகும். ஒரு சமச் சீர்மைச் சுழலியின் கோண உந்தத்தின் அச்சுத் திசை ஆக்கக் கூறு எதிரினமாகவோ, நேரினமாகவோ இருக்கலாம். ஆற்றல் எண் மதிப்பை மட்டுமே பொறுத்திருக்கிறது. குறியைப் பொறுத்திருப்பதில்லை. எனவே, K சுழிக்குச் சமமாயில்லா அனைத்து ஆற்றல் மட்டங்களும், இரட்டைத் தன்மையில் பொது ஆற்றல் நிலையைப் (doubly degenerate) பெற்றவை.
நேர் கோட்டு மூலக் கூறுகளுக்குப் பழமைக் கொள்கைப் படியான ஆற்றல் கோவையில் குவாண்டம் கட்டுப்பாடுகளை விதித்த பின்னர், E_R / h = J \big( J + 1 \big) B என ஆகிறது. இவ்வாய்ப்பாடு கோளச் சுழலி மூலக் கூறுகளுக்கும் பொருந்தும். சமச் சீர்மையற்ற சுழலி மூலக் கூறுகளுக்குச் சமச் சீர்மைச் சுழலியின் K பொது ஆற்றல் நிலையுடைமை (k. degeneracy) நீக்கப்பட்டு, ஒவ்வொரு J மதிப்புக்கும் வெவ்வேறு ஆற்றல் உள்ள 2J+1 மட்டங்கள் உண்டாகின்றன. சுழற்சி மாற்றங்களை முழுமையாக ஆய்வதன் மூலம் நுண்ணலை நிற மாலையை வரையறுக்க முடிகிறது. A,B,C என்னும் சுழற்சி மாறிலிகளைக் கண்டு பிடித்து நிலைமத் திருப்புத் திறன்கள் கணக்கிடப் படுகின்றன. அதன் பின்னர், மூலக் கூற்றுக் கட்டமைப்புடன் அவற்றுக்குள்ள தொடர்பு அறுதியிடப் படுகிறது. பொருள் படைத்த கட்டமைப்புத் துணை அலகுகளைக் கணக்கிடுவதற்காக மூலக் கூறுகளின் பிணைப்புக் கோணங்களையும், பிணைப்புத் தொலைவையும் நுண்ணலை நிற மாலையிலிருந்து கண்டு பிடிக்கப் பல திட்டங்கள் உருவாக்கப் பட்டிருக்கின்றன. இக்கண்டு பிடிப்பு துணை அலகுகளும், சம நிலையிலுள்ள மூலக் கூற்றுக் கட்டமைப்புடன் அவற்றுக்குள்ள உறவுகளும், கட்டமைப்பைக் கண்டு பிடிக்கப் பயன்படுத்தப் படும் உத்திகளைப் பொறுத்திருக்கின்றன. அவை எலெக்ட்ரான் விளிம்பு விலகல் முறையில் பெறப் பட்ட துணை அலகுகளிலிருந்து வேறுபட்டவை. நுண்ணலை ஆய்வுகளில் பெரும்பான்மையானவை ஆவி நிலையிலுள்ள மூலக் கூறுகளின் கட்டமைப்புத் தகவல்களைப் பெறும் நோக்கத்துடனேயே செய்யப் படுகிறவை.
பெரும்பாலும் மூலக் கூறுகள் திண் சுழலிகளாக இருப்பதில்லை. மைய விலக்கு விசைகளும், கோரியாலிஸ் (Coriolis) விசைகளும், சுழலும் மூலக் கூறின் மேல் செயல்பட்டு, அதன் ஆற்றல் மட்டங்களையும், நுண்ணலை நிற மாலையையும் மாற்றி விடக் கூடும். மீதைல் குழுக்களில் காணப் படுகிற உள்ளிட முறுக்க அதிர்வுகள் அல்லது நாலைந்து அணுக்களுள்ள வளையங்களின் மடிந்து விரிதல் அதிர்வுகள் போன்ற குறைந்த அதிர்வெண் அதிர்வுகள் மூலக் கூறின் ஒட்டு மொத்தமான சுழற்சியுடன் இடை வினை செய்யக் கூடும். ஒட்டு மொத்தச் சுழற்சியின் கோண உந்தம் இத்தகைய உள்ளிட அதிர்வுகளின் உள்ளிடக் கோண உந்தத்துடன் இணைந்து, சுழற்சி ஆற்றல் மட்டங்களில் சிற்றலைவுகளை ஏற்படுத்தக் கூடும். ஆற்றல் மட்டங்களைப் பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம் இத்தகைய சிற்றுலைவுகளைப் பற்றி விவரம் அறியலாம். நுண்ணலை நிற மாலையின் மேல் தோன்றும் அதிர்வுச் சிற்றுலைவுகளைப் பயன்படுத்தி, உள்ளிடச் சுழற்சிக்கும், வளையத்தின் மடிந்து விரிதல் அதிர்வுக்கும் ஏற்படுகிற தடைகளின் எண் மதிப்புகளையும், வடிவத்தையும் கண்டு பிடிக்கலாம். நுண்ணலை நிற மாலை வரிகளின் செறிவுகள், ஆற்றல் மட்டங்களிலுள்ள எலெக்ட்ரான்களில் சார்புத் தொகையைக் காட்ட முடியும். போல்ட்ஸ்மான் எலெக்ட்ரான் தொகைப் பரவீட்டைக் கருதிக் கொண்டால், கிளர்வுற்ற அதிர்வு நிலைகள் உண்டாக்குகிற சுழற்சி நிற மாலை வரிகளின் செறிவிலிருந்து, அதிர்வு இயக்கங்களில், தோராயமாக அதிர்வெண்ணைக் கண்டு பிடிக்க முடியும்.
மூலக் கூறு இரு முனைத் திருப்புத் திறன்களை நுண்ணலை நிற மாலைகளின் உதவியால், மிகத் துல்லியமாகக் கண்டு பிடிக்க முடியும். ஒரு மூலக் கூறின் மேல் வெளி மின் புலம் ஒன்றைச் செலுத்தும் போது, சுழற்சி ஆற்றல் மட்டங்கள் ஸ்டார்க் விளைவு (stark effect) காரணமாக நிற மாலை வரிகளில் ஏற்படும் பிளவுகளை அளப்பதன் மூலம், ஏனைய இயற்பியல் முறைகளில் கிடைக்கிறதை விட மேலான இரு முனைத் திருப்புத் திறன் மதிப்புகளைப் பெற முடிகிறது. ஒரு மூலக்கூறில் h/2–வை விடப் பெரியதான தற்சுழற்சி உள்ள ஓர் அணுக் கரு இருக்குமானால், அதன் மூலமான அச்சுத் திசையில் உள்ள மின் புலச் சரிவைப் பற்றிய விவரங்களைக் கண்டு பிடிக்கலாம். இத்தகைய அணுக் கருக்கள், ஓர் அணுக் கரு நான் முனைத் திருப்புத் திறனைப் பெற்றிருக்கும். அது, அந்த அணுக் கருக்களில் தல அளவில் உள்ள மின் சமச் சீர்மையின்மையை அளவிடுகின்றது. இந்த மின் சமச் சீர்மையின்மை அணுக் கருத் தற்சுழற்சி அச்சை அணுக் கருவில் உள்ள மின் புலச் சரிவின் வழியாக உள்ள மூலக் கூறு அச்சுடன் இணைக்க முடியும். அணுக் கருத் தற்சுழற்சி அச்சு நான் முனைத் திருப்பு திறனின் அச்சும் ஆகும். இத்தகைய இணைப்பு சுழற்சி ஆற்றல் மட்டங்களை மேலும் பிரிக்கிறது. அதன் காரணமாக, மிகு நுண் கட்டமைப்பு (hyperfine structure) என்னும் நிற மாலை வரிகளை உண்டாக்குகிறது. இவ்வரிகளைப் பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், இரட்டை இணைப்புப் பண்புகளையும் கலப்பினமாதலின் (hybridization) வரையையும் மூலக் கூறுகளில் அயனிப் பிணைப்பு மற்றும் சக பிணைப்பு விழுக்காடுகளையும் மதிப்பிட முடிகிறது. —கே.என். ராமசந்திரன் துணை நூல். Townes.C.H. Schawlow. A.L. Micro Wave Spectroscopy, Mc Graw Hill Book Company, New York. 1955.
நுண்ணளவி
திண்மப் பொருள்களின் தொலைவு, தடிமன், விட்டம், கோணம் போன்றவற்றை அளக்கப் பயன்படும் ஒரு துல்லிய கருவியே நுண்ணளவி (micrometer) எனப் படும்.
நிலை முனை (anvil), சுழல் அச்சு (spindle), நழுவு திருகி (ratchet). நழுவு குமிழ் (ratchet knob), வெர்னியர், விரல் முனைப் பூண் (thimble), அளவு கோல். உறை, உறை அளவு கோல், சட்டம், பூட்டு மரை (lock nut) ஆகியவை நுண்ணளவியின் உறுப்புகள் ஆகும். சுழல் அச்சுக்கு குறிப்பிட்ட அளவு அழுத்தத்தைக் கொடுக்க நழுவு திருகி பயன் படும். அளவுகளை அளந்து முடிந்தவுடன், சுழல் அச்சினை அதன் இயல்பு நிலையில் இருக்கச் செய்யப் பூட்டு மரை பயன் படும்.
இயக்கம். நுண்ணளவியின் சட்டம் C வடிவில் காணப் படும். உறையின் ஒரு முனையில் விரல் முனை பூண் காணப் படும். விரல் முனைப் பூண் அளவு கோல் தலைப் பகுதி அளவு கோல் (head scale) என்றும், உறை அளவு கோல் புரியிடை அளவு கோல் (pitch scale) என்றும் வழங்கப் படுகின்றன. தலைப் பகுதியின் சுற்று வரை சம பகுதிகளாகப் பிரிக்கப் பட்டிருக்கும். உறை அளவு கோல் மி.மீட்டரில் அளவீடு செய்யப் பட்டிருக்கும். இதன் மேல் விரல் முனைப் பூண் நகரும்.
அளக்க வேண்டிய பொருளை நிலை முனைக்கும், சுழல் அச்சுக்கும் இடையில் வைக்க வேண்டும். நிலை முனை, சுழல் அச்சு ஆகியவற்றின் முனைகள் சம மட்டமாகவும், (plane) நுண்ணளவியின் அச்சுக்குச் செங்குத்தாகவும் இருக்கும்.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பக்கத்தின் ஆரம்பத்தில் இருந்து பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> அளக்க வேண்டிய பொருளுடன் சுழல் அச்சு தொடர்பு கொள்ளும் வரை விரல் முனைப் பூண் அல்லது நழுவு திருகை சுற்ற வேண்டும். உறையின் மேலுள்ள 1 எனும் எண், 0.1”ஐச் சுட்டும். உறையின் ஒவ்வொரு 0.25”க்கும் விரல் முனைப் பூண் ஒரு முழுச் சுற்றை உண்டாக்கும். விரல் முனைப் பூணில் 25 பிரிவுகள் உள்ளமையால், ஏறக் குறைய 0.001” வரை அளக்கலாம்.
குறிப்பிட்ட அளவு நழுவு திருகியைச் சுற்றினால், புரியிடைத் தொலைவின் பின்னத்திற்கு விகிதாசாரமாக உள்ள ஒரு தொலைவிற்குச் சுழல் அச்சுத் தண்டு நகரும். எ.டு: புரியிடை 0.5 மி.மீ. எனவும், தலைப் பகுதி ஐம்பதுகளாகவும் (divisions) இருப்பின், ஒவ்வோர் அளவு கோல் பகுதியும் 0.01 மி.மீ. நகர்விற்குச் சமமாகும்.
வெளிப்புற நுண்ணளவி (outside micrometer). பெரிய நுண்ணளவி (large micrometer), உட்புற நுண்ணளவி (inside micrometer), ஆழ நுண்ணளவி (depth micrometer), புரி நுண்ணளவி என நுண்ணளவிகள் பல வகைப்படும்.
வெளிப்புற நுண்ணளவி. இது நுண்ணளவி இடுக்களவி (micrometer caliper) என்றும் வழங்கப் படுகிறது. இது வெளிப் புற விட்டங்களையும், தடிமன்களையும் அளக்கப் பயன் படுகிறது. இந்நுண்ணளவி 25 மி.மீ., 25–50 மி.மீ. போன்ற அளவுகளை அளக்கப் பயன் படுகிறது. இது பல அளவுகளில் கிடைக்கிறது.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படங்கள், பக்கத்தின் கடைசியில் / ஆரம்பத்தில் இருந்து பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகின்றன.----> பெரிய நுண்ணளவி. இது 25 மி.மீட்டருக்குக் குறைந்த அளவுக்கு அளக்கப் பயன் படுகிறது. மேலும் நுண்ணளவியில் அளக்க வேண்டிய அளவிற்கேற்பத் தகுந்த நிலை முனையைப் பொருத்தி, 225 மி.மீ. முதல் 300 மி.மீ. வரை அளக்கலாம்.
உட்புற நுண்ணளவி. இது உட்பிற விட்டங்கள், இணைப் பரப்புகள் அல்லது பிற உட்புற அளவுகளை (dimensions) அளக்கப் பயன் படுகிறது. படம் 4இல் உள்ள அளவியைக் கொண்டு 5–25 மி.மீ. வரை அளக்கலாம்.
படம் 5–இல் உள்ள குழாய் வடிவ (tubular) உட்புற நுண்ணளவியைக் கொண்டு, 40–300 மி.மீ. வரை 13 மி.மீ. கூடுதல் அளவுகளில் (increments) அளக்கலாம். இந்நுண்ணளவியின் இரு பகுதிகளிலும், அளக்குந் தண்டுகளை இணைத்து, இதன் அளக்குந் திறனை (range) அதிகரிக்கலாம்.
சிறு துளைகளின் விட்டங்களைத் துல்லியமாக அளக்க மைக் துளை கடிகை (mikeholegage) பயன் படுகிறது. இது 6–200 மி.மீ. அளவுகளில் கிடைக்கிறது. உட்புற நுண்ணளவிகளை ஆயவும், பொருத்தவும் (set) பொருத்து வளையங்கள் (setting rings) இதில் பயன் படுகின்றன.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பக்கத்தின் ஆரம்பத்தில் இருந்து பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> ஆழ நுண்ணளவி. வரி ப்பள்ளங்கள், துளைகள் ஆகியவற்றின் ஆழத்தை அளக்க இது பயன் படுகிறது. பரிமாற்று அளக்குந் தண்டுகளைப் (interchangeable measuring rods) பயன் படுத்தி, இந்நுண்ணளவியின் வீச்சு எல்லையை உயர்த்தலாம்.
புரி நுண்ணளவி. திருகு புரிகளின் புரியிடை விட்டத்தை அளக்க இது பயன் படுகிறது.
தற்கால நுண்ணளவிகள். ஒப்புமையாக்கியாகப் (compartor) பயன் படும் சுட்டு நுண்ணளவி (indicating micrometer), நேரடிக் காட்சிப் பதிவு நுண்ணளவி (direct reading micrometer), இரு காட்சிப் பதிவு நுண்ணளவி (dual reading micrometer), அளவுகளை எண் வடிவில் காட்டும் மின்னணுவியல் நுண்ணளவி (electronic micrometer) ஆகியவை தற்காலத்தில் புதிதாக வடிவமைக்கப் பட்ட நுண்ணளவிகள் ஆகும். —இரா.இந்து
நுண்ணளவுப் பகுப்பாய்வு
வழக்கமான முறையில் ஒரு பகுப்பாய்வு செய்யும் போது, புதிய கண்டு பிடிப்புகளைக் காண நடத்தப் பெறும் வினைகளை நிகழ்த்தும் போதும், ஒரு பொருள் எடையில் வேண்டியிருந்தால், ஏறத் தாழ 1 கிராம் அளவிற்கும், அதுவே கரைசலாக இருந்தால், ஏறத் தாழ 200 மி.லி. அளவிற்கும் தேவைப் படும். இவ்வாறு, பொருள்களைக் கொண்டு ஆய்வில் ஈடுபட ஆய்வுக் குழாய், முகவை, வடி கட்டும் புனல் ஆகியன பயன் படுகின்றன. ஆனால், மிகக் குறைந்த அளவு பொருள்களைக் கொண்டு ஆய்வு செய்ய வேண்டியிருப்பின், பயன்படுத்தும் நுண்ணளவுப் பொருள்கள் பயனாவதால், ஆய்வுச் செலவும் வெளிப் பொருள் கலப்பும், பிழைகளும் பெருமளவிற்குக் குறையும். சரியான முறையில் கணக்கீடு செய்வதும் எளிதாகிறது. இதன் காரணமாகப் பற்பல புதிய நுட்பங்கள் நடைமுறைப் படுத்தப் பட்டு, சரியான அளவீடு நுண்ணளவுப் பகுப்பாய்வு பெரிதும் பயனாகிறது.
வழக்கில் உள்ள பேரளவு ஆய்வு முறையுடன், நுண்ணளவு ஆய்வை ஒப்பிட்டுப் பார்க்கும் போது, நுண்ணளவுப் பகுப்பாய்வில் பயன் படுத்தப் படும் பொருள்களிள் அளவு நூறில் ஒரு பங்கு மட்டுமே. பேரளவு ஆய்வு முறையில் பொருள்களின் எடை, 0.5 கிராம் அளவிலிருந்து, 1 கிராம் அளவிற்கும், கரைசல்கள் சாதாரணமாக 10 மி.லி. அளவிற்கும் வேண்டியிருக்கும். சிற்றளவு முறையில் 50 மி.கி. எடையும் 1 மி.லி. கரைசலும் தேவைப் படலாம். ஆனால், நுண்ணளவு முறையில் 5 மி.லி. எடையும், 0.1 மி.லி. கரைசலும் மட்டுமே தேவைப்படும். இதிலிருந்து இந்த முறையிலான பகுப்பாய்வில் எவ்வளவு குறைவான அளவுப் பொருள்களிலிருந்து இந்த ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன என்பதை அறியலாம். ஆகவே, நுண்ணளவுப் பகுப்பாய்வு மில்லி கிராம் ஆய்வு முறை என்றும் குறிப்பிடப் படுகிறது. பொருள்களின் எடைக்கேற்ப கரைப்பான்களின் கன அளவும் குறைக்கப் படுவதால், ஆய்வு செய்யப் படும் பொருள்கள் மற்றும் அயனிகளின் திறன் மாறாதிருக்கும் பயன் படுத்தப் படும் பொருள்களின் அளவைப் பொறுத்து, வெவ்வேறு வகையான பகுப்பாய்வு முறைகள் வகைப் படுத்தப் படும். அவை பின் வருமாறு:
பேரளவு முறையில் வடி தாள் வழியாகக் கரைசல் வடி கட்டப் படும். இவ்வாறு செய்யும் போது, ஓரளவு வடி நீர் விரயமாகும். வடிக்கப் படும் நீரும் வடி தாளிலேயே தங்குவதற்கும் இடமுண்டு. வடி தாள் மேலிருக்கும் வீழ் படிவிலும் சேதம் ஏற்படும். வடி தாளிலிருந்து அனைத்து வீழ் படிவையும் முழுதுமாக எடுத்து விட இயலாது. பயன் படுத்தும் பொருளின் பெரும் அளவைக் கணக்கில் கொண்டால், இவ்வாறு வீணாவது குறைவேயாகும். ஆனால், நுண்ணளவு முறையில் பயன்படும் பொருளின் அளவு 20க்கு ஒன்றாகவோ அல்லது 100க்கு ஒன்றாகவோ இருக்கும் போது, இவ்வாறு சேதம் ஏற்பட்டால், அது ஒதுக்கக் கூடாததும், பாதிக்கக் கூடியதுமாகும். பழைய வழியில் வடி கட்டுவதோ, வீழ் படிவை எடுப்பதோ பயனளிக்கா. ஆகையால், செய் முறையில் மாற்றத்தை ஏற்படுத்திப் புதிய முறையைக் காண வேண்டும்.
நுண்ணளவு முறையில், வடி கட்டும் முறையில் ஏற்படும் இழப்பைத் தவிர்க்க மைய விலக்கு விசையைப் பயன்படுத்துவதால், வீணாகும் அளவு மிகவும் குறைவாகவும், ஒதுக்கக் கூடிய அளவிலும் இருக்கும்.
சொட்டு ஆய்வுகளில் (Spot test) சில பொருள்களை ஆய்வு செய்ய இயலும். இந்த ஆய்வு முறையில், சிறு துளி கரைசலை 0.05 மி.லி. அளவிற்கு (அல்லது அதற்குக் குறைவாக) அல்லது மி.கி. அளவுள்ள திண்மப் பொருள் களைப் பயன்படுத்தி முடிவுகள் காணப் படுகின்றன. இவ்வினைகள் பேரளவு முறையில் செய்யப் படும் வினைகளை விடச் சரியான முடிவினைத் தருகின்றன. ஒரு படிகத்தின் தன்மையை விரைவில் அறிய நுண்ணோக்கியைப் பயன் படுத்துவது எளிய முறையாகும். இது சரியான முடிவைத் தருகிறது.
பண்பறி பகுப்பாய்வில் நுண்ணளவு வேதியியல். ஒரு திண்மப் பொருளின் ஒரு படித்தான, படிகவியல் பண்பு, ஒளியியல் பண்பு ஆகியன நுண்ணோக்கி வழியாக அறியப் படுகின்றன. நுண்ணளவுக் கணக்கீட்டு அமைப்புகளும் (manipulator) ஒரு திண்மப் பொருள் மற்றும் கலவையில் உள்ள பகுதிப் பொருள்களை உறுதிப் படுத்த உதவுகின்றன.
வீழ் படிவை எடுத்து, அதை ஆய்வு செய்வதை விட வண்ண வினைகள் வழியாக முடிவு அறிவது பெரும் பயனைத் தரும். மிகக் குறைந்த அளவுப் பொருள்கள் மட்டுமே இருப்பின், ஓர் அயனியின் தனி வினையின் மூலம் விரைவில் முடிவை அறியலாம். நுண் குழாய் அல்லது பரப்பு ஊன்றுகை வழியான விளைவுகளாலும், வினையின் வேக மாறுபாடுகளாலும், மாறுபட்ட ஊடு பரவு தன்மைகளாலும், விளை பொருள்களில் தனித் தனியான மண்டல அமைப்புகள் தோன்றுவது தெளிவாகத் தெரியும்.
விளை பொருள்கள், அவற்றை காணும் முறை, அவற்றின் கரை திறன், அளவு, வண்ணங்கள் ஆகிய இவற்றைப் பொறுத்து, நுண்ணாய்வு வேதி வினை மாறுபடும். சொட்டு வினையில் வினையாற்றப் படும் நேரம், பொருள்களைக் காணும் முறை, மின் பகு பொருள்களின் தன்மை, ஹைட்ரஜன் அயனிகளின் திறன், கூழ்மப் பொருள்களின் பண்புகள், ஆய்வின் முறை போன்றவற்றைச் சரியாகக் கணக்கிட வேண்டும்.
வழக்கமான ஆய்வு முறையில் பல வினைகளில் பயன் படுத்தும் ஆய்வுக் குழாய், முகவை, குடுவைக்குப் பதிலாக நுண்ணளவுப் பகுப்பாய்வில் மிகவும் சிறிய அளவுகளைக் கொண்ட 0.5–2.0மி.லி. சுழற் குழாய்கள் பயன் படுத்தப் படுகின்றன.
கையால் அல்லது மின் விசையால் குழாய்களைச் சுழற்ற, வீழ் படிவுகள் உண்டாகின்றன. சுழற்சி நிறுத்தப் பட்டுக் குழாயின் அடிப் பகுதியில் சேர்ந்துள்ள வீழ் படிவுகள் மேலே உள்ள கரைசலை கவிழ்த்துக் கொட்டியோ, நுண் குழாயைப் பயன்படுத்தி வெளியேற்றியோ, ஆய்வுக்கு எடுத்துக் கொள்ளப் படுகின்றன.
வீழ் படிவைத் தூய்மையாக்க, கரைசலைச் சுழற் குழாயில் உள்ள வீழ் படிவுடன் சேர்த்து, ஒரு பிளாட்டினக் கம்பியை அல்லது நுண்ணளவுக் கலக்கியை விட்டு, நன்றாகக் கலக்கி அதன் பிறகு மைய விலக்கு விசைக்கு உட்படுத்திச் சுழற்ற வேண்டும். மேலாக இருக்கும் கரைசலை, நுண் குழாயைப் பயன் படுத்தி வெளியேற்றி விட வேண்டும். இவ்வாறு, இரண்டு அல்லது மூன்று முறையாவது தூய்மைப்படுத்த வேண்டும்.
நுண்ணளவுப் பகுப்பாய்வு முறையில் ஒரு வீழ் படிவை வெளியே எடுத்து மாற்றி, ஆய்வுகள் செய்வது கடினமான செயலாகும். அனைத்து வினைகளிலும், கரைசலைப் பயன் படுத்துவது வழக்கமானாலும், வீழ் படிவுகளைப் பயன் படுத்தி ஆய்வு செய்வது இன்றியமையாததாகும். படிக வடிவமான வீழ் படிவாயிருப்பின், அதை ஓர் உலர் சொட்டு பிப்பெட்டின் உதவியால் இழுத்துத் தேவையான இடத்தில் மாற்றிக் கொள்ளலாம் வீழ் படிவு இறுகு நிலையில் இருந்தால், அதை ஒரு குறு கண்ணாடிக் குழாய் அல்லது பிளாட்டினத் துடுப்பைப் பயன் படுத்தி வெளியே எடுக்கலாம். சுழற் குழாய்களில் உள்ள கரைசல்களைச் சூடேற்ற, ஒரு தாங்கியில் அமைக்கப் பட்டிருக்கும் சூடான நீர்த் தொட்டியைப் பயன் படுத்தலாம். ஆவியாகக் கூடிய அளவிற்குச் சூடு தேவைப் பட்டால், அதை ஒரு நுண்ணளவு முகவை அல்லது புடக் குகைக்கு மாற்றிச் சூடேற்றலாம்.
அளவறி பகுப்பாய்வில் நுண்ணளவு வேதியியல். பண்பறி பகுப்பாய்வில் மைய விலக்கு விசை எவ்வாறு பயன் படுகின்றதோ, அது போல அளவறி பகுப்பாய்வில் நுண்ணளவு வேதித் தராசு தேவைப் படுகிறது. இதைப் பயன் படுத்தும் போது, ஏற்படும் தவறுகள் மிகக் குறைவாக, தள்ளக் கூடியதாக இருக்கும். மிகக் குறைந்த அளவு பொருள்களைக் கவனத்தில் கொண்டே, தனித் தனியான கருவிகள் தயாராகின்றன. மிகச் சிறிய புடக் குகை 0.05 மி.லி.–0.001 மி.லி. அளவிற்கு கூடத் துளியை விடும் பியூரெட், மிகச் சிறிய கழுவு சீசா ஆகியவை தயாரிக்கப் படுகின்றன. சூடேறிய பிறகு குளிர வைக்கவும், தனியான கருவிகள் இருக்கின்றன. அவை நெகிழிகளால் செய்யப் பட்டிருந்தால், அதற்குக் கூடுதலான பயன்களும் உண்டு. நீர் இருக்கும் பொருள்களை உலரச் செய்யத் தனியாக உலர் குழாய்களும் உள்ளன.
முறித்தல் முறையில் (titration) இறுதி நிலையை துல்லியமாகக் காண்பது நல்ல சரியான முடிவுகளைத் தரும். அதனால், இம்முறையில் பயனாகும் கரைசல்கள் ஏறத் தாழ நடுத் தரத் திறன் உடையவையாக இருக்க வேண்டும். மிகக் குறைந்த நீர்த்தக் கரைசல் அல்லது அதிக அடர் கரைசல் தவறான முடிவுகளையே தரும். குறைந்த அளவே பயன் படுத்தினும், அனைத்துக் கரைசல்களும் தகுந்த அளவில் திறன் பெற்றிருந்தால், இறுதி நிலை தெளிவாக இருக்கும். நுண்ணளவு முறித்தலுக்கென்றே தனியாகப் பியூரெட்டுகளும், பிப்பெட்டுகளும் உள்ளன.
இயற்பிய–வேதி முறைகள். நன்றாகப் பயனளிக்கும் நுண்ணளவு வேதி முறை நுணுக்கங்களையும், அதற்கான கருவிகளையும் பயன் படுத்தி, ஒரு பொருளின் உருகு நிலை, அது அமைந்த கலவையின் உருகு நிலை. ஆகியவற்றை ஒப்பிட்டு, உருகு நிலையைக் கணக்கிடும் முறையில் தவறே ஏற்படாது. அதே போல, ஒரு பொருளின் ஒளி விலகல் எண்ணைக் காண மிகச் சிறிய அளவு பொருளே போதுமானது. கட்புல நிற மாலை, கிளர் ஒளி நிற மாலை, புற ஊதா நிற மாலை,அகச் சிவப்பு நிற மாலை ஆகியவற்றைக் காண மிகக் குறைவான அளவிலேயே பொருள் தேவைப் படும்.
நுண்ணளவு ஆய்வு முறைகள், இவ்வாறு பல வழிகளில் மேம்பட்டனவாக இருக்கின்றன. உணவுப் பொருள்களில் கலப்படத்தை அறியவும், மருந்துகளில் இருக்கும் வேற்றுப் பொருள்களை எளிதில் காணவும், குற்றவியல் தடயங்களை உடனுக்குடன் அறியவும், இம்முறை பெரிதும் பயன் படுகிறது. நுண்ணளவுப் பகுப்பாய்வு நடத்தப் பொறுப்பான, தடையற்ற மனித ஆற்றல் தேவை. சிறிதளவு பொருள்களைக் கொண்டே முடிவுகள் அறிய வேண்டும் என்னும் ஆர்வமும் இன்றியமையாதது. —ச. வெங்கடாச்சலம் துணை நூல். J. Bassett et. al., Vogel's Text book of quantitative Inorganic Analysis, Second Edition, ELBS, London, 1979.
நுண்ணுயிர் இதய உள்ளுறை அழற்சி
இதயத்தின் உள்ளுறை, ஸ்ட்ரெப்டோகாக்கஸ் விரிடான்ஸ் என்னும் நுண்ணுயிரால் பெருமளவில் பாதிக்கப் படுகிறது. பற்களின் மீது செய்யப் படும் அறுவையாலும், குழந்தை பிறந்த பின்னரும், முடக்கு வாதக் காய்ச்சலின் பின்னரும், நுண்ணுயிர் இதய உள்ளுறை அழற்சி (bacterial endocarditis) வருவதாகத் தெரிகிறது. பிறவி இதய ஊனங்களும், பெறப் பட்ட இதய நோய்களும் (எ-டு: மேக நோய், பெருந்தமனி அழற்சி) இந்நோயின் அறிகுறிகளாக உள்ளன.
முடக்கு வாத இதய உள்ளுறை அழற்சியின் போது, காணப் படும் துகள்கள் பெரியவையாகவும், மெல்லியவையாகவும், எளிதில் நொறுங்கக் கூடியவையாகவும் இருக்கின்றன. இவை எளிதில் குருதி ஓட்டத்தின் மூலம் பரவி, இந்நோயை உண்டாக்குகின்றன. நுண்ணோக்கியினடியில் பார்த்தால், இந்தத் துகள்களில் பைபிரின் நுண் தகடு, வெள்ளணு, நுண்ணுயிரி, கால்சிய உப்பு ஆகியவை காணப் படும். மேலும், இதயத் தசை சிதைவுட னும், அழற்சியுடனும் தோன்றும்.
அறிகுறிகள். படிப்படியான வலிமையிழப்பு, மூச்சுத் திணறல், எடையிழப்பு, மிகையான வியர்ப்பு, இடை விடாக் காய்ச்சல், மூட்டுகளில் வீக்கமும், வலியும், மேல் வயிற்றின் இடப் புறத்தில் வலி ஆகியன அறிகுறிகளாகும். நுண்ணிய குருதிப் புள்ளிகள் தோலிலும், இமை இணைச் சவ்விலும், நகங்களின் அடியிலும் காணப் படும். இதயத்தில், அடிப்படை நோயின் அறிகுறிகளை ஆய்வு செய்து அறியலாம்.
ஆஸ்லர் கணுக்கள் (Orler's nodes) எனப் படும் குருதித் துகள்கள் உள்ளங்கைகளிலும் காணப் படுகின்றன குருதித் துகள்கள் நுரையீரல் அல்லது மூவிதழ்களையும் பாதிக்கலாம். சிறுநீரில் குருதி வெளிப் படலாம். அல்புமின் உப்பும் இருக்கும். கண்களிலும், நுண்ணிய குருதிப் பொட்டுகள் காணப் படுகின்றன.
நோய் அறுதியிடல். குருதியை வளர் கள ஊடகத்தில் இட்டு, 24 மணி நேரத்தில் நுண்ணுயிர் வளர்ச்சியைக் காணலாம். சோகையும், வெள்ளணு அதிகரிப்பும், சிவப்பணு படியும் விகிதம் மிகுந்தும் காணப் படுகின்றன. சிறுநீரில் குருதியும், அல்புமினும் காணப் படுகின்றன.
மருத்துவம். பென்சைல் பெனிசிலின், புரோகைன் பெனிசிலின், புரோபெனசிட், பல நுண்ணுயிர் எதிர் மருந்துகள் அளித்து நோயைப் போக்கலாம். அடிப்படையான இதய நோய்களுக்கும் மருத்துவம் அளிக்க வேண்டும். —மு. கி. பழநியப்பன் துணை நூல். E. Braunwald, Heart Diseases. A Text book of Cardiovascular Medicine, W.B. Saunders, Philadelphia, 1983.
நுண்ணுயிர் ஊட்டங்கள்
வளத்தைப் பெருக்குவதில், நுண்ணுயிர் ஊட்டங்கள் (microbial inoculants) பயன் படுகின்றன. நுண்ணுயிர்களைப் பயன் படுத்திப் பயிர் வளத்திற்குத் துணை செய்யும் உரங்களை அளிக்க முடியும். காற்று மண்டலத்தில் 57X1014 மெட்ரிக் டன் நைட்ரஜன் வளி நிலையில் உள்ளது. ஒரு சில நுண்ணுயிர்கள் இதனை நேரிடையாகப் பயன் படுத்தும் திறன் பெற்றவை. இவ்வகையான நுண்ணுயிர்களைச் செடிகளுடன் இணைந்து, இயங்கும் தன்மை கொண்ட வகை (symbiotic system) என்றும், தனித்து இயங்கும் தன்மை (free living or non-symbiotic system) என்றும் இரு பிரிவுகளாகப் பிரிக்கலாம்.
செடிகளுடன் இணைந்து இயங்கும் நுண்ணுயிர்கள். இவ்வகையைச் சார்ந்த நுண்ணுயிரிகள், தாவரங்களுடன் ஒருங்கிணைந்து, விண்ணிலுள்ள நைட்ரஜனை நிலைப் படுத்துகின்றன. ரைசோபியம் என்னும் நுண்ணுயிரும், அவரை இனத் தாவரங்களும் ஒருங்கிணைந்து, வேர் முடிச்சுகளை ஏற்படுத்தி, அவற்றின் மூலம் நைட்ரஜன் நிலைப் படுத்துகின்றன. ரைசோபியம் பயறு வகைச் செடிகளின் வேர்களுடன் தொடர்பு கொண்டு, வேர் முடிச்சுகளை ஏற்படுத்துகிறது என்பதும் வேர் முடிச்சுகளில்தான் நைட்ரஜன் நிலைப் படுகிறது என்பதும், கண்டறியப்பட்டுள்ளது. அவரை இனத் தாவரங்களுடன் ரைசோபியம் இணைந்து செயல் பட்டு, நைட்ரஜனை நிலைப்படுத்தல் வேளாண்மைக்கு இன்றியமையாததாகும்.
இதன் மூலம், ஒரு ஹெக்டேர் நிலப் பரப்பில் ஓர் ஆண்டில் ஏறக் குறைய 50–500 கி.கி. நைட்ரஜன் விண்ணிலிருந்து மண்ணில் நிலைப் படுத்தப் படுகிறது. அவரை இனத் தாவரங்களில் ஒவ்வொன்றுக்கும், ஒவ்வொரு வகை ரைசோபியம் உள்ளது.
வேர் முடிச்சுகள். அவரை இனத் தாவரங்களின் விதைகளை, நிலத்தில் விதைக்க நல்ல சூழ்நிலையில் விதை முளை விட்டுச் செடியாக மாறுகிறது. முதல் இலை வந்ததும், செடிகளின் மேல் பகுதியிலிருந்து அவரைக் காரணி (legume factor) என்னும் சத்து, வேரின் மூலம் வெளியேற்றப் படுகிறது. மேலும், வளரும் செடியின் வேரிலிருந்து, பல்வேறு வகையான உறுப்பியற் பொருள் வெளியேற்றப் படுகிறது. எனவே, ரைசோபியம் வேர்ப் பகுதிகளுக்குக் கவரப் பட்டு, அங்கு மிகுதியாக வளர்ச்சியடைகிறது.
மேலும் டிரப்டோபேன் என்னும் அமினோ அமிலம் வேர்களிலிருந்து வெளியேற்றப் படுகிறது. இதை பாக்டீரியா, இன்டோல் அசிடிக் அமிலமாக (IAA) மாற்றியமைக்கிறது. இன்டோல் அசிடிக் அமிலம் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவில் இருக்கும் போது, வளைவு நெளிவுகள் (curling effect) ஏற்படுத்தப் பட்ட வேர்களில், ரைசோபியம் நுண்ணுயிர்கள் உட்புகுந்து, வேர்களின் உட்பகுதியை அடைகின்றன. அங்கு, ரைசோபிய பாக்டீரியா வளர்ச்சியடைந்து, மிகுதியாகப் பெருகி,பின் பாக்டீராய்டுகளாக மாறும். இவ்வேர் முடிச்சுகளில்தான் பாக்டீராய்டுகள், லெக்கீமோகுளோபின் என்னும் ஒரு வகைச் சிவப்பு நிறப் பொருளின் உதவியுடன், காற்றிலுள்ள நைட்ரஜனை அம்மோனியாவாக நிலைப் படுத்தி, பின் தாவரத்திலிருக்கும் உறுப்பியல் அமிலங்களில் அனுப்புகின்றன. அமினோ அமிலங்கள், பெப்டைட்களாகவும், பாலிபெப்டைட்களாகவும், பின்னர் புரதமாகவும் மாற்றப் படுகின்றன. இவ்வாறாகக் காற்றிலுள்ள நைட்ரஜன் நுண்ணுயிர்களின் செயல்களால், அவரை இனத் தாவரங்களில் நிலைப் படுத்தப் படுகிறது.
தனித்து இயங்கும் தன்மை கொண்ட நுண்ணுயிர்கள். ஒரு சில நுண்ணுயிர்கள், அவற்றின் உயிரணுக்களிலேயே நைட்ரஜனை நிலைப் படுத்தி வளர்ச்சியடைகின்றன. இவற்றில், பேரிங்கயா, அசெட்டோபேக்டர், கிளாஸ்டிரியம் என்னும் பாக்டீரியாகளும், கரு நீலப் பாசி இனத்தைச் சேர்ந்த நாஸ்டாக், அனபீனா, அலோசிரா, டாலி பாதிரிக்ஸ் என்பவையும் குறிப்பிடத் தக்கவை.
இந்நுண்ணுயிர்கள் 50–100 கி.கி. நைட்ரஜனை ஒரு ஹெக்டேரில் ஓர் ஆண்டில் நிலைப் படுத்துகின்றன. இவையும், காற்றிலுள்ள நைட்ரஜனை முதலில் அம்மேனியாவாக நிலைப் படுத்தி, பின் அமினோ அமிலமாக மாற்றுகின்றன. இந்த அமிலங்களைத் தொடர்ந்து, பெப்டைட்களாகவும், பாலி பெப்டைட்களாகவும் பின்னர், புரதமாகவும் மாற்றுகின்றன. அசெட்டோபேக்டர் பாக்டீரியா பொதுவாக, அனைத்து வகை நிலங்களிலும் காணப் படும். ஆனால், பேரியங்கியா என்னும் பாக்டீரியா அமிலத் தன்மையுடைய நிலங்களில் பெரும்பாலும் காணப் படும். இவ்வகைப் பாக்டீரியா உயிரகம் உள்ள (aerobic) சூழ்நிலையில், நைட்ரஜனை நிலைப் படுத்தி, மண்ணில் சேர்கிறது. ஆனால், கிளாஸ்டிரிடியம் என்னும் பாக்டீரியா, உயிரகம் அற்ற சூழ்நிலையில் (anaerobic) செயல் பட்டு, நைட்ரஜனை நிலைப் படுத்துகிறது. பாசி வகைகள், குறிப்பாக, நன்செய் நிலங்களிலும் ஈரத் தன்மை மிகுந்துள்ள நிலங்களிலும், நன்றாக வளர்ச்சியடைந்து, ஒரு ஹெக்டேர் நிலப் பரப்பில் ஓர் ஆண்டில் 25–50 கி.கி. நைட்ரஜனை நிலைப் படுத்துகின்றன. —கா. சிவப்பிரகாசம் துணை நூல். J. Levy and et. al., Introductory Microbiology, John Wiley & Sons, Inc., York, 1973.
நுண்ணுயிர்க் கரை கொல்லி
நுண்ணுயிரிகளை ஒரு சில இயற்பிய, வேதி மாற்றத்திற்குட் படுத்தும் போது, அவற்றின் செல் கரைந்து விடுகிறது. இவ்வகைக் கரை நிலைக்கு, நுண்ணுயிர் கரை கொல்லி (bacteriolysis) என்று பெயர். இவ்வாறு மாற்றங்களை ஏற்படுத்தும் பொருள்களுக்கு, நுண்ணுயிர்க் கரை கொல்லி (erolytic) என்று பெயர்.வகை. நுண்ணுயிர்க் கரை கொல்லிகளைப் பல வகையாகப் பிரிக்கலாம். அவை இயற்பிய மாற்றங்கள் மூலம் கரைத்துக் கொல்லுதல், வேதி மாற்றம் மூலம் கரைத்துக் கொல்லுதல் என வகைப் படுத்தப் படும்.
இயற்பியல் மாற்றங்கள்
நீரின் அதிக அழுத்தத்தின் மூலம் கரைத்துக் கொல்லுதல். இம்முறையில் அதிக அழுத்தத்திற்கு நுண்ணுயிரிகள் உட்படுத்தப் படுகின்றன அப்போது, செல்களில் உள்ள பொருள்கள் பிழியப் பட்டு, நுண்ணுயிரி உலர்ந்து விடும். பின்னர், அவை இறந்து விடுகின்றன. (அழுத்தம் 400–500 வ.ம.அ)
திடீர் அழுத்தக் குறைவின் மூலம் கரைத்துக் கொல்லுதல். இம்முறையில் நுண்ணுயிரிகள் முதலில் அதிகக் காற்றழுத்தத்திற்கு உட்படுத்தப் படுகின்றன (3000 & 6000 psi). பின் திடீரெனக் காற்றழுத்தம் குறைக்கப் படும் போது, நுண்ணுயிரிகள் இறக்கின்றன.
உறைய வைத்தலும்–நீர்த்தலும். இவ்வகை கையாளப் படும் போது, நுண்ணுயிரிகளை, நீர்ம நிலை யிலிருந்து திண்ம நிலைக்கும், திண்ம நிலையிலிருந்து நீர்ம நிலைக்கும் அடிக்கடி மாற்றுவதன் மூலம் கரைய வைக்கலாம்.
செவியுணரா ஒலி (ultrasonics). நுண்ணுயிரிகள் உள்ள நீர்மங்களில், இவ்வகை அலைகள் செலுத்தப் படும் போது, அவற்றின் செல்கள் உடைந்து விடும். இம்முறை பெரும்பாலும் பயன் படுவதில்லை.
வேதி முறைகள். இம்முறைகளைக் கையாளும் போது, பெருங்கவனம் தேவை. பெரும்பாலான வேதி முறைகளில், நொதிகளும், புரத அமிலங்களும், ஒரு சில மருந்து வகைகளும் இன்றியமையாப் பங்காற்றுகின்றன. நொதி மூலம் கரைத்துக் கொல்லுதல். லைசோசைம் என்னும் நொதி நுண்ணுயிரில் செல்லில் உள்ள கார்போ ஹைட்ரேட்டுகளைக் கரைத்து விடுவதன் மூலம், நுண்ணுயிரிகள் அழிகின்றன. இந்த நொதி மனிதக் கண்ணீரிலும், சில சுரப்பி நீர்களிலும் பெருமளவு உள்ளது.
நிரப்பி (complement). இது ஒரு வகைப் பகுதி எதிர்ப்பு பொருள் (partial antibody) ஆகும். இது, இயற்கையாகவே மனித உடலில் பெருமளவு உள்ளது. சீமைப் பெருச்சாளியின் குருதியில் இது மிகுந்து காணப் படுகிறது. இது நுண்ணுயிரினங்களின் செல் சுவர்களை உடைக்கும் ஆற்றல் பெற்றது. ஒரு சில புரத அமிலங்களும், நுண்ணுயிரிகளைக் கரைக்கும் கொல்லிகளாகச் செயல் படுகின்றன.
மேற்பரப்பில் செயல் படும் நுண்ணுயிர்க் கரை கொல்லிகள் நுண்ணுயிரிகளின் புறப் பரப்பு இழு விசையைக் (surface tension) குறைப்பதன் மூலம், நுண்ணுயிரிகளைக் கொல்கின்றன.(எ-டு: சோப்பு) சல்ஃப்ஹைட்ரில் இணைப்பியாக விளங்கும் நுண்ணுயிர்க் கரை கொல்லிகள், செல் சுவரில் உள்ள டைசல்ஃபைடு இணைப்புகளை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம், நுண்ணுயிரிகளைக் கொல்கின்றன. —ச. ஆதித்தன் துணை நூல். C.Lammana et.al., Basic Bacteriology. The Williams & Wilkins Company, Baltimore, 1975.
நுண்ணுயிர்க் கூட்டு வாழ்க்கை
இது ஒரு சில வகை நுண்ணுயிர்களால் மேற்கொள்ளப் படுகிறது. ரைசோபிய வகைப் பாக்டீரிய, கூட்டு வாழ்க்கை அல்லது இணை வாழ்க்கையுடன் தழைச் சத்தை நிலைப் படுத்துகிறது. காற்றில் கலந்திருக்கும் தழைச் சத்தைப் பெற்று, மண்ணில் தழைச் சத்தின் அளவு கூடுவதற்கு, இவ்வகைப் பாக்டீரியா வழி வகுக்கிறது.
தழைச் சத்தை நிலைப் படுத்தும் நுண்ணுயிர்கள் (symbiotic nitrogen fixing bacteria). ரைசோபிய வகைப் பாக்டீரியாக்கள் பயறு வகைகளில் வேர்த் தூவிகள் மூலம் உட்செல்கின்றன. பாக்டீரியா பெருக்கமடைந்து ஏற்படும் தூண்டுதலால், பயிரின் வேர்ப் பகுதியில் திசுவறைப் பெருக்கம் மிகுதியாதல் (hyperplasia) திசுவறைப் பெரிதாதல் (hypertrophy) போன்ற மாற்றங்கள் நிகழ்வதால், வேர் முடிச்சுகள் தோன்றுகின்றன. அவ்வேர் முடிச்சுகளில் பாக்டீரியா தங்கிருக்கிறது. பாக்டீரியா காற்றில் கலந்திருக்கும் தழைச் சத்தைப் பெற்றுப் புரதம் போன்ற தழைச் சத்துக் கூட்டுப் பொருள்களை உண்டாக்குவதால், பயிருக்குத் தழைச் சத்து கிடைக்கிறது. பயிரில் உள்ள உணவுப் பொருளைப் பாக்டீரியா எடுத்துக் கொள்கிறது. எனவே, பயிரும், ரைசோபிய வகைப் பாக்டீரியாவும் ஒன்றோடொன்று இணைந்து வாழ்கின்றன.
பயறு வகை ரைசோபியப் பாக்டீரியா மண்ணில் இயற்கையிலேயே கலந்திருக்கிறது. ஆனால், இது திறன் வேறுபடும். அவற்றின் திறனுக்கு ஏற்றவாறு, அந்நிலத்தில் பயிரிடும் பயறு வகைச் செடிகளில் ஏற்படும் வேர் முடிச்சுகளின் எண்ணிக்கையும், அளவும் வேறு படுகின்றன. நிலத்தில், மிகத் திறனுள்ள ரைசோபியம் இருப்பது மட்டுமன்றி, அதன் எண்ணிக்கையும் மிகுதியாக இருத்தல் வேண்டும். இல்லையாயின், வேர் முடிச்சுகளை மிகுதியாகத் தோன்றுவதில்லை. எனவே, ஒவ்வொரு பயறு வகைகளுக்கும் ஏற்ற திறனுள்ள பாக்டீரியா செயற்கை ஊடகத்தில் வளர்க்கப் படுகிறது. வேர் முடிச்சுகளைத் தோற்றுவிக்கும் குதிரை மசால் வகைப் பாக்டீரியா, எ-டு: ரைசோபியம் மெலிலோட்டி.
பட்டாணி போன்ற பயிர்களில் வேர் முடிச்சுகளைத் தோற்றுவிக்கும் பட்டாணி வகைப் பாக்டீரியா, எ–டு: ரைசோபியம் லெகுமினோசாரம்.
அவரையில் வேர் முடிச்சுகளைத் தோற்றுவிக்கும் அவரை வகைப் பாக்டீரியா. எ–டு: ரைசோபியம் பேசியோலை.
மணப்புல் (clover) வகைச் செடிகளில் வேர் முடிச்சுகளைத் தோற்றுவிக்கும் மணப்புல் வகைப் பாக்டீரியா. எ–டு: ரைசோபியம் டிரைபோலி.
சோயாப் பயறு போன்றவற்றில் வேர் முடிச்சுகளைத் தோற்றுவிக்கும் சோயாப் பயறு வகைப் பாக்டீரியா. எ–டு: ரைசோபியம் ஜப்பானிகம்.
லூபின் போன்ற பயிர்களில் வேர் முடிச்சுகளைத் தோற்றுவிக்கும் லூபின் வகைப் பாக்டீரியா. எ–டு: ரைசோபியம் லூபின்.
தட்டைப் பயறு, நிலக் கடலை போன்ற பயிர்களில் வேர் முடிச்சுகளைத் தோற்றுவிக்கும் தட்டைப் பயறு வகைப் பாக்டீரியா. எ–டு: ரைசோபியம் வகை. ஒவ்வொரு வகை ரைசோபிய பாக்டீரியாவும் பெரும்பாலும், அவ்வவ்வகைப் பயிர்களிலேயே முடிச்சுகளைத் தோற்றுவிக்கும். இத்தகைய இயல்புகளைக் கருதி, அவ்வகைப் பயிருக்கான பாக்டீரியா ஆய்வகங்களில் வளர்க்கப்பட்டு, ரைசோபிய வளர் கலவைகள் (rhizobial cultures) உழவர்களுக்கு வழங்கப் படுகின்றன.
ரைசோபிய வளர் கலவை தயாரித்தல். பயறு வகைச் செடிகளில் உள்ள வேர் முடிச்சுகளில், சிறந்தவற்றைத் தேர்ந்தெடுத்துத் திசு வளர்ப்பு நுணுக்கத்தின் (tissue culture technique) மூலம் ரைசோபிய பாக்டீரியா பிரித்தெடுக்கப் படுகிறது. அதன் பின், பிற நுண்ணுயிர்களின் கலப்பில்லாமல் வளர்க்கப் படுகிறது. மிகுதியான வேர் முடிச்சுகளைப் பயிர்களில் தோற்றுவிக்கும் திறனுள்ள ரைசோபிய வகை, கீழ்க் காணும் செயற்கை முறைகளில் பெருக்கப் பட்டுப் பயன் படுத்தப் படுகிறது.
மண் மக்கு வளர் கலவை. மண் மக்கில் கரிமப் பொருள்கள் மிகுதியாகக் கலந்துள்ளமையால், ரைசோபியா வளர்வதற்கு ஏற்றதாக உள்ளது. மண் மக்கைக் காய வைத்த பின், தூளாக்கி 60 அல்லது 100 வலைக் கம்பியில் கொட்டிச் சலிக்கப் படுகிறது. அதன் கார–அமில நிலை (PH) 6.8–7.0 இருத்தல் வேண்டும். மண் மக்குத் தூளை அமுக்க வெப்ப மூட்டியில் (autoclave) வைத்து, வெப்பத்தால் தொற்று நீக்கிய பின் (sterilization) ரைசோபிய பாக்டீரியக் கலவையுடன் கலக்கப் படுகிறது. இதன் ஈர நிலை 50% இருப்பதற்கு ஏற்ற முறையில், பாக்டீரியக் கலவையை ஊற்ற வேண்டும். இவ்வாறு தயாரிக்கப்பட்ட மண் மக்குக் கலவை 100 அல்லது 200 கிராம் அளவில் பாலித்தீன் பைகளில் பிற நுண்ணுயிர்க் கலப்பு நிகழாதவாறு அடைக்கப் படுகிறது. ஏறத் தாழ 72 மணி நேரத்திற்குப் பின்பு, இம்மண் மக்குக் கலவையைப் பயன் படுத்தலாம். இக்கலவையில் 1 கிராம் அளவுக்கு ஏறத் தாழ 50 கோடி பாக்டீரியா உள்ளமை கண்டறியப் பட்டுள்ளது.
கடற்பாசி ஊடக வளர் கலவை. ஏறத் தாழ 300 மி.லி. அளவுடைய புட்டிகளில் 100 மி.லி. வீதம் கடற்பாசி கலந்த ஈஸ்ட்–மேனிட்டால் ஊடகத்தை ஊற்றி, வெப்ப அமுக்கமூட்டியில் வைத்துத் தொற்று நீக்கிய பின், புட்டிகளைத் தட்டையான நிலையில் படுக்க வைக்க வேண்டும். ஊடகம் கெட்டியானதும், உட்புகுத்தும் கம்பியால் (inoculating needle) ரைசோபிய பாக்டீரியா, ஊடகத்தின் மேற்பரப்பில் தடவப் படுகிறது. இவற்றை 72 மணி நேரத்தில் பயன் படுத்தலாம்.
நீர் ஊடக வளர் கலவை. கடற்பாசி கலவாத ஈஸ்ட் மேனிட்டால் நீர் ஊடகம் கொண்ட புட்டிகளில் பாக்டீரியா வளர்க்கப் பட்டுப் பயன் படுத்தப் படுகிறது. ஓரிடத்திலிருந்து மற்றோர் இடத்திற்கு நீர் ஊடக வளர் கலவையைக் கொண்டு செல்தல் எளிதாக இல்லாமையால், இம்முறை பெரும்பாலும் கடைப் பிடிக்கப் படுவதில்லை.
விதையில் உட்புகுத்தல். ரைசோபிய வளர் கலவை தயாரித்த பின், 15 நாள்களில் ரைசோபிய பாக்டீரியா பெருக்கமடைந்து, மிகுதியான எண்ணிக்கையை அடைகிறது. ஏறத் தாழ 45 நாள்களுக்குப் பின், அவற்றின் திறன் குறைகிறது. எனவே, வளர் கலவை தயாரித்த 45 நாள்களுக்குள், அதனைப் பயன் படுத்துவது இன்றியமையாதது. ஒவ்வொரு விதையிலும் ஒட்டியுள்ள ரைசோபிய எண்ணிக்கைக்குத் தக்கவாறு, அவற்றின் திறன் மாறுபடும். ஒவ்வொரு விதையிலும் குறைந்தது 10,000 ரைசோபிய பாக்டீரியா இருப்பது சிறந்த பயனைத் தரும்.
மண்மக்கு வளர் கலவையுடன் தேவையான அளவு நீர் அல்லது வெல்லக் கரைசலைச் (jaggery solution) சேர்த்துப் பசை போன்று பிசைந்த பின், விதைகளைக் கொட்டி கிளற வேண்டும். அதன் பின், உலர வைத்து விதைகளை விதைக்க வேண்டும். வளர்ப்புப் புட்டிகளில் (culture bottles) சிறிதளவு மோனோ கால்சியம் பாஸ்ஃபேட் கலந்த நீரை ஊற்றி கலக்க வேண்டும். மோனோ கால்சியம் பாஸ்ஃபேட்டிலுள்ள பாஸ்ஃபரஸ், ரைசோபிய பாக்டீரியா மண்ணில் கலப்பதற்கு ஊக்கமளிக்கிறது. புட்டியைக் குலுக்கி, உள்ளிருக்கும் பாடீரியக் கரைசல் நீரில் கரைந்ததும், மீண்டும் அத்துடன் நீர் ஊற்றிக் கலக்கி விதைகளில் ஊற்ற வேண்டும். விதைகளுடன் ரைசோபியக் கரைசலைக் கலந்த பிறகு, 24 மணி நேரத்தில் விதைக்க வேண்டும். இல்லையாயின், பாக்டீரியா பெரும்பாலும் அழிந்து விடுகிறது.
ஒரு சில பூசணக் கொல்லி அல்லது பூச்சி கொல்லி கலந்த விதைகளில் பாக்டீரியக் கலவையைக் கலந்தாலும், பாக்டீரியா அழிந்து விடுகிறது. எனவே, இத்தகைய விதைகளில் பாக்டீரியக் கலவையைக் கலக்காமல், மரத் தூள் அல்லது தவிடு போன்றவற்றில் கலந்து, விதைப்பதற்கு முன்னால், உழவுச் சாலில் தூவலாம். ஆயினும், நிலத்தில் நேரடியாக ரைசோபியக் கலவையைச் சேர்ப்பதை விட விதைகளுடன் கலந்து விதைத்தல் மிகவும் பயனுள்ளது. —கா.சிவப்பிரகாசம் துணை நூல். R.S.Singh, Plant Diseases, Oxford and IBH Publ.Co., Calcutta, 1968.
<!----மேலே உள்ள பிரிக்கும் கோட்டை நீக்க வேண்டாம். முந்தைய தலைப்பு இங்கு முடிவுற்றது. புதிய தலைப்பு அடுத்த பக்கத்தில் ஆரம்பம் ஆகிறது. பக்க ஒருங்கிணைப்பின் போது, தலைப்புகளைப் பிரிக்க இக்கோடு தேவை. ----> நுண்ணுயிர்க் கொல்லி
நுண்ணுயிரிகளைக் கொல்லும் திறன் படைத்த வேதிப் பொருள் நுண்ணுயிர்க் கொல்லி (bactericide) எனப் படும். ஆனால், இவ்வகைக் கொல்லிகளை மனிதனுக்கு அளிக்கும் போது, அவை நுண்ணுயிரிகளை மட்டுமே பாதித்து, விளைவை ஏற்படுத்தும் திறன் பெற்றிருக்க வேண்டும். நுண்ணுயிர்க் கொல்லிகள் ஏற்படுத்தும் விளைவுகளைப் பொறுத்து, அவற்றை மூவகையாகப் பிரிக்கலாம்.
செல்சுவர் உற்பத்தித் தடுப்பிகள். பெனிசிலின், செஃபலோஸ்போரின், சைக்ளோ சீரைன். வேன்கோமைசின், சிஸ்ட்டோ செட்டின், பெசிட்ராசின் ஆகியன இவ்வகையில் அடங்கும்.
பெனிசிலின். இவ்வகை நுண்ணுயிரிக் கொல்லி, பெனிசிலியம் நேடேட்டம் என்னும் பூசணக் காளானிலிருந்து எடுக்கப் படுகிறது. பெனிசிலின், செல் சுவர் உற்பத்தியில் மூன்றாம் நிலையைப் பாதிக்கிறது. இந்நிலையில், டிரான்ஸ்பெப்ட்டிடேஸ் எனும் நொதி அடிப்படையாக விளங்குகிறது. பெனிசிலின், இவ்வினையூக்கியைச் செயலற்றுப் போகுமாறு செய்கிறது. இந்நிகழ்ச்சி மறைமுகமானது. செஃபலோஸ் போரினும் பெனிசிலின் போலவே செயல்படுகிறது.
சைக்கோசீரைன். இது செல் சுவர் உற்பத்தியில் முதல் நிலையைப் பாதிக்கிறது. இந்நிலையில் செயல் படும் அலனின் ரெசிமேஸ் மற்றும் D அலனின் சிந்தட்டேஸ் எனும் இரு வினையூக்கிகளையும் அழிப்பதன் மூலம் நுண்ணுயிரிகளைக் கொல்கின்றது. சான்கோமைசீன், ரிஸ்ட்டோசெட்டின், பெசிட்ராசின் ஆகியவை செல் சுவர் உற்பத்தியில் இரண்டாம் நிலையினைப் பாதிப்பதன் மூலம் நுண்ணுயிரிகளைக் கொல்கின்றன.
செல் சவ்வு உற்பத்தித் தடுப்புகள். செல் சவ்வு உற்பத்தித் தடுப்பிகள் எர் கோஸ்டிரால் எனும் ஒரு வகை ஸ்டீராலிலும், ஏனைய சில ஸ்டீரால்களிலும் சேர்க்கை அடைந்து, செல் சவ்வு உற்பத்தியைத் தடுக்கின்றன. மேலும், சில செல் சவ்வு உற்பத்தித் தடுப்பிகள், கொழுப்பு–புரத சேர்க்கையைத் தடுப்பதன் மூலம் அழிவை ஏற்படுத்துகின்றன.
கரு அமிலத் தொகுப்புத் தடுப்பிகள். இவ்வகைக் கொல்லிகள் DNA சைரேஸ், கொல்லிகள் DNA சிந்தட்டேஸ் போன்ற வினையூக்கிகளை அழிப்பதன் மூலம் செல் கருக்கள் உருவாவதைத் தடுக்கின்றன (எ–டு: ரிஃபாம்சின்).
—ச. ஆதித்தன் துணை நூல். Alfred Goodman Gilman et.al., Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, Sixth Edition, Macmillan Publishing co., Newyork, 1980.
நுண்ணுயிர்ச் சூழலியல்
நுண்ணுயிர்களுக்கும், அவை வளரும் சூழ்நிலைக்கும் உள்ள தொடர்பை வெளிப்படுத்தும் அறிவியல் நுண்ணுயிர்ச் சூழலியல் (Microbial ecology) ஆகும். நிலம், நீர், காற்று மண்டலம் ஆகியவற்றில் நுண்ணுயிர்கள் கணக்கின்றி வாழ்கின்றன. இவை தாவரங்கள், விலங்கினங்கள் ஆகியவற்றின் உட்புறமும், உயிரற்ற பொருள்களின் மேலும் வாழ்கின்றன. சூழ்நிலைகளுக்கு ஏற்றவாறு இவற்றின் எண்ணிக்கையும், தன்மையும் மாறு படுகின்றன. கண்ணுக்குத் தெரியாத மிக நுண்ணிய உயிரினங்களை நுண்ணுயிர்கள் என்பர். இவை புரோட்டோசோவா (Protozoa), பாசி (algae), பூசணம் (fungus),பாக்டீரியா (bacteria). நச்சுயிரி (virus), நூற்புழு (nemalode) என்பன.
ஒரு கிராம் மண்ணில் ஏறத் தாழப் பத்து லட்சம் பாக்டீரியாக்களும், பத்தாயிரத்துக்கு மேற்பட்ட ஆக்டினோமைசிட்களும், ஆயிரத்துக்கும் மேற்பட்ட பூசணங்களும், நூற்றுக் கணக்கான பாசிகளும், நூற் புழுக்களும், ஏனைய இனங்களைச் சேர்ந்த நுண்ணணுயிர்களும் வாழ்கின்றன.
நிலத்தில் வாழும் நுண்ணுயிரிகள் தம் உயிரணுக்களிலிருந்து பல இயற்பியல் பொருள்களை வெளியேற்றுகின்றன. அவ்வாறு வெளியேற்றப்படும் பல பொருள்கள், மண்ணின் தன்மைகளை மாற்றுகின்றன. மண்ணின் அமைப்பும் (structure) நயமும், (texture) மேம்பாடடைகின்றன. இதன் வாயிலாகத் தாவரங்களின் வளர்ச்சி மிகுதியாகிறது.
நிலத்தில் விதை விதைக்கப் பட்டவுடன், நிலத்திலுள்ள நீரை உறிஞ்சிக் கொண்டு, பல வித வேதி மாற்றங்கள் பெற்று முளை விடுகிறது. விதையின் மேலும், உள்ளும் உள்ள நுண்ணுயிரிகள் அவற்றிற்குத் தேவையான உணவும் நீரும் மிகுதியாகக் கிடைப்பதால், விரைந்து வளர்கின்றன. அதாவது, முளைக்கும் விதையைச் சுற்றி, 1 செ.மீ. தொலைவில் மண்ணிலுள்ளதை விட, ஏறக் குறையப் பத்து மடங்கு மிகுதியான நுண்ணுயிரிகளைக் காணலாம். விதைக்கப் படும் மண்ணின் தன்மையால், அதிலுள்ள நுண்ணுயிரிகள் மாறு படுகின்றன. இந்நிலை விதை விதைக்கப் பட்டுச் சில மணி நேரத்திற்குப் பின்னர்த் தொடங்கி, விதை முளைத்து வேர், தண்டு, இலைகள் தோன்றிப் பல நாள்கள் வரை, அதாவது, ஏறத் தாழ 20 நாள்கள் வரை அச்சிறு செடிகளைத் தாக்கும். அதன் பின், விதையின் சில பகுதிகள் மட்கி விடுவதால், அவற்றைச் சுற்றிலுமுள்ள நுண்ணுயிர்களும், மண்ணோடு மண்ணாகக் கலந்து விடுகின்றன.
நுண்ணுயிரிகள் வேரில்லாத மண் பகுதியை விட, வேர்களை அடுத்துள்ள மண் பகுதியில் மிகுதியாக வளர்கின்றன. அப்பகுதியை வேர் வெளி மண்டலம் (rhizosphere) எனலாம். வேரைச் சுற்றியுள்ள 1 க.செ.மீ. மண்ணில், வேர் இல்லாத இடத்திலுள்ள அதே அளவு மண்ணை விட, ஏறத் தாழ 10–100 மடங்கு நுண்ணுயிரிகள் செடியின் தன்மையைப் பொறுத்துக் கூடுதலாகின்றன. இதற்கு முதன்மையான காரணம், செடிகளிலிருந்து வேர்கள் வழியாக நுண்ணுயிரிகளின் வளர்ச்சிக்குத் தேவைப்படும் பொருள்களான சர்க்கரை, அமினோ அமிலங்கள், பல உறுப்பியல் அமிலங்கள், பாஸ்ஃபேட் ஆகியவை வெளியிடப் படுதலேயாகும்.
மண்ணில் உரங்கள் இடுவதாலும், ஏனைய பண்ணைச் செயல் முறைகளாலும், நீர் பாய்ச்சுவதாலும், பாய்ச்சும் நீரின் தன்மையாலும், வேரைச் சுற்றிலும் வளரும் நுண்ணுயிரிகளின் எண்ணிக்கையும் மாறு படும். இளஞ் செடிகளின் வேரைச் சுற்றியுள்ள நுண்ணுயிரிகள், முதிர்ந்த செடிகளின் வேரைச் சுற்றியுள்ள நுண்ணுயிர்களை விடப் பல வகையில் வேறு படுகின்றன.
மரம், செடி, கொடிகள் வளரும் இடத்திற்குத் தக்கவாறும், நிலவும் தட்ப வெப்ப நிலைக்கு ஏற்பவும், அவற்றைச் சுற்றிலுமுள்ள விண் வெளி மண்டலத்திலும், காற்றில் காணப்படும் நுண்ணுயிரிகளின்எண்ணிக்கையும், அவற்றின் தன்மைகளும் மாறு படுகின்றன. 1 க. செ.மீ. காற்றில் ஒரு சில நுண்ணுயிரிகளிலிருந்து பல நூற்றுக் கணக்கான நுண்ணுயிரிகள் வரை காணப் படுகின்றன. மேலும், நுண்ணுயிரிகளின் எண்ணிக்கை விண் வெளியின் மேல் மட்டத்திற்குச் செல்லச் செல்லக் குறைந்து விடும்.
நில மட்டத்திற்கு மேல் காற்றிலுள்ள நுண்ணுயிரிகள் மண்ணின் தரம், அதன் ஈரப் பசை, தட்ப வெப்ப நிலை ஆகியவற்றைப் பொறுத்து, வேறு படுகின்றன. அந்நிலத்தை உழுத பின்னர், காற்றுடன் மண் கலப்பதால், நுண்ணுயிரிகளின் எண்ணிக்கையும் தரமும் மாறி விடுகின்றன. மேலும், அந்நிலத்தில் பயிர்களின் இடை வெளியில் நிலவும் தட்ப வெப்ப நிலை, ஈரப் பசை ஆகியவை நிலத்தின் நிலைக்கும், பயிர்களுக்கு மேல் உள்ள நிலைக்கும் மாறுபட்டுள்ளமையால், அங்குக் காணப்படும் நுண்ணுயிரிகளும், அவற்றின் எண்ணிக்கையிலும், தன்மையிலும் மாறு படுகின்றன.
சில நுண்ணுயிரிகள் மிகவும் குளிர்ந்த பகுதிகளிலும், சூழ்நிலைகளிலும் நன்கு வளர்கின்றன. மிகக் குளிர்ந்த சூழ்நிலையில், அதாவது, 8°C வெப்ப நிலையில் வளரும் பல பாக்டீரியாக்கள் உள்ளன. இவற்றைச் சைக்ரோஃபிலிக்பாக்டீரியா (psychrophilic bacteria) எனலாம். மிகு வெப்ப மண்டலங்களிலும், வெப்பம் மிகுந்த சூழ்நிலைகளிலும் சில நுண்ணுயிரிகள் வாழ்கின்றன. அதாவது 60–75° வெப்ப நிலையில் சில நுண்ணுயிரிகள் நன்கு வளர்ந்து, இனப் பெருக்கம் செய்கின்றன. இவை 20–40° வெப்ப நிலையில் வளர்வதில்லை. இவற்றைத் தெர்மோஃபிலிக் பாக்டீரியா (Themophilic bacteria) எனலாம்.
ஓரிடத்தில் அல்லது ஒரு சூழ்நிலையில், காற்று மண்டலத்தில் இரண்டு இனங்களைச் சேர்ந்த செடிகளின் மேல் காணப்படும் எண்ணிக்கையும், தன்மையும் பல வகைகளில் மாறு பட்டுள்ளன. இலைகளிலிருந்து ஒரு வகைக் கசிவு (exudate) ஏற்பட்டு, நுண்ணுயிரிகளுக்கான உணவுப் பொருள்கள் அக்கசிவில் காணப்படுவதால், காற்றிலிருந்து படியும் நுண்ணுயிரிகள் இவ்வுணவுப் பொருள்களை உட்கொண்டு பெருக்கமடைகின்றன. செடிக்குச் செடி, இக்கசிவின் உணவுப் பொருள்கள் வேறு படுகின்றன. எனவே, நுண்ணுயிரிகளின் எண்ணிக்கையும், தன்மையும் இச்சூழலில் வேறுபட்டுக் காணப்படுகின்றன. —கா. சிவப்பிரகாசம் துணை நூல். K.L.Burdon, Microbiology, Fifth Edition, The Mac Millan Co., New York, 1964.
நுண்ணுயிர்த் தரம்
நுண்ணுயிரிகளால், மனித இனத்திற்கு ஏற்படும் நன்மைகள் பலவாகும். தரமுள்ள நுண்ணுயிரிகளால், தொழில் துறையில் பல்வேறு முன்னேற்றங்கள் ஏற்படுகின்றன. உணவாகப் பயன்படும் நுண்ணுயிரிகள். பூசணங்களின் இனத்தைச் சேர்ந்த காளான்கள், சுவை மிக்க உணவுப் பொருளாகப் பயன்படுகின்றன. வால்வேரி வல்வேசியா (Volvariela volvacea) என்னும் வைக்கோல் காளான், அகேரிகஸ் பைஸ்போரஸ் (Agaricus bisporus) என்னும் மொட்டுக் காளான், பிளிரோட்டஸ் சஜோர்–காஜு (Pleurotus sajorcaju) என்னும் சாம்பல் நிறச் சிப்பிக் காளான் ஆகியவை உணவுக்காகப் பயன் படுகின்றன.
உணவில் புரதச் சத்துப் பற்றாக்குறையை நீக்குவதற்குப் பல்வேறு நுண்ணுயிரிகள் பயன் படுகின்றன. தற்போது சக்கரோமைசிஸ் என்னும் ஈஸ்ட் வகை நுண்ணுயிரிகள் வளர்க்கப் பட்டுக் காய வைத்து, உணவாகப் பயன் படுத்தப் படுகின்றன. அவற்றுடன் தயாமின், ரைபோபிளேவின், நியாசின் போன்ற வைட்டமின் சத்துகள் சேர்க்கப் பட்டுச் சிறந்த உணவுப் பொருளாக உட்கொள்ளப் படுகின்றன. டாருலாப்சிஸ் என்னும் ஈஸ்ட் தூளாக விற்கப் படுகிறது. கூடுதலான அளவு புரோட்டீனும், வைட்டமின் B-யும் உள்ளமையால், இவை மனித இனத்திற்கும், விலங்கினத்திற்கும் சிறந்த உணவாகப் பயன் படுகின்றன. பாசி இனத்தைச் சேர்ந்த குளோரெல்லா (Chlorella), ஸ்னெடெஸ்மஸ் (Scendesmus) போன்றவை விலங்கினத்திற்கு உணவுப் பொருளாகப் பயன் படுகின்றன. குளோரெல்லா என்னும் பச்சைப் பாசி மிகச் சிறந்த உணவுப் பொருளாகக் கருதப் படுகிறது. ரொட்டியின் பொங்கும் தன்மை, மணம், மென்மை, சுவை ஆகியவற்றிற்கு நுண்ணுயிரிகள் பெரிதும் பயன் படுகின்றன. சக்கரோமைசிஸ் செரிவிசியே என்னும் ஈஸ்ட் உயிரணுக்கள் ரொட்டி செய்தலில் பயன் படுகின்றன. அரிசி மாவைப் பதப் படுத்துவதில் ஈஸ்ட், லேக்டோபேசிலஸ், லியூகோனாஸ்டாக் போன்ற உயிரணுக்கள் பயன் படுகின்றன.
மது பானங்கள். ஈஸ்ட்டுகளைப் பயன் படுத்தி, மாவுப் பொருள்களைச் சிதைத்துப் பல வித மது பானங்கள் தயாரிக்கப்படும் நொதித்தல் முறை மேற் கொள்ளப் படுகிறது. சக்கரோமைசிஸ் எலிப் சாய்டியஸ் என்னும் ஈஸ்ட்டிலிருந்து ஒயின், சக்கரோமைசிஸ் சேகே என்னும் ஈஸ்ட் சேர்த்துச் சாகி, சக்கரோமைசிஸ் செரிவிசியே என்னும் ஈஸ்ட்டிலிருந்து பீர் போன்ற மது பானங்கள் தயாரிக்கப் படுகின்றன.
நுண்ணுயிர் எதிர்ப் பொருள்கள். நுண்ணுயிரி களிலிருந்து கீழ்க் காணும் நுண்ணுயிர் எதிர்ப் பொருள்கள் (antibiotics) தயாரிக்கப் படுகின்றன.
நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பொருள்கள்.
—கா.சிவப்பிரகாசம் துணை நூல். S. A. Waksman, Soil Microbiology, John Wiley & Sons, Inc, New York, 1952.
நுண்ணுயிர்ப் பூச்சி கொல்லிகள்
பூச்சிகளைக் கட்டுப்படுத்துவதற்காகத் தொழிற் சாலைகளில் உண்டாக்கப் படும் நுண்ணுயிரிப் பொருள்கள், பூச்சி கொல்லிகள் (microbial insecticides) ஆகும்.
பூச்சிகளுக்கு ஒரு சில நுண்ணுயிரிகளால் நோய்கள் ஏற்படுகின்றன. பூசணம், பாக்டீரியா, நச்சுயிரி புரோட்டோசோவா, நூற்புழு ஆகியவை, பூச்சிகளையும், புழுக்களையும் தாக்கி நோய்களை உண்டாக்குகின்றன. பெரும்பாலும், நோய்கள் யாவும் புழு, பூச்சிகளை உடனடியாகவோ, சில நாள்களிலோ அழித்து விடுகின்றன. இதனால், பல்வேறு வகைகளில் நன்மையும், தீமையும் ஏற்படுகின்றன. நன்மை சேர்க்கும் தேனீ, பட்டுப் புழு ஆகியவற்றை நுண்ணுயிரிகள் தாக்கி அழிப்பதால், பேரிழப்பு ஏற்படுகின்றது.
முசுக்கொட்டை இலையை உட்கொண்டு வாழ்ந்து, கூடு கட்டி, அந்தக் கூட்டிலுள்ள பட்டு நூலை அளிக்கும் பட்டுப் பூச்சி இனத்தை, ஒரு சில நுண்ணுயிரிகள் தாக்கிக் கொடிய நோய்களை உண்டாக்குகின்றன. பேசில்லஸ் (bacillus) என்னும் பாக்டீரியா (beauveria) என்னும் புரோட்சோவா ஃபிலெட்சரி (Fletchery) கிரேசரி (Greasserie) பாலிஹெட்ரோசிஸ் (Poly Hedrosis) என்னும் நச்சுயிரிகள் ஆகியவை பட்டுப் பூச்சிகளைத் தாக்கிப் பேரிழப்பை ஏற்படுத்துகின்றன.
பயிர்களைத் தாக்கும் பூச்சிகளை அழிக்கும் பல நுண்ணுயிரிகள் பற்றிய விவரங்களும் வெளிப் படுத்தப் பட்டுள்ளன. பேசில்லஸ் பொப்பிலே (Bacillus Popilliae) என்னும் பாக்டீரியா, ஜப்பான் வண்டுகளையும், பல புழுக்களையும் தாக்கும் திறனைப் பெற்றுள்ளது. இது போன்ற பாக்டீரியாவைப் பிரித்தெடுத்து, ஆய்வகங்களிலும், தொழிற்சாலைகளிலும் வளர்த்து தூரிசைட் என்னும் நுண்ணுயிரிப் பொருளைச் செடிகளில் தூவி, அச்செடிகளில் தோன்றும் புழுக்கள் அழிக்கப் படுகின்றன. இதே போலப் பாலிஹைட்ரோசிஸ் என்னும் நச்சுயிரியை வைரெக்ஸ் (Virex) என்னும் பெயரில், உழவர்களுக்குப் பயன் படுமாறு வழங்குகின்றனர். தமிழகத்தில், நிலக்கடலையைத் தாக்கும் கொடிய கம்பளிப் பூச்சியைக் கட்டுப் படுத்த, இத்தகைய நச்சுயிரியைப் பயன் படுத்தலாம்.
இயற்பியற் பொருள்களைக் கொண்டு செடிகளைத் தாக்கும் பூச்சிகளைக் கட்டுப் படுத்த முனைவதால், சுற்றுப் புறத் தூய்மைக் கேடு ஏற்படுவதோடு, நன்மை செய்யும் உயிரினங்களுக்கும், கேடு விளைவதாக அறிவியல் முடிவுகள் கூறுகின்றன. B.H.C, D.D.T போன்ற பூச்சி கொல்லிகளைப் பயன் படுத்துவதால், கேடு விளைவிக்கும் பூச்சிகளுக்கு மட்டுமல்லாமல், ஏனைய உயிரினங்களுக்கும் அவை தீங்கு விளைவிக்கின்றன. வீட்டைச் சுற்றித் தூவப் பயன் படும் இம்மருந்து, உணவுப் பொருள்களுடன் கலந்து, பல வகைக் கேடுகளை விளைவிக்கிறது. இப்பூச்சி கொல்லிகள் தூவப் படும் தீவனத்தை உட்கொண்ட கறவைப் பசுக்கள் வெளிப் படுத்தும் பாலிலும், பூச்சி கொல்லிகளின் நச்சுத் தன்மை காணப் படுகிறது.
நிலத்தில் பயன் படுத்தும் மருந்துகள், நிலத்திலுள்ள பல நன்மை தரும் நுண்ணுயிரிகளையும் பாதிக்கின்றன. இதனால், நிலத்தின் விளைவுத் திறன் ஓரளவு குறைவதாகக் கண்டறியப் பட்டுள்ளது. அதே போல, மீன் வளரும் நீரில் கலந்தால், மீன்களின் வளர்ச்சி குறைந்து, நாளடைவில், அந்த நீர் மீன் வளர்ப்பதற்குத் தகுதியற்றதாகி விடுகிறது.
—கா.சிவப்பிரகாசம் துணை நூல். K. Maramoroseh, Viruses, Vectors and Vegetation, Interscience Publishers, New York, 1969.
நுண்ணுயிர்ப் பெருக்கத் தடை
இது நுண்ணுயிரிகளின் வளர்ச்சியையும், பெருக்கத்தையும் கட்டுப் படுத்தும் ஒரு முறையாகும். திறன் மிகு வேதிப் பொருள்களைப் பயன் படுத்தி, நுண்ணுயிர்ப் பெருக்கத் தடையை (bacteriostasis) உண்டாக்கலாம்.
செயல்பாடு. நுண்ணுயிரிப் பெருக்கத் தடைகள் பொதுவாக மூன்று வகையாகச் செயல் படுகின்றன. அவற்றுள் பெரும்பாலானவை, நுண்ணுயிரியின் புரதத்தை மாற்றி அமைப்பதன் மூலம் செயல் படுகின்றன. சில, நுண்ணுயிரியின் அணுக் கருவை அழிக்கின்றன. சில, நுண்ணுயிரிகளுக்கு ஆற்றல் அளிக்கும் உறுப்புகளைச் செயலிழக்கச் செய்வதன் மூலம் பெருக்கத்தைக் கட்டுப் படுத்துகின்றன.
புரதத்தை மாற்றும் நுண்ணுயிரிப் பெருக்கத் தடைகள். அமிலங்கள், ஃபீனால், டெட்ராசைக்கிளின், குளோராம் ஃபினிக்கால் முதலிய மருந்துகள் நுண்ணுயிரிகளின் புரதத்தை அழித்து விடுவதன் மூலம், பெருக்கத்தை மட்டுமன்றி வளர்ச்சியையும் தடுத்து விடுகின்றன.
அணுக் கருவை அழிக்கும் நுண்ணுயிரிப் பெருக்கத் தடைகள். நியூட்ரல் ரெட் (neutral red), புரோஃபிளோவின் (proflovin), டொலுயிடின் போன்ற ஒரு சில சாயங்கள் அணுக் கருவால் உறிஞ்சப் படுகின்றன. இந்நுண்ணுயிரிகள் மீது, புற–ஊதாக் கதிர்கள் படும் போது சாயங்கள்புது ஆற்றல் பெறுகின்றன. இவ்வகை எழுச்சி, குவானைன் எனப் படும் நியூக்ளிக் அமிலத்தைத் தனியே பிரித்து விடுகிறது. இவ்விளைவு ஒளியேற்ற விளைவு (photodynamic reaction) எனப் படுகிறது.
ஆற்றல் அளிப்புத் தடுப்பு. பாதரச உப்புகள் நுண்ணுயிரிகளின் உடலில் உள்ள சல்ஃப்ஹைட்ரல் பொருள்களுடன் இணைந்து, ஆற்றல் அளிப்பதைத் தடை செய்வதன் மூலம், நுண்ணுயிரிப் பெருக்கத்தைக் கட்டுப் படுத்துகின்றன. நுண்ணுயிரிப் பெருக்கத் தடைகளின் இயக்கம், நுண்ணுயிரிகளின் எண்ணிக்கை, வகை, நேரம் ஆகியவற்றைப் பொறுத்து மாறுபடும். சான்றாக, 500–600 நுண்ணுயிரிகளைக் கொல்ல, ஒரு சில துளிகளே போதுமானவை. ஆனால் நுண்ணுயிரிகளின் எண்ணிக்கை மிகுந்தால், ஒரு சில துளிகள் செயல் அற்றவையாக இருக்கும்.
சாக்கடையில் காணப்படும் நுண்ணுயிரிகள். ஒரு செல் உயிரி, நாக்குப் பூச்சி, பாக்டீரியா, வைரஸ் ஆகிய நான்கு முக்கிய நுண்ணுயிரிகளினால் நீர்–நோய்கள் பரவுகின்றன. இவற்றில் மனிதனுக்கு நேர்முகமாகத் தீங்கு விளைவிக்கும் அல்லது மாசை எடுத்துக் காட்டிச் (Indicators) சொல்லும் வகைகளைக் காணலாம்.
ஒரு செல் உயிரி (Protozoa). இவ்வகை ஒட்டுண்ணிகள் மனிதக் கழிவின் மூலம் நீரை அடைகின்றன. இதனால், மனிதர்களுக்கு அமீபிய வயிற்றுப் போக்கு (Amoebic dysentry) ஏற்படுகிறது. இதனை, வளர்ந்த நாடுகளில் கட்டுப் படுத்தி இருந்தாலும், தென் கிழக்கு ஆசியாவில் மிகவும் பரவலாகக் காணப் படுகின்றது.
இவ்வொட்டுண்ணியில் சீலியேட் (ciliates) முதன்மைப் பங்கு கொள்கிறது. பேரமேசியம், கோல்போடா, கோல்பிடியம், வொர்ட்டி செல்லா, எபிஸ்டைலிஸ் போன்றவை எடுத்துக் காட்டு வகைகளைச் சேர்ந்தவை.
எண்டமிபா ஹீஸ்டோலிடிகா (Entamoeba histolytica) எனும் ஒட்டுண்ணி, மனிதனின் பெருங்குடலில் வசித்து மிகக் கடுமையான மலச் சிக்கலையோ, குருதிக் கடுப்பினையோ ஏற்படச் செய்கிறது. ஜையார்டியா லேம்ப்லியா (Gyrardia lamblia) என்னும் ஒட்டுண்ணி பெரும்பாலும் வெப்பப் பகுதிகளிலுள்ள குழந்தைகளைப் பாதித்துப் பேதியை உண்டாக்குகிறது.
நாக்குப்பூச்சி (Helminthes) குடல் வழி ஒட்டுண்ணி-நாக்குப் பூச்சி சாக்கடைகளின் கழிவுப் பொருள்கள் மூலம் கொண்டு செல்லப்பட்டு, நீர் நிலைகளை மாசு படுத்தும். வட்டப் பூச்சி, கொக்கிப் பூச்சி, சாட்டைப் பூச்சி, ஊசிப் பூச்சி, குட்டை நாக்குப் பூச்சி, நாக்குப் பூச்சி ஆகியன கேடுகளை விளைவிக்கின்றன.
வட்டப் பூச்சி சிறு குடலைத் தாக்கிக் கடும் வயிற்று வலியைக் கொடுக்கும். 15–31 செ.மீ. நீளமும் கொண்ட இப்பூச்சி, சிறு குழந்தைகளைத் தாக்குகிறது. பாதிக்கப் பட்ட குழந்தைகள் உடல் வலிமை, மன வலிமை குன்றியவர்களாகவும், சத்துக் குறைந்தவர்களாகவும் காணப் படுவர்.
கொக்கிப் பூச்சி மனிதக் குடலின் உட்புறச் சுவர்களில் சிறப்பு பற்களால் கவ்விக் கொண்டு, குருதியை உறிஞ்சும் ஒட்டுண்ணியாக விளங்குகிறது. இவ்வகைப் பூச்சிகளின் முட்டைகளில் இருந்து வெளி வரும் கூட்டுப் புழு (larve), நேரடியாக வெற்றுக் கால்களின் மூலமாகவோ, தோல் மூலமாகவோ உடலில் புகுந்து குருதியில் கலக்கிறது. இதனால் குருதியில் இரும்புத் தாது குறைந்து, குருதிச் சோகை ஏற்படுகிறது. சாட்டைப் பூச்சியின் ஒற்றுமை இனப் பெருக்கத்தினால், குடல் வழி அடைப்பட்டு வயிற்றெரிச்சல் உண்டாகிறது. ஊசிப் புழுவின் பெண் இனம், குதத்தின் (Anus) முடிவில், மிகுதியான முட்டைகள் இடுகிறது. பாதிக்கப் பட்டவர்கள் தங்கள் கை, துணி மூலமாக மற்றவர்களுக்கும் இதன் முட்டைகளைப் பரப்புகின்றனர். நாக்குப் பூச்சி 2–7 மீட்டர் நீளம் வளர்கிறது. இது, மனிதக் குடலின் உட்புறச் சுவர்களைக் கவ்விக் கொண்டு, தனக்கு வேண்டிய உணவுப் பொருள்களை உறிஞ்சிக் கொள்கிறது. இவ்வகை நாக்குப் பூச்சியின் முட்டை, பன்றி அல்லது கால் நடைகளின் மூலமாகக் கூட்டுப் புழுப் பருவம் அடைந்து, பின் இவ்விலங்குகளை உண்பவர்களுடைய குடலில் முழுப் பருவம் அடைகிறது. இதனால், பாதிக்கப் பட்டவர்கள் கடும் வயிற்று வலியாலும், எடை குறைவினாலும் துன்பத்திற்குள்ளாகின்றனர்.
மேற்கூறிய நாக்குப் பூச்சியின் முட்டைகள், சாக்கடை நீர் மூலமாக நீர் நிலைகளை அடைந்து, அதில் வாழும் உயிரினங்களையும், பின் நீர்-வாழ் உயிரினங்களை உட்கொள்ளும் விலங்குகளையும் பாதிக்கின்றன. உலகச் சுகாதார அமைப்பின் (WHO) ஆய்வுப் படி, இவ்வகை நோய்கள், கிழக்கு ஆப்பிரிக்கா, கிழக்கு ஐரோப்பிய நாடுகளில் பெரும்பாலும் காணப் படுகின்றன எனத் தெரிகிறது.
பாக்டீரியா. பல்லாயிரக் கணக்கான நன்மை செய்யும், தீங்கு இழைக்கும் நுண்ணுயிர்கள் மனித, விலங்கு கழிவு நீருடன் சாக்கடைகள் மூலம் ஆறு, குளம், கடலைச் சென்று மாசு படுத்துகின்றன. எனவே, எவ்வகையான நுண்ணுயிரிகளைக் கண்டு பிடித்தால், தீங்கிழைப்பவற்றை அறியலாம் என ஆராய்ந்தனர். இவ்வகைத் தீங்கிழைக்கும் நுண்ணுயிரிகள் எப்போதும் குறைந்த அளவிலேயே காணப் படுவதால், மிகுந்த அளவில் இருக்கும் குடல் வழி நுண்ணுயிரிகளை எளிதில் கண்டறிய முடிகிறது. மல மாசு நுண்ணுயிர், எஸ்ச்சரிசியா கோலி (E.coli), ஸ்ட்ரெப்ட்டோகோக்கை (streptocci) ஆகியவை இவ்வகையில் குறிப்பிடத் தக்கவை.
எஸ்ச்சரிச்சியா கோலை நீரில் 96–98% மல மாசையும், அதன் தொடர்பான தீங்கிழைக்கும் நுண்ணுயிரிகளையும் காட்டும். ஸ்ட்ரெப்ட்டோகோக்கை மல மாசின் அளவையும், அதன் மூல காரணங்களையும் எடுத்துக் காட்டும். மேலும், இம்மாசு தொன்மையானதா, புதியதாக ஏற்பட்டதா என அறியவும் உதவுகிறது. எஸ்ச்சரிச்சியா கோலி, ஸ்ட்ரெப்ட்டோகோக்கை ஆகியவற்றின் விகிதப் பொருத்தம் (Fo/Fs ratio) மாசுச் சேர்க்கையில்–நுண்ணுயிரிகள், பிராணிகள், மனித நீர்க் கழிவு நீர்களிலிருந்து பங்கினைத் தெரியப் படுத்துகிறது. இவ்விதமான எடுத்துக் காட்டிகள் நீர் நிலைகளில் இருப்பது பெருமளவில் தீங்கிழைக்காவிடினும், தீங்கிழைக்கும் நுண்ணுயிரிகளைக் கொண்ட நீரை எடுத்துக் காட்டி எச்சரிக்கையடைய வைக்கிறது. நோய் நுண்ணுயிரிகளைச் செய்முறைப் பரிசோதனைகள் மூலம் அடையாளம் கண்டு பிடிக்க முடியாமல் போகும் போது, இந்த எடுத்துக் காட்டிகள் மிகவும் பயன் படுகின்றன. எனவே, முன் மாதிரியான எடுத்துக் காட்டிகள் கீழ்க் காணும் குண நலன்களைப் பெற்றிருத்தல் வேண்டும்.
மனித, விலங்குகளின் மல மாசில் கூடுதலாகவும், எளிதில் கண்டு பிடிக்கப் படுபவையாகவும், பாதுகாக்கப் பட்ட நீரில் காணப் படாதவையாகவும், தீமை விளைவிக்காதவையாகவும், நோய் நுண்ணுயிரியை விட நீண்ட காலம் வாழ்ந்திருக்கவும், ஆனால், நீரைத் தூய்மை செய்யும் போது, கடைப் பிடிக்கும் முறைகளில் எளிதில் அழியக் கூடியவையாகவும் இருத்தல் வேண்டும்.
நோய் நுண்ணுயிரிகள். சால்மோனல்லா (salmonella), ஷிஜெல்லா (shigella), லெப்ட்டோஸ்பைரா (Leptospira).
நோய் பரப்பும் ஈ-கோலி. பாய்ஸ்சரெல்லா (pasteurella), விப்ரியோ (Vibrio), மைக்கோபேக்டிரியம் (mycobacterium) முதலிய நோய் நுண்ணுயிரிகள் பொதுவாக நீர் நிலைகளில் காணப் படுகின்றன. இவை மிகுந்து காணப் படுவதும், மல மாசு நீர்ச் சாக்கடை, கடல் மற்றும் ஆற்றில் கலப்பதே இதற்குக் காரணமாகும்.
இவ்வகை நுண்ணுயிரிகள் உள்ள நீர் நிலைகளை ஆராய்ந்து, அதனை மக்கள் பயன் படுத்தாமல் தடுப்பதற்கான செய்திகளைப் பரப்புவதும், இந்நுண்ணுயிரியால் பாதிக்க ப்பட்ட விலங்குகளை உட்கொள்ளாமல் தடுப்பதும், குறிப்பிடத் தக்கவை.
சால்மோனெல்லா. 2000க்கு மேற்பட்ட இனங்களையும், துணை இனங்களையும் கொண்டது. இது உணவை நச்சாக்கக் கூடியதும், பேதி மற்றும் கடுமையான டைஃபாய்டு (typhoid) காய்ச்சலை உண்டாக்கக் கூடியதுமான நோய் நுண்ணுயிரியாகும். இது வளமுள்ள பண்ணை விலங்குகளிலும், செம்மறி ஆடு, பன்றிகளிலும் காணப்படுகிறது. 12–15 சால்மோனெல்லா இனங்கள், மனிதரில் காணப்படும் பெருவாரியான தொற்று நோய்களுக்குக் காரணம் என ஆராய்ந்துள்ளனர். டைஃபாய்ட் காய்ச்சல், சா. டைஃபி (S.Typhi) எனும் நுண்ணுயிரியால் மனிதருக்குப் பரவுகிறது.
சா பேராடைஃபி. (S.paratyphi) இந்தியாவில் அரிதாகவும், மியான்மரில் பரவலாகவும் காணப் படும். இது கால் நடை, மனித மற்றும் பண்ணை விலங்குகளின் கழிவுகள், நீர் நிலைகளையும், கடல் மற்றும் கழிமுகங்களையும் சென்றடைவதால் பெருகும்.
ஷிஜெல்லா எனும் நுண்ணுயிரி பெரும்பாலும் 10 வயதுக்குட் பட்ட பெண் குழந்தைகளைத் தாக்கி, காய்ச்சல், வாந்தி, சீத பேதி ஆகியவற்றை ஏற்படுத்துகிறது. இவ்வகை நுண்ணுயிரி, பெரும்பாலும் நோய் வாய்ப்பட்டவர்கள் மூலமாக, மற்றவர்களுக்குப் பரவுகிறது. மேலும், சுகாதாரமில்லாத நீரைப் பயன் படுத்துவதாலும் இந்நோய் பரவுகிறது. இது விலங்குகளில் அரிதாகக் காணப் படுகிறது.
லெப்ட்டோஸ்பைரா எனும் நோய் நுண்ணுயிரி மனித உடலுக்குள், காயம் மற்றும் சளி, கோழை மூலம் சென்று, சிறுநீரகம், கல்லீரல், மைய நரம்பு மண்டலத்தைத் தாக்குகிறது. இது பெரும்பாலும் வீட்டு விலங்குகள் மூலம் பரவுகிறது. நேரடிச் சிறுநீர்க் கழிவினால், நீர் நிலைகள், ஆறுகளில் இவ்வகை நுண்ணுயிரி பெருகுகிறது.
பாய்ஸ்சுரெல்லா நுண்ணுயிரி ஓடை, நீர் நிலைகளில் மலம், சிறு நீர் கழிவு, இறந்து போன கால் நடை போன்றவற்றால் பரவுகிறது. பாதிக்கப்பட்டவர்கள் குளிர் காய்ச்சல், மூட்டு வலியால் துன்பமுறுகின்றனர்.
நோய் பரப்பும் ஈ–கோலி என்பது வளரும் நாடுகளில் சாதாரணமாகக் காணப் படுகிறது. இதன் மூலம், பேதி, வயிற்றுப் போக்கு கண்டு, உடல் நீர் வற்றி, நோயாளி மெலிவர். 5 வயதுக்குக் கீழ் உள்ள குழந்தைகள் இந்நோயால், பாதிக்கப் படுவதாக ஆராய்ந்துள்ளனர். இந்நோய் நுண்ணுயிரி கால் நடை, பன்றி, மீன் போன்றவற்றில் காணப் படுகிறது. மேலும், இது மொத்த குடல் வழி மல நுண்ணுயிரியில் (faecal coliforms) 1% காணப் படுகிறது. இவ்வகை நோய்ப் பரப்பும் ஈ.கோலி ஒரு முறை மீன் போன்றவற்றில் குடலில் காணப் பட்டால் நீர் நிலைகள் மிகுந்த மாசடையும் எனக் கண்டறியப் பட்டுள்ளது.
காலரா நோய், தென் கிழக்காசிய நாடுகளில் மிகுந்து காணப் படுகிறது. இது விப்ரியோ காலரே (V.Cholerae) எனும் நுண்ணுயிரியால் பரவுகிறது. இதனால், கடுமையான வயிற்றுப் போக்கு, நீர்–மலம் கழித்தல், வாந்தி, சிறுநீர் தடைப் படுதல், உடல் நீர் வற்றுதல் போன்றவை தோன்றுகின்றன. இந்நோய், நோய் கண்ட மனிதராலோ, நன்றாகச் சமைத்து அளிக்கப்படாத உணவாலோ, மாசடைந்த நீராலோ மற்றவர்களுக்குப் பரவுகிறது. கடல் நீரில் மிகுந்து காணப்படும் விப்ரியோ பேராஹிமோலிட்டிடஸ் (V.parahaemolytits) எனும் நுண்ணுயிரி பெரும்பாலான கடல் வாழ் உயிரினங்கள் மூலம் மனிதனை அடைகிறது. இதுவும், வி. காலரே போன்று நோய் விளைவிக்கக் கூடியது. இவ்வகை நோய் நுண்ணுயிரிகள், ஆறு, குளங்களில் மிகுந்து காணப் படுவதில்லை. ஏனெனில், வி.பேராஹிமோலிட்டிகஸ் உப்பு மிகுந்த நீர்களில் வாழும் தன்மையுடையது.
மைக்கோ பேக்டீரியம் எனும் நோய் நுண்ணுயிரி, நுரையீரல் காச நோயைக் (Pulmonany tuberculosis) கொடுக்கக் கூடியது. இவ்வகை நோய் நுண்ணுயிரி, மாசுள்ள நீர் (கழிவு) மூலம் பரப்பப் பட்டு, பல காலங்கள் உடலுக்குள் வளர்ந்து, நோய் முற்றியவுடன் தெரிய வரும். இது நீச்சல் குளங்களிலும், தூய்மையற்ற நீர் நிலைகளிலும் இருப்பதைக் கண்டு பிடித்துள்ளனர்.
குடல் வழி வைரஸ் (Enteric Viruses). 100க்கும் அதிகமான இவ்வகை நுண்ணுயிரி பாரிச வாயு, மூளை, இதய, சுவாச நோய், வாந்தி பேதியை உண்டாக்கும். அமெரிக்காவில் இவ்வகை வைரஸ்களினால் ஆண்டுக்கு 12,000 சிறார்கள் இறந்து போகிறார்கள் எனக் கணக்கிடப் பட்டுள்ளது. உலகச் சுற்றுப் புறச் சூழ்நிலை தரக் கட்டுப்பாட்டு நிர்வாகக் குழு நடத்திய ஆய்வுப் படி (1970) காச நோய் வருவதற்கு அடினோ–வைரஸ் (adeno Viruses) நுண்ணுயிரி காரணமாகலாம் எனக் கருதப் படுகிறது. மலம், சீழ், கோழை, சளி மூலம் கழிவு நீரில் கலந்து, இந்நுண்ணுயிரி நீர் நிலைகளைச் சென்றடைகிறது. இந்நோய் நுண்ணுயிரி கால் நடை, பன்றிகளில் காணப் படுவதற்கு மனிதர்களே காரணம் என அறிந்துள்ளனர். நவீன முறையில் பதப் படுத்தப் பட்ட குடிநீர், சரியான கழிவு நீர்க் கட்டுப்பாடு, கழிவு நீக்குதலில் கடைப் பிடிக்கும் புதிய அளவுகளினால், காலரா மற்றும் டைஃபாய்டு குடல் வழி–நுண்ணுயிரிகளை அகற்றி விட்டாலும், எளிதில் பிரித்தெடுக்க முடியாத வைரஸ் நுண்ணுயிரிகளால், அமெரிக்காவில் ஆண்டு தோறும் 50,000–60,000 பேர் பாதிக்கப் படுகிறார்கள்.
கழிவு நீர்த் தூய்மிப்பில் நுண்ணுயிரிகளின் வெளியேற்றம். நீரானது குடல் வழி நுண்ணுயிரிகள், வைரஸ் நுண்ணுயிரிகள் ஆகியவை சூரிய ஒளி, வெப்பம், மற்றும் வண்டல் கசடுகளினால் செயலிழக்கச் செய்யப் படுகின்றன. எனவே, இவ்வகை நுண்ணுயிரிகளை முறையான நீர்த் தூய்மிப்பின் மூலம் வெளியேற்றலாம். இவ்வகைத் தூய்மிப்புச் செயல்களைக் கீழ்க் காணுமாறு பிரிக்கலாம். அவை முதன்மை முறை. இரண்டாந்தர உயிரியல் முறை, உயிரிய வேதியல் முறை எனப் படும்.
முதன்மை முறை. இம்முறையில் பண்படாத கழிவு நீரை, நேரடியாகத் தூய நீரில் கலந்து, வலிமை குன்றச் செய்து, 35–45% உயிர் வேதி ஆக்சிஜன் தேவையை நிறைவு செய்து, மேலும் 60% கழிவுகளை மிதக்கும் திண்மப் பொருளாக மாற்றி வெளியேற்றலாம்.
நாக்குப் பூச்சியின் முட்டைகள், இம்முறையினால் இரண்டு மணி நேரத்திலேயே வண்டல் கசடுகளில் மிகுதியாக அமிழ்ந்து விடுகின்றன. ஏனெனில், இம்முட்டைகளின் தன் அடர்த்தி (specific gravity) 1.1 இது நீரினளவை விட மிகுதி. இம்முறையில் வைரஸ் நுண்ணுயிரி சிறிதளவே வெளியேற்றப் படும்.
இரண்டாந்தர உயிரியல் முறை. ஊக்குவித்த களிமண் மூலம் (activated–sludge process) கழிவு நீர்த் தேக்கங்களில் தேவையான வளிமங்களை நிரப்புவதால், இவ்வகை ஊக்குவித்த களிமண் கிடைக்கப் பெறுகிறது. பாஸ்கரன் குழுவினர் கண்டு பிடிப்பில் 93–98% ஆஸ்காரிஸ், 81.5–96% கொக்கிப்பூச்சி, 91.8–100% சாட்டைப் பூச்சி முட்டைகள் இம்முறையில் அகற்றப்பட்டமை அறியப் படுகிறது.
குடல்–வாழ் நுண்ணுயிரிகள், நோய் நுண்ணுயிரிகள் ஆகியன இம்முறையின் மூலம் மிக சிறப்பாக அகற்றப் படுகின்றன. இம்முறையால் வைரசை முற்றிலும் அகற்ற முடியாவிடினும், பெரும்பாலான வகைகளை வெளியேற்றி விடலாம் எனக் கருதப் படுகிறது.
நிலை நிறுத்தப்பட்ட குளங்கள் மூலம், இவ்வகைக் குளங்களைக் கட்டவும், பயன்படுத்தவும், பராமரிக்கவும் எளிய முறைகளைக் கடைப் பிடிக்கலாம். மேலும், இக்குளங்கள் வெப்பப் பகுதித் தட்ப–வெப்ப நிலைகளின் ஒத்த தன்மையுடையவை.
கழிவு நீரை இக்குளங்களில் நீண்ட நேரம் நிறுத்தி வைத்தால், நாக்குப் பூச்சியின் முட்டைகளையும் அமிபிக் ஒட்டுண்ணிகளையும் முற்றிலும் அழிக்கலாம். குளங்களின் கீழ்ப் பகுதி ஆக்சிஜன் அற்று இருப்பதால், இவ்வகைப் பூச்சிகள் ஒடுக்கப் படுகின்றன. ஜோஷி குழுவினர் 1973ஆம் ஆண்டு, நாக்பூரில் நடத்திய ஆய்வுப் படி, இக்குளங்களில் விடப் படுவதற்கு முன் உள்ள கழிவு நீரில் 4–540 / 100மி.லி. சால்மோனால்லாக்கள் இருந்தன எனவும், பின் 4 நாள்கள் இக்கழிவினை நிலை நிறுத்தப் பட்ட குளங்களில் வைத்திருந்து, வெளியேற்றிய நீரில் சால்மோனால்லாக்கள் இல்லை எனவும் கண்டறிந்துள்ளனர். இம்முறையில், ஈ.கோலி குடல் வழி ஸ்ட்ரெப்டோ கோக்கை மற்றும் மொத்த குடல் வழி நுண்ணுயிரிகளை 99.9% வரை பிரித்தெடுக்கலாமென அறுதியிட்டுக் கூறுகின்றனர். இதே போல், வைரஸ் நுண்ணுயிரியை 10 நாள்களுக்குள் பெரும் பகுதி வெளியேற்றி உள்ளனர்.
வேதிப் பொருள்கள் மூலம் உறைதல் (Chemical coagulation) செய்யலாம். இம்முறையில், வேதிப் பொருள்கள், எ.டு: ஃபெர்ரிக் குளோரைடு, கால்சியம் கார்பனேட், கால்சியம் குளோரைடு ஆகியவை, இரண்டாந் தர நிலைக்கு உட்படுத்தப் பட்டு வெளியேற்றிய கழிவு நீரில் சேர்த்து, நுண்ணுயிரிகளைப் பெருவாரியாக வெளியேற்றலாம். இம்முறையால் 99.1% வைரஸ் நுண்ணுயிரிகளை அகற்றலாம் என அறிந்துள்ளனர். இவ்வகை வேதிப் பொருள்கள் கழிவு நீரில் சேர்வதால், இந்நீரின் காரம் (alkalinity) மிகுதிப் படுத்தப் பட்டு, நுண்ணுயிரிகளைச் செயலிழக்கச் செய்யும். பெரும் அளவு முன்மாதிரி ஆய்வில் 99.98.5% குடல் வழி நுண்ணுயிரிகளை உறைதல் வண்டல் கசடுகளாக்குதல், வடிகட்டுதல் (Chemical coagulation–sedimentation–filtration) முறையினால் பிரித்தெடுத்து உலர்த்தியுள்ளனர்.
நுண்ணுயிரிக் கொல்லி. மேற்கூறிய முறைகளில் கழிவு நீரில் உள்ள நுண்ணுயிரிகளை முற்றிலுமாக அகற்றி விட முடியாது. எனவே, நுண்ணுயிரிகளற்ற நீரைப் பெற நுண்ணுயிர்க் கொல்லிகளைப் பயன் படுத்த வேண்டும். குளோரின் பல ஆண்டுகளாக நுண்ணுயிரிக் கொல்லியாக விளங்கி வருகிறது.
நாக்குப் பூச்சியின் முட்டை இவ்வகை நுண்ணுயிரிக் கொல்லியால் (0.2–0.6 மி.கி/லி) 30 நிமிடங்களில் முழுவதுமாக அகற்றப் படுகிறது. காட் என்பார் 1975இல் நடத்திய ஆய்வுப் படி நிலை நிறுத்தப் பட்ட குளங்கள் மூலம் தூய்மை செய்யப் பட்டு, வெளியேற்றிய நீரில் 8 மி.கி./லி. குளோரின் (சோடியம் ஹைப்போ குளோரைட்) நுண்ணுயிரிக் கொல்லியைப் பயன் படுத்தி 4.6 X 105 ஆக இருந்த ஈ. கோலியை 2க்கு குறைவாகக் குறைத்தனர். இதே அளவு நுண்ணுயிரிக் கொல்லி வி.காலரேயை அழித்தது. வைரஸ், இவ்வகைக் குளோரின் அல்லது அம்மோனியாக் கொல்லியால் முற்றிலும் வெளியேற்றப்படாமலும், நீர் நிலைகளில் வாழும் மீன்களுக்கும், மீன்களுக்கு உணவாகப் பயன்படும் ஏனைய விலங்குகளுக்கும் அழிவைத் தரும்.
எனவே ஓசோனேசன் (Oxonation) எனும் முறையினைக் கையாண்டு, இதனைத் தவிர்க்கலாம். மஜும்தார் குழுவினரின் ஆய்வுப் படி, 1 மி.கி./ லிட்டருக்கும் குறைவான ஓசோன், 5 நிமிடங்களில் மேற்கூறிய பணியினை இட்டு நிரப்ப வல்லது எனவும், இதனால், நீர் நிலைகளில் வாழும் மீன்களுக்கும், அவற்றை உண்டு வாழும் மனிதருக்கும், தீங்கு வருவதில்லை எனவும் அறியப் படுகிறது.
மீன், இறால் வகைகளில் நுண்ணுயிரிகள் மாசு. நோய் நுண்ணுயிரியும், வைரசும்–கடல், கழி முகங்களில் நுழைவதால், மீன், இறால் வகைகளுக்கு நோய்கள் உண்டாகி, இவற்றை உட்கொள்ளும், மனிதரையும், விலங்குகளையும் தொற்றிக் கொள்ளும் வாய்ப்பிருக்கிறது. உலக சுகாதார நிறுவனத்தின் ஆய்வுகளால் ஒட்டுண்ணிகள், பண்படாத அல்லது நன்கு வேக வைக்காத மற்றும் உரிய முறையில் பதனிடப்படாத மீன், இறால் வகைகளை உட்கொள்வதால், தொற்றும் என அறியப் பட்டது. பல முன்னேறிய மேலை நாடுகளில் மீன், இறால் மூலமாகக் காலரா, டைபாய்டு, பொட்டுலிசம் (botulism) மற்றும் உணவு நச்சு (food poisioning) நோய்கள் பரவுகின்றன. —க. வெங்கடேஸ்வரன்
நுண்ணுயிர் வடிப்பி
நுண்ணுயிரியல் துறையில், நுண்ணுயிரிகளைப் பிரித்தெடுக்க நுண்ணுயிர் வடிப்பி (bacterial filter) பெரிதும் பயன் படுகிறது.
வகையீடு. நுண்ணுயிர் வடிப்பினை நால் வகையாகப் பிரிக்கலாம். அவை, உருளை வடிவ வடிப்பி, கல் நார் மற்றும் கல் நார்–காகித வட்டம், கண்ணாடி வடிப்பி, செல்லுலோஸ் சவ்வு வடிப்பி என்பன.
உருளை வடிவ வடிப்பி. ஜெர்மனியில் கிடைக்கும் ஒரு வகைப் பழங் காலப் படிவுகளிலிருந்து இவ்வடிப்பி செய்யப் படுகிறது. இந்நிலைப் படிவு கெய்செல்கர் எனப்படுகிறது. (எ-டு. பெர்க்ஃபெல்ட் வடிப்பி).
கல் நார் வடிப்பி. குடுவையில் உள்ள சிறு திறப்பான் மின்னோடியுடன் (motor) இணைக்க ப்பட்டுக் குடுவையில் உள்ள காற்று வெளியே உறிஞ்சப் படும் போது, ஏற்படும் வெற்றிடத்ததை நிரப்ப நீர்மம் இறங்குகிறது. சீட்ஸ் வடிப்பி என்பது நுண்ணுயிரியல் ஆய்வுக் கூடங்களில் பெருமளவில் பயன் படுகிறது. கண்ணாடி வடிப்பி. கண்ணாடித் துகள்களை நன்றாகச் சூடு படுத்திச் சேர்ப்பதன் மூலம், பல வகைப் பட்ட துளை அளவு உள்ள வடிப்பிகளைச் செய்கின்றனர். ஏனைய வடிப்பிகளை விட, இவ்வித வடிப்பிகள் விலை குறைவாக இருப்பினும், நுண்ணுயிரியல் துறையில் பெருமளவில் இடம் பெறுவதில்லை.
செல்லுலோஸ் சவ்வு வடிப்பி. வடிப்பிகளுள் விலை உயர்ந்ததும், தரமானதும் இவ்வகையினதேயாகும். மேலும், இவ்வகைச் சவ்வு வடிப்பி ஒரு முறைக்கு மேல் பயன் படுத்தப் படுவதில்லை. இதைக் கொண்டு, நுண்ணுயிர்களையும் (virus) பிரித்தெடுக்க முடியும். —ச. ஆதித்தன் துணை நூல். J.P. Dugulid, B.P. Marmian and R.H.A. Swain, Medical Microbiology, Churchill Livingstone Ltd, Edinburgh, 1980.
நுண்ணுயிரி
நுண்ணுயிரிகள் பல வகைப்படும். இவற்றுள் நன்மை பயப்பவையும், தீமை பயப்பவையும் உள்ளன. இவை காற்று, நீர், சளி, தோல் ஆகியவற்றின் மூலம் உட்சென்று நோயை உண்டாக்குகின்றன. நில நுண்ணுயிரிகள் குருதி, நிண நீர் மூலமாகப் பரவுகின்றன.
நுண்ணுயிரிகள் சில குழந்தைகளை மட்டும் பாதிக்கின்றன. வேறு சில அனைவரையும் பாதிக்கலாம். புணர்ச்சி மூலம் பரவும் நுண்ணுயிர்களும் உண்டு. இவற்றைக் கடத்தும் விலங்குகள், நோய்ப் பரப்பிகள் (vectors) எனப்படும். இவற்றுள் கொசு, தெள்ளுப் பூச்சி, மணல் ஈ, எலி, நாய், ஈ முதலியன அடங்கும்.
நோய்த் தாக்கத்திற்குரிய நுண்ணுயிரை அறுதியிட்டாலே, உரிய மருத்துவம் அளிக்க முடியும். முதலில், நுண்ணுயிர்களைத் தனிமைப் படுத்த வேண்டும். அதற்குச் சிறுநீர், குருதி. மலம், சளி ஆகியவற்றை ஆய்வு செய்ய வேண்டும். காச நோய் நுண்ணுயிரை (மைகோபேக்டிரிய வகையைச் சார்ந்தது) ஷல்–நீல்சன் என்னும் வண்ணமேற்றும் முறையால் கண்டு பிடிக்கலாம். லீஷ்மென் சாயமேற்றல், கிராம் முறை, மெத்தலீன் புளு முறை, கியெம்சா முறை ஆகியவற்றால், பெரும்பாலான நுண்ணுயிரிகளைக் கண்டு பிடிக்கலாம்.
சில நோய்களில் சிறுநீர், குருதி, சளி, மூளைத் தண்டு வட நீர் ஆகியவற்றை ஊட்ட ஊடகங்களிலிட்டு (culture media) அவற்றை வளரச் செய்து, இனங் காணலாம். சீமைப் பெருச்சாளி போன்ற ஆய்வக விலங்குகளினுள் ஊசி மூலம் செலுத்தி, நுண்ணுயிரி வளர்ச்சியை உறுதி செய்து ஆவன செய்யலாம்.
சிவப்புக் காய்ச்சலில், தொண்டையிலிருந்து பூச்சை (throat swab) ஆய்வு செய்தால், குருதியில் ஸ்ட்ரெப்டோலைசின் எதிர் ‘O’ (anti streptolysin ‘O’ titre-ASO) மிகுந்துள்மையைக் கொண்டு நோய் அறுதியிடலாம்.
ஊட்ட ஊடகங்களில் வளர்ச்சியடைந்த நுண்ணுயிரிகளைப் பல்வேறு நுண்ணுயிர் எதிர் மருந்துகளின் வினைக்கு உள்ளாக்கிச் சிறப்பாக வினை புரியும் மருந்தை அறிந்து கொள்ளலாம். சில நுண்ணுயிரிகள் புற நச்சுகனையும், சில அக நச்சுகளையும் வெளியிடுகின்றன. இதைப் பொறுத்து நோயின் போக்கு அமையும். —மு.கி. பழனியப்பன் துணை நூல். A.B. Christie, Infectious Diseases, Epidermology & Clinical Practise, Third Edition, Churchill Livingstone, Edinburgh, 1980.
வைரஸ். வைரஸ் பாக்டீரியாவை விட உருவத்தில் சிறியது. எளிய அமைப்பு உடையது. இது உலகின் அனைத்துப் பகுதிகளிலும் காணப் படுகின்றது. இதில் புரோட்டோப் பிளாசம் இராமையால், இது பிற உயிரிகளைச் சார்ந்தே வாழ்கிறது. வைரஸ் தம் வளர்ச்சிக்கும், இனப் பெருக்கத்திற்கும் குறிப்பிட்ட ஓம்புயிரிகளையே நாடுகிறது.
வைரஸ் பலவித அளவிலும், அமைப்புகளிலும் காணப்ப டுகின்றது. தாவரங்களைச் சார்ந்துள்ள வைரஸ் குச்சி போன்ற அமைப்பிலும், ஏனைய உயிரிகளைச் சார்ந்து வாழும் வைரஸ் வட்ட உருவத்திலும் காணப் படும்.
வைரஸ் புரதம் நியுக்ளிய அமிலம் ஆகியவற்றை மட்டுமே கொண்டுள்ளது. இதன் மேல் தோல், புரதத்தால் ஆனது. டீஆக்சி ரைபோஸ் நியுக்ளிய அமிலம் (DNA), ரைபோஸ் நியுக்ளி அமிலம் (RNA) என நியுக்ளிய அமிலம் இரு வகைப் படும். சில வைரஸ்களில் நியூக்ளிய அமிலம் DNAவாகவும், சில வைரஸ்களில் நியூக்ளிய அமிலம் 10 ஜீன்களையும், சில வைரஸ்களில் நியூக்ளிய அமிலம் 500 ஜீன்கள் வரையிலும் பெற்றிருக்கும்.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பக்கத்தின் ஆரம்பத்தில் இருந்து பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> பாக்டீரியாவைத் தாக்கி அழிக்கும் வைரசுக்குப் பாக்டீரியோஃபேஜ் (bacteriophages) எனப் பெயர். இது தலைப் பிரட்டை உருவத்தில் உள்ளது. அறுகோண வடிவில் உள்ள அகன்ற தலைப் பகுதியும், நீண்ட வால் பகுதியும் கொண்டுள்ளது. தலையின் உள்ளே காணப்படுவது நியூக்ளிய அமிலம் ஆகும். வால் பகுதியில், வால் தண்டு (tailcove), வால் உறை (tail fibres) ஆகியன உள்ளன.
பாக்டீரியாவின் உடல் சுவரிலிருந்து நீண்ட இழைகள் தோன்றுகின்றன. இவற்றை, நீள் இழை (pill)என்பர். வைரஸ் (பாக்டீரியோஃபேஜ்), இந்த நீள் இழைகளுடன் தம் வால் இழைகளால் ஒட்டிக் கொள்கிறது. பிறகு, பாக்டீரியாவின் சுவர் கரைக்கப்பட்டு, வைரசின் நியூக்ளிய அமிலம் பாக்டீரியாவினுள் செல்கிறது. இதன் பிறகு, பாக்டீரியாவினுள் நடைபெறும் இயல்பான வளர் சிதை மாற்றங்கள் (metabolism) நிறுத்தப் பட்டு, அவற்றின் நொதிகளும், நொதிச் செயல் களும் முறியடிக்கப் படும். இதன் பின், பாக்டீரியாவின் நியூக்கிளிய அமிலம் கட்டுப் படுத்தப் பட்டு, வைரசின் நியூக்கிளிய அமில உற்பத்தியில் ஈடு படுத்தப் படும். பாக்டீரியாவின் ஊட்டப் பொருள்கள் யாவும் பயன் படுத்தப் படும்.
வைரசின் நியூக்ளிய அமிலம் மிகுதியாக உண்டான பின், வைரஸ் புரதச் சுவர்களும் உருவாக்கப் படுகின்றன. இதனால், பாக்டீரியாவின் உடலினுள் எண்ணற்ற வைரஸ்கள் உண்டாகின்றன. இவ்வைரஸ் பாக்டீரியாவின் புறச் சுவர் வெடித்து, வைரஸ் வெளியேறுகிறது. புதிய பாக்டீரியாக்களைச் சென்றடைந்து, தம் வாழ்க்கையைத் தொடர்கிறது. ஏனைய வைரஸ்களும், இம்முறையிலேயே இனப் பெருக்கம் செய்கின்றன. எஸ்செரிச்சியா கோலை (escherichia coli), என்னும் பாக்டீரியாவைத் தாக்கும் வைரசின் இனப் பெருக்க ஆய்வு மூலம் இதனைக் கண்டறிந்தனர்.
வைரசை மனிதர்களுக்குத் தீங்கிழைக்கும் வைரஸ், தாவரங்களைத் தாக்கும் வைரஸ், தீங்கற்ற வைரஸ் எனப் பல வகைகளாகப் பிரிக்கலாம். குறிப்பாக, ஆக்சிஜன், நீக்கப் பட்ட ரைபோஸ் கலந்த நியூக்ளிய அமிலம் (DNA) கொண்ட வைரஸ் எனவும், ரைபோஸ் நியூக்ளிய அமிலம் (RNA) கொண்ட வைரஸ் எனவும் இரு பெரும் பிரிவுகளாகவும் பிரிக்கலாம்.
புகையிலை தேமல் வைரஸ் (tobacco mosaic virus), புகையிலைச் செடியின் இழைகளைத் தாக்கும். இந்த வைரசின் நியூக்ளிய அமிலம், ரைபோஸ் நியூக்ளிய அமிலம் (RNA) ஆகும். இளம் பிள்ளை வாத நோய், இன்ஃபுளூயன்சா காய்ச்சல் ஆகியவற்றைத் தோற்றுவிக்கும் வைரஸ்களில் சிலவே நியூக்ளிய அமிலங்களாக உள்ளன. ஏனைய வைரஸ்களில் DNA நியூக்ளிய அமிலமாக உள்ளது.
அம்மை நோய் வைரஸ் (pox virus). நீர்க் கட்டைத் தோற்றுவிக்கும் வைரஸ் (corona cold virus) போன்றவை தீங்கிழைக் கூடியன. பொதுவாக, மனிதருக்கும், ஏனைய உயிரிகளுக்கும் தோன்றும் நோய்களில் பெரும்பாலானவை இத்தகைய வைரஸ்களாலேயே தோன்றுகின்றன. வைரஸ்களில் பலவித புற்று நோய்கள் உண்டாவதை அறிஞர்கள் விளக்கியுள்ளனர். வைரஸ் சில ஜீன்களை ஒரு பாக்டீரியாவிலிருந்து, மற்றொரு பாக்டீரியாவிற்கு எடுத்துச் செல்வதைக் கடத்துதல் (transduction) என்பர்.
பாக்டீரியா. இது அனைத்து இடங்களிலும் பரவலாகக் காணப் படுகிறது. பாக்டீரியாக்களை, நன்மை பயக்கும் பாக்டீரியா, தீமை பயக்கும் பாக்டீரியா எனப் பிரிக்கலாம். பாக்டீரியா அனைத்தும் ஒரு செல் உயிரியாகவே உள்ளன. உயிரி வாழ்வதற்கும், இனப் பெருக்கம் செய்வதற்கும், தேவையான அனைத்துப் புரதங்களையும், நியூக்ளிய அமிலத்தையும், ஏனைய நொதிகளையும், பாக்டீரியா தாமே தயாரித்துக் கொள்கிறது. எனவே, இது உணவும், வசதியும் குறைந்திருக்கும் சூழ்நிலையிலும் செழித்து வளரும் தன்மையைப் பெற்றுள்ளது. இது பாலிலா இனப் பெருக்க முறையில், தன் இனத்தைப் பெருக்கும். தொடர்ந்து பாலிலா இனப் பெருக்க முறையில், தன் இனப் பெருக்க முறைகளால், நாளடைவில் இவ்வினம் வலிவை இழந்து விடும். திடீர் மாற்றங்கள் (mutation) காரணமாக, சில ஜீன்களை இழப்பதால், புரத உற்பத்தித் திறனும் பாதிப்படையும். எனவே, இழந்த வலிவையும், திறனையும் பெறப் பாக்டீரியா பால் இனப் பெருக்க முறையை மேற்கொள்கிறது. இதைப் பாக்டீரியாவின் மறு இணைவு (recombination) என்பர். லீடர்பர்க், ஜெடேட்டம் இ.எல். என்போரால் இது கண்டறியப் பட்டது.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> பாக்டீரியாவின் மறு இணைவு முறையில் வலிமையிழந்த
இரண்டு பாக்டீரியாக்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைந்து, தாம் இழந்த ஆற்றலைப் பெறுகின்றன. இச்செயலின் போது, இரண்டு பாக்டீரியாக்கள் ஒன்றை நோக்கி மற்றொன்று நகர்ந்து நெருங்கி அமையும். இவ்விரு பாக்டீரியாக்களில் ஒன்று ஆண் உயிரியாகவும், மற்றது பெண் உயிரியாகவும் செயல் படும். இது பாக்டீரியாக்களுக்கு இடையில், இடைச் சுவர்கள் மறைந்து ஓர் இணைப்பு ஏற்படுகிறது. இதனால், இரண்டு பாக்டீரியாக்களின் உள்பொருள்களும் கலக்கின்றன.
ஆண் உயிரி வழங்கும் உயிரி (donor) எனவும், பெண் உயிரி ஏற்கும் உயிரி (recipient) எனவும் குறிப்பிடப் படுகின்றன. ஆண் உயிரிகளில் F என்னும் கருவுறல் காரணி (fertility factor) உள்ளது. இவற்றை இணைந்த காரணி (episomes) என்றும் கூறுவர். இரண்டு பாக்டீரியாக்களுக்கிடையே உள்பொருள் கலக்க ஏற்பட்ட இணைப்பிற்கு, இணைவி நாளம் என்று பெயர். இதன் பின், இணைவி பாக்டீரியாக்கள் பிரிந்து, தனித் தனியே பாலிலா இனப் பெருக்கம் மேற்கொள்கின்றன.
பாக்டீரியா வட்டம், குச்சி, சுருள் போன்ற பல அமைப்புகளில் காணப் படலாம். இறந்த அல்லது உயிருள்ள உடல்களிலும், அனைத்து (உலகின்) வாழிடங்களில் இது பரவலாகக் காணப் படுகிறது. பாக்டீரிய உருவத்தில், வைரசை விட ஓரளவு பெரியது. இது செல் சுவர் புரோட்டோப் பிளாசம் இவற்றைக் கொண்டும், புரோட்டோப் பிளாசத்தில் பல நுண் உறுப்புகளைக் கொண்டும் உள்ளது.
—ஜி.எம். நடராஜன் —அ. ஷேக் தாவூத்
நுண்ணுயிரிக் குருதி
நுண்ணுயிரித் தாக்கம் குருதி ஓட்டத்தை அடைந்தால், அதற்கு நுண்ணுயிரிக் குருதி (bacteremia) எனப் பெயர். இந்நுண்ணுயிரிகள் குருதியிலேயே இனப் பெருக்கமடைந்தால், அது சீழ்க் குருதி எனப் பெறும். மேலும், பரவி எலும்பு, கல்லீரல், மூளை, இதயம் ஆகியவை தாக்கமுறலாம். கிராம் எதிர் நுண்ணுயிரிகள், குருதியில் மிகையாகக் காணப்பட்டால், அதிர்ச்சி ஏற்படுகிறது. இந்நுண்ணுயிரிகளிலிருந்து வெளிப் படும் அக நச்சு (endotoxin) செல் சுவர்களைப் பாதித்து, ஹிஸ்டமின், பிராடிகினின் போன்ற பொருள்களை வெளிப் படுத்திக் குருதி நாள நலிவை உண்டாக்கும்.
முதலில் தோன்றும் காய்ச்சல், திடீர் குருதி ஓட்டத்தின் தளர்வால் உண்டாகும் மிகக் குறை வெப்பத்தால் மறைக்கப் படுகிறது. வெள்ளணுக் குறைவு, தட்டையக் குறை நிலை, குருதிப் பெருக்கு நேர அதிகரிப்பு ஆகியவை பரவலான குருதி நாள உள் உறைவைச் (disseminated intravascular clotting–DIC) சுட்டிக் காட்டும். குருதி ஓட்டம், படிப் படியாகத் தடைப் படும் போது, மூளை, சிறுநீரகம், கல்லீரல், நுரையீரல் போன்றவை தாக்கப் படுகின்றன. கிராம் எதிர் நுண்ணுயிரிப் பாதிப்பில் 60% மரணம் ஏற்படும். குறை குருதி அழுத்தத்தாலும், வலிமையாக இதயம் உந்தித் தள்ளாமையாலும் மரணம் ஏற்படுகிறது. மருத்துவம். உடனடியாக ஜெண்டாமைசீனையும், கிராம் நேர் நண்ணுயிரிகளைப் பாதிக்கும் பெனிசிலின் அல்லது கிளாக்சாசில்லினும் சேர்ந்த கலவையையும் உட் செலுத்த வேண்டும். மிகத் தீவிர குருதி ஓட்டத் தளர்வுக்கும், பரவலான குருதி நாள உள் உறைவுக்கும், உரிய மருந்துகள் அளிக்க வேண்டும். —மு.ப. கிருஷ்ணன் துணை நூல். Paul D. Hoeprich (Ed.,) Infectious Diseases, Third Edition, Harper & Row, Publishers, Inc., Philadelphia, 1983.
நுண்ணுயிரி மரபியல்
ஓர் உயிர் பிறவற்றிலிருந்து மாறுபடும் பண்பும், அதன் மரபுரிமையும் (inheritance) பற்றிய அறிவியல் நுண்ணுயிர் மரபியல் (microbial genetics) ஆகும்.
உயிரியலின் வளர்ச்சிக்கு நுண்ணுயிரிகளின் மரபியல் தோன்றுவதற்கு முன்பு, பாலினப் பெருக்கம் வழியாகவே மரபியல் வளர வேண்டியிருக்கிறது. பேருயிரிகளின் புணர்ச்சியால், பரம்பரைகள் உண்டாவதில் மிகுந்த கால தாமதமும், இவ்வாய்வுகளைச் செய்வதற்குத் தேவையான உயிர்களின் எண்ணிக்கை மிகக் கூடுதலாகக் காணப் பட்ட நிலையும் இருந்தன. இதனால், உயிரிகளின் மரபியல் விரைந்து முன்னேற்றமடையவில்லை. ஆனால், நுண்ணுயிரிகளை இவ்வாய்வுக்குப் பயன் படுத்தத் தொடங்கியதிலிருந்து மரபியல் மிக விரைவில் முன்னேறியது எனலாம்.
மரபியலும் புறத் தோற்ற அமைப்பும். மரபியலைப் பொறுத்த வரை அனைத்து வகை உயிரிகளிலும், அவற்றின் உருவமும், பண்புகளும், பரம்பரைகளில் காணப் படுதலே பொதுப் பண்பாகும்.
ஒரு சில நேரங்களில், பரம்பரைகளின் பண்புகளில் சிறு மாற்றங்கள் நிகழ்வதுண்டு. இத்தகைய மாற்றங்கள் அக்குறிப்பிட்ட உயிர்களின் பண்பகங்களின் (genes) அமைப்பில் ஏற்படும் சிறிய மாறுதல்களால் நிகழ்வன.
இத்தொடர் மாற்றங்கள் பண்பகங்களின் குறிப்பிட்ட அமைப்பால் ஏற்படுவதால், இவ்வமைப்பு மரபியல் அமைப்பு (genotype) எனப் படுகிறது. அதே சமயம், ஒரு குறிப்பிட்ட உயிரின் தொகுப்பு மாறுபட்ட வளர்ச்சிச் சூழ்நிலைகளில் வெவ்வேறு விதமாகக் காணப் படுவதும் உண்டு.
இவ்வுயிரின் மரபியல் ஒன்றாகவே இருந்த போதிலும், வளர்ச்சிச் சூழ்நிலையில் மாற்றத்தால், புறப் பண்புகள் சிறிது மாற்றமடைகின்றன. இதனை, அவ்வுயிரைக் குறிப்பிட்ட ஒரே சூழ்நிலையில் வளர்ப்பதால் அறியலாம். இத்தகைய புறப் பண்புகளும், பண்பகங்களின் அமைப்பாலேயே செயல் படுத்தப் படுகின்றன. இந்நிலையில், ஒரே வகையான மரபமைப்பு மரபியல் சூழ்நிலைக்குத் தகுந்தவாறு வெவ்வேறு புறப் பண்புகளுக்குக் காரணமாகிறது. இப்புறப் பண்புகளின் கூட்டமைப்பே, புறத் தோற்ற அமைப்பு (phenotype) எனப் படும்.
மரபியல் மாற்றங்கள். நுண்ணுயிரிகளில் நிலையான மாற்றங்களும் நிகழ்வதுண்டு. முன்னோர்களிடமில்லாத புதிய அல்லது மாறுபட்ட பண்புகள் பரம்பரைகளுக்கு மாற்றப் படலாம். இவ்வாறு, மாற்றப்படும் பண்பு பரம்பரைகளின் நிலையான மாற்றமாக உள்ளமையால், இப்பரம்பரைகளின் திசுவறைகளிலுள்ள மரபியல் பொருளில் மாற்றமேற்பட்டு, அதன் மரபமைப்பு மாற்றி விட்டதென அறியலாம்.
மரபியல் பண்புகள் திசுவறையின் கருப் பொருள்களான பண்பகங்கள், குரோமோசோம்கள் வழியாகப் பரம்பரைகளுக்கு மாற்றப் படுகின்றன. குரோமோசோம்கள் கருப் புரதங்களால் (nucleo proteins) ஆனவை. பண்பகங்கள் கண்ணுக்குத் தெரியாதவையாக இருந்த போதிலும், இவை நீண்ட மணிச் சரம் போலக் குரோமோசோமில் அமைந்துள்ளன. திசுவறைகளின் கலவிக் கூறுபாட்டின் போது (sexual division), குரோமோசோம்களும் பண்பகங்களும் இரட்டித்துக் கூறு பட்டுப் பரம்பரைகளிலும் அதே அளவில் அமைகின்றன.
இது குன்றாப் பிரிவு முறை (mitosis) எனப் படும். இம்முறையில் உண்டாகும் புதிய திசுவறைகளும் தம் முன்னோர்களைப் போலவே, சிறிதும் மாறுபாடின்றி அமையும். ஆனால், கலவிக் கூறுபாட்டின் போது, குரோமோசோமும், பண்பகப் பொருளும் இரு பாதியாகக் கூறு பட்டுப் பரம்பரைத் திசுவறைகளில் அமைகின்றன. கலவிப் பெருக்கத்தின் போது, இரு பாலணுக்களும் கூடுவதாலேயே, இக்கூட்டணுவில் திசுவறைகளின் குரோமோசோம் எண்ணிக்கை முழுமையடைகிறது. இவ்வகைப் பிரிவை, குன்றல் பிரிவு முறை (meiosis) என்பர். இவ்விரு வகைத் திசுவறைப் பிரிவு முறைகளிலும், குரோமோசோம்களும் அவற்றில் அடங்கியுள்ள பண்பகங்களும் பிரிவு படும் விதமே குறிப்பிடத் தக்கது ஆகும்.
கடந்த பல ஆண்டுகளாகத் திசுவறைகளின் பரம்பரைகளுக்குப் பண்புகளைத் தரும் பொருளின் வேதியமைப்பைக் குறித்துப் பல ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப் பட்டு வருகின்றன. இவ்வாறான ஆய்வுகளுக்குப் பெருந் துணையாக இருப்பவை பாக்டீரியா நச்சுயிரிகள் (Viruses) போன்றவையாகும். உயிரியல் துறையின் சிறப்பான கண்டு பிடிப்புகளில் முன்னணியில் வைக்கத் தகுந்தது, பண்பகங்களிள் வேதியமைப்பைப் பற்றிய ஆய்வேயாகும். வேதியலின் படி, பண்பகங்கள் டி ஆக்சி நியூக்ளிய அமிலம் (DNA) எனப்படும் கரு அமிலத்தால் ஆனவை. இவ்வமிலமே பண்புகளைப் பரம்பரைகளுக்குத் தரும் செயலைச் செய்கின்ற வேதிக் காரணி என்பதும் விளக்கப் பட்டுள்ளது. இவ்வுண்மையை முதன் முதலில் 1944இல் கண்டு பிடித்துக் கூறியோர் ஏவரி, மேக்லியாட், மெக்கார்டி ஆகிய அமெரிக்க அறிவியலார் ஆவர். இவர்கள், நிமோ காக்கஸ் (pneumo coccus) எனப் படும் பாக்டீரிய இனத்தின் குறிப்பிட்ட சில பண்புகளுடைய ஒரு வகையிலிருந்து, டீ ஆச்சி நியூக்ளிய அமிலத்தைப் பிரித்தெடுத்து, வேறொரு வகை நிமோகாக்கசில் புகுத்தி, அவற்றின் பண்பு மாற்றங்களை ஆய்ந்தனர். இது திரிபு மாற்றம் (transformation) எனப் படும்.
பின்பு வாட்சன், கிரிக், வில்கின்ஸ் போன்ற அறிவியலார் டி ஆக்சி நியூக்ளிய அமிலத்தின் மூலக் கூறு அமைப்பைக் கண்டறிந்து, அதன் இரட்டை வட அமைப்பை (double helical structure) விளக்கினர். இவ்விரு செயல்களுக்காக, அவர்களுக்கு 1962ஆம் ஆண்டில் நோபல் பரிசு வழங்கப் பட்டது. —கா.சிவப்பிரகாசம் துணை நூல். J.D. Watson, Molecular Biology of the Gene, Second Edition, W.A. Benjamin, Inc, New York, 1971.
நுண்ணுயிரியல்
இது நுண்ணோக்கியால் மட்டும் காண இயலும் உயிரினங்களைப் பற்றிய அறிவியலே ஆகும். நுண்ணுயிரிகளை இனம் காணல், அவற்றின் அமைப்பு, இயக்கம் ஆகியவை தொடர்பான செய்திகளையும், ஆய்வுகளையும் நுண்ணுயிரியல் (microbiology) பிரிவு உள்ளடக்குகிறது. இதில் பாக்டீரியா அறிவியல் (bacteriology), புரோட்டோசுவாவியல், மீ நுண்ணுயிரியல் (Virology), ஆல்காக்களைப் பற்றிய அறிவியல் (algalogy), தடுப்பாற்றியல் (immunology) பூசணவியல் (mycology) எனப் பல்வேறு பிரிவுகள் உள்ளன.
பொதுவாக நுண்ணுயிரிகளைப் பாக்டீரியா, ரிக் கட்சியோ, சிறு வகைக் காளான், பாசி, முதற் தோன்றிய விலங்குகள், அதி நுண்ணுயிரி, தாவரங்களைப் போன்ற நுண்ணுயிரி, புரோட்டிஸ்ட் (protist) என வகைப் படுத்தலாம்.
நுண்ணுயிரியல் பற்றிப் பல செய்திகள் உண்டு. தொடக்கத்தில், கிரேக்கர்கள் உயிர்கள் உயிரற்றவையிடமிருந்தே தோன்றியிருக்கக் கூடும் எனக் கருதினர். சான்றாகக் கீ என்னும் கிரேக்கத் தேவதை, கற்களிலிருந்து வாழும் உயிர்களைத் தோற்றுவித்ததைக் கூறலாம். அரிஸ்டாட்டில், உயிர்கள் தானாகவே தோன்றும் என்னும் கருத்தைக் கொண்டு, மண்ணில் விலங்குகள் தோன்ற முடியும் என உறுதியாக நம்பினார். இந்தக் கருத்தே 17ஆம் நூற்றாண்டு வரை, அறிஞர்களிடையே நிலவி வந்தது. ஆனால், நுண்ணுயிரியலின் உண்மையான தொடக்கம், நுண்ணோக்கியின் கண்டு பிடிப்பு மூலமே ஏற்பட்டது. இதற்கு டச்சுத் தையல்காரரான அந்தோனிஃபான் லீவன்ஹாக் என்பாரே காரணம் ஆவார். அவர் தம் ஓய்வு நேரத்தில், கண்ணாடி வில்லை செய்வதைப் பொழுது போக்காகக் கொண்டிருந்தார். இவருடைய உருப் பெருக்கக் கண்ணாடிகள் பெரும் தரத்துடன் மிளிர்ந்தன. இவர் தொடக்கத்தில், விலங்குகளின் குடலிலிருந்து புரோட்டோசோவன் நுண்ணுயிரிகளையும், பல்லிடுக்கில் அமைந்துள்ள பாக்டீரியா நுண்ணுயிரிகளையும் கண்டு வியந்தார். பிறகு, தம் கண்டுபிடிப்புகளைப் பிரிட்டிஷ் ராயல் சொசைட்டிக்கு 1670இல் தெரிவித்தார்.
1550இல் கிரோலோமோ ஃபிகாஷ்டோரோ என்பார் தொற்று நோய்கள் பரவுதற்கு ஒரு நோய்த் தொற்று காரணம் என்னும் கருத்தை வலியுறுத்தினார். 18ஆம் நூற்றாண்டின் பிற்பகுதியில், இந்தத் தொற்றை லூயி பாஸ்டர் நுண்ணோக்கி மூலம் கண்டு, அவை பாக்டீரியாக்களே எனத் தெளிந்தார். பின், ஆய்வு மூலம் மண்ணில் அமைந்துள்ள முந்தைய நுண்ணுயிரிகளே, பிறகு தோன்றும் உயிர்களுக்குக் காரணமாக அமைகின்றன என்பதை நிறுவி, அரிஸ்டாட்டிலின் தவறான கருத்துகளை மாற்றினார். நொதித்தல் பற்றியும், நோய் உண்டாக்கல் பற்றியும், இவற்றில் பாக்டீரியா நுண்ணுயிரிகள் ஆற்றும் பெரும் பங்கையும் அறிவித்தார். ராபர்ட் கோச் என்னும் ஜெர்மானிய மருத்துவர் பின்னர், நுண்ணுயிரியல் துறைக்குப் பெரும் பணியாற்றியுள்ளார். ஒரு குறிப்பிட்ட நோயை, ஒரு குறிப்பிட்ட நுண்ணுயிரியே உண்டாக்குகிறது. இதற்கான நுண்ணுயிர்கள் ஒரு குறிப்பிடப்பட்ட அமைப்பையும், செயல் வன்மையும் உடையவை என்னும் அவருடைய கருத்து ஒப்பற்றது.
1880–1900 வரையான காலத்தை நுண்ணுயிரியலின் பொற்காலம் எனலாம். இக்காலத்தில், பல்வேறு நோயீனும் பாக்டீரியாக்கள் இனம் காணப் பட்டன. 1900இல் அமெரிக்காவில், நுண்ணுயிரியலில் பல துறைகள் உருவாக்கப் பட்டன. பாஸ்டர், கோச்சின் மாணவர்களே இத்துறைகளுக்குத் தலைமையேற்றுப் புதிய கண்டு பிடிப்புகளுக்கு வழி வகுத்தனர்.
1940இலிருந்து நுண்ணுயிரியின் இரண்டாம் பொற்காலம் காணப் பட்டது. இக்காலத்தில், பல்வேறு நோய் தரும் நுண்ணுயிரிகள் கண்டு பிடிக்கப் பட்டன. இவற்றின் நோய் வன்மை அறிந்த அறிஞர்களின் கவனம், அவற்றை அழிக்கும் மருந்துகள் கண்டு பிடிப்பதிலும் திரும்பியது. நுண்ணுயிரிகள், பிற நுண்ணுயிரிகளின் தாக்குதலினின்றும் தங்களைக் காத்துக் கொள்ளச் சுரப்புகளை சுரக்கின்றன. இது நுண்ணுயிர் எதிர்ப் பொருள் (antibody) எனப் பட்டது. இப்பொருள்கள் நோயீனும் நுண்ணுயிரிகளை அழிக்க வல்லன எனக் கண்டு, அலெக்சாண்டர் ஃபிளமிங், பெனிசிலின் என்னும் மருந்தைப் பெனிசிலியம் காளான்களிடமிருந்து பிரித்தெடுத்தார். இதன் பின்னர், வேறு பல நுண்ணுயிர் எதிர் மருந்துகள் புதிதாகக் கண்டு பிடிக்கப் பட்டன.
பயன்கள். நுண்ணுயிரியலை, அறிவு சார் நுண்ணுயிரியல் என்றும், பயன் தரும் நுண்ணுயிரியல் என்றும் வகைப் படுத்தலாம். இதில் பயன் தரும் நுண்ணுயிரியலே, மருத்துவம், தொழிலகம், வேளாண் துறை, உணவு மற்றும் பொருள்கள் தயாரிப்பு ஆகியவற்றில் பயன் படுகிறது.
நுண்ணுயிரிகளைப் பொதுவாகத் தெளிவான உட்கரு அற்றன (எ–டு: பாக்டீரியா, நீலப் பச்சைப் பாசி), தெளிவான உட்கரு உடையன (eucaryocytes) (எ–டு: நீலப் பச்சையில்லாப் பிற பாசி, ஈஸ்ட், காளான் புரோட்டோசோவா) என இரு வகைப் படுத்தலாம். மனிதனின் வாழ்வில் நுண்ணுயிரிகள் மண், வளி, நீர் இவையெங்கும் நிறைந்துள்ளன. இவை, மனிதனுக்கு நன்மை பயப்பவையாகவும், தீமை பயப்பவையாகவும் செயல் படுகின்றன. ஆல்கஹால் தயாரிப்பு, ஒயின், பீர் உற்பத்தி, ரொட்டி மற்றும் யோகர்ட் தயாரிப்பு, தயிர், வெண்ணை, பாலாடைக் கட்டி ஆகியவற்றை உற்பத்தி செய்ய நன்மை பயக்கும் நுண்ணுயிரிகள் பயன் படுகின்றன. நுண்ணுயிரிகள், விலங்குகள், தாவரங்கள் மீது செயல் வன்மையைக் காட்டி, அவற்றை வளிமங்களாகவும், மூலக் கூட்டுப் பொருள்களாகவும் மாற்றி, இயற்கையாக மீள் சுழற்சி (recycling) அடையச் செய்கின்றன. நுண்ணுயிரிகளில், தீமை பயப்பவை அழுகலையும், நோய்களையும் உண்டாக்கி, உடல் நலக் கேட்டை ஏற்படுத்துகின்றன.
மேலும் நுண்ணுயிரியல் பல்வேறு அறிவியல் துறை சார் ஆய்வுகளுக்கும் பெரும் துணை புரிகிறது. காட்டாக, உயிர் வேதியியல், மரபியல், செல் அறிவியல், உயிரிய அணுக் கூட்டு அறிவியல் வல்லுநர்கள், நுண்ணுயிரியலில் பெரும் ஆர்வம் காட்டுகின்றனர். உயிர், வாழ்வின் அடிப்படை ஆய்வுகளுக்கு நுண்ணுயிரியல் பெரும் துணை புரிகிறது. இதற்கான பல காரணங்கள் நுண்ணுயிரியலில் அமைந்துள்ளன. நுண்ணுயிரியலே செல் பற்றிய அறிவு சார் ஆய்விற்குரிய அடிப்படைச் செல்களை கொண்டன; நுண்ணுயிரிகளில் உண்டாக்கி விடும் எத்தகைய மரபியல் மாற்றங்களும், எத்தகைய பயன்களைத் தர வல்லன என்பதை விரைந்து அறிந்து கொள்ளலாம்; இவை வளர்வதற்கு எளிய கனிமப் பொருள்களே போதும்; நுண்ணுயிரிகள், எளிதில் இனப் பெருக்கம் செய்ய வல்லன. இந்நிலையில், மிகவும் குறைந்த நேரத்தில் கோடிக் கணக்கில் பெருக வல்லன. நுண்ணுயிரியலில் நடை பெறும் ஆய்வுகளில் பெரும்பாலானவை மனிதனைக் கொல்லும் நோய்களை அகற்றப் பயன் படுகின்றன. —ஆர். தனஞ்செயன் துணை நூல். Sir Graham Wilson and Heather M,. Disk (Eds), Topley and Wilson's Principles of Bacteriology, Virology and Immunity, Vol–I, II, Seventh Edition, Edward Arnold (Publishers) Ltd., London, 1984.
பாக்டீரியா. இது மண், நீர் காற்று, கொதிக்கும் வெந்நீர் ஊற்று, உறை பனி போன்றவற்றில் காணப் படும். ஒரு கிராம் மண்ணில் 1,000,000 முதல் 10,000,000 வரை காணப் படும், இது உருண்டை, உருளை, சுருள் அமைப்புகளில் அமையும். ஒரு செல் அமைப்பு கொண்ட இது தனித்தோ, இணைந்தோ, கசையிழைகள் கொண்டோ இயங்கும்.
கிறிஸ்டியன் கிராம் என்பார், பாக்டீரியாவின் சாயம் பெறும் தன்மையைக் கொண்டு, கிராம் நேர், கிராம் எதிர் என இரு வகையாகப் பிரித்தார். இவை டி.என்.ஏ.வினால் ஆன நியூக்ளியப் படலம் அற்ற எளிமையான நியூக்கிளியஸ் பெற்றவை.
வைரஸ், பாக்டீரியாவை விட அளவில் சிறிய உயிர்ச் செல்களில் மட்டுமே பெருக்கம் அடையக் கூடிய புரத வெளி உறையையும், டி.என்.ஏ. அல்லது ஆர்.என்.ஏ. மரபுப் பொருளையும் பெற்ற எளிமையான நுண்ணுயிரினம் வைரஸாகும். புகையிலையைத் தாக்கும் வைரஸை ஸ்டேன்லி என்பார், முதன் முதலில் படிக வடிவத்தில் தனித்துப் பிரித்தெடுத்தார். இவ்வைரஸ் தாவர, விலங்குப் பாக்டீரியாக்களைத் தாக்கி, நோய்களைத் தோற்றுவிக்கிறது. பாக்டீரியாக் கொல்லி வைரஸ் தலைப் பிரட்டை வடிவத்தையும் கசையிழைகள் கொண்டும் காணப் படும். பெரியம்மை. சளி, ஃப்ளு காய்ச்சல், மஞ்சள் காய்ச்சல், மூளைக் காய்ச்சல் போன்ற நோய்கள் ஏற்பட வைரஸே காரணமாகும்.
மைக்கோப்பிளாஸ்மா. ஒரு செல்லாலான இவ்வுயிரி செல் சுவர் அற்று, மெல்லிய வெளிப் படலம் மட்டுமே பெற்று, உருவத்தைப் பல தன்மைகளில் மாற்ற வல்லது. பாக்டீரியாவின் அளவில் ஐந்தில் ஒரு பங்கு உள்ள இது பாக்டீரியா வடி கட்டிகளினால் வடி கட்ட முடியாதது. உயிர்ப்புத் திசுக்கள் அற்ற வளர் ஊடகத்தில் இது பெருக்கம் அடைவதால், பாக்டீரியா, வைரஸுக்கு இடைப் பட்ட நுண்ணுயிரியாகும். மைக்கோப்பிளாஸ்மா, எகோலி பிளாஸ்மா, ஸ்பைரோ பிளாஸ்மா போன்றவை குறிப்பிடத் தக்கவை. மைக்கோப்பிளாஸ்மா, ஒட்டுண்ணியாக மனிதச் சளிச் சுரப்புப் படலங்களிலும், மூட்டுகளிலும் காணப் படுகின்றது. இது வளர்வதறகுக் கொலஸ்ட்ரால் தேவைப் படுகிறது. மைக்கோப்பிளாஸ்மா நிமோனியா நோயைத் தோற்றுவிக்கிறது. இது உருண்டை அல்லது கிளைந்த நுண் இழை வடிவம் கொண்டது. டெராமைசின், பென்சிலின் போன்ற உயிரிக் கொல்லிகள் இவற்றை அழிக்கும்.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பக்கத்தின் ஆரம்பத்தில் இருந்து பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> புரோட்டோசோவா. இது திசு உறுப்பு வேறுபாடின்றி, மிகவும் பின் தங்கிய ஒரு செல் விலங்கு நுண்ணுயிரியாகும். செல் சுவர் இராமல், பிளாஸ்மியப் படலம் மட்டும் பெற்றுச் சைட்டோப்பிளாசம் வெளி, உள் என்று வேறுபாடு கொண்டது. உணவு நுண் குமிழிகளும், சுருங்கி விரியும் நுண் குமிழிகளும் பெற்றது. இத்தொகுதி 20,000 இனங்களைக் கொண்டது. முதன்மைத் தோன்றி என்று கருதப் படும் அமீபா இனங்கள் உணவுகளாகவும், இயக்கத்திற்காகவும் போலிக் கால்களை தோற்றுவித்துத் தன் உருவத்தை மாற்றிக் கொள்கின்றன. எண்டமீபா என்பது மனிதச் சிறு குடலில் ஒட்டுண்ணியாக அமைந்து, கடுமையான வயிற்றுப் போக்கினைத் தோற்றுவிக்கிறது. பாரமேசியம் போன்ற இனங்கள் உடல் முழுவதும் மெல்லிய தூவி போன்ற வளரிகளைப் பெற்றுள்ளன. இவை இரட்டைப் பிளவு, அரும்புதல், இணைவு மூலம் பெருக்கம் அடைகின்றன.
பாசி. இது பச்சையம் (chlorophyll) பெற்று, தேவையான உணவைத் தாமாக உருவாக்கிக் கொள்ளும் எளிய அமைப்புடைய நுண் தாவர இனமாகும். நன்னீர் நிலைகளிலும், கடலிலும் பிற விலங்கு இனங்களுக்குப் பாசி அடிப்படை உணவாக அமைகின்றது. இது பெற்றுள்ள நிறமிகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு, நீலப் பச்சைப் பாசியினம், பச்சைப் பாசியினம், சிவப்புப் பாசியினம் என்று பகுக்கலாம். மிகவும் பின் தங்கிய பாசி நுண்ணுயிரியான கிளாமிடோமோனாஸ் ஒரு செல் அமைப்பும், இரண்டு கசையிழைகளும், அசையும் தன்மையும் கொண்டது. நீலப் பச்சைப் பாசிகளான அனபீனா, நாஸ்டாக் போன்றவை வளி மண்டல நைட்ரஜனை ஈர்த்து, மண்ணில் நிலை நிறுத்த வல்லவை. உடலப் பெருக்கம், பாலில்லா இனப் பெருக்கம் மூலம் பாசி விரைவாகப் பெருகுகிறது.
பூசணம். இது பச்சையம் அற்றுச் சாறுண்ணியாகவோ, ஒட்டுண்ணியாகவோ வாழும் எளிமையான தாவர இனமாகும். கீழ் நிலைப் பூசணமான மிக்சோமைசீட் என்பது ஒரு செல் அமைப்புக் கொண்டு, செல் சுவர் அற்று, பல நியூக்ளியஸ்கள் கொண்ட புரோட்டோபிளாஸ்ட் மட்டுமே பெற்றுள்ளது. ஹைபா என்பது நிறமற்ற கிளைத்த இழைகளைத் தொகுப்பாகப் பெற்றிருக்கும். இவ்வினம் விதைகளைக் கொண்டு, காற்று மூலம் விரைந்து பெருகும். ஈஸ்ட் பூசணம், முட்டை வடிவ ஒரு செல் அமைப்புக் கொண்டது. இது நொதித்தல் மூலம், ஸ்டார்ச்சிலிருந்து சாராயத்தை உருவாக்குகிறது. காய்கறி, ஊறுகாய், அடைக்கப் பட்ட உணவுப் பொருள்களில் பஞ்சுப் படலமாக வளரும் பெனிசீலியம், பென்சிலின் போன்ற பாக்டீரியாக்களை அழிக்கும் உயிர்க் கொல்லியைப் பூசணம் தோற்றுவிக்கிறது.
மண் நுண்ணுயிரியியல். வளமான மண்ணில் மிகுந்த எண்ணிக்கையில், பாக்டீரியா, ஆக்டினோ மைசீட், பூசணம், பாசி, புரோட்டோசோவா போன்றவை அமைந்துள்ளன. கடினமான கரிமப் பொருள்களை இவ்வினங்கள் எளிமையாக்கித் தாவரங்கள் எடுத்துக் கொள்ள உதவுகின்றன. இறந்த உயிரினங்கள் அழுகுவதற்கும், மக்குவதற்கும் இவ்வினங்கள் பயன் படுகின்றன. தாவரங்களுக்குக் கந்தகம், பாஸ்ஃபரஸ், இரும்பு ஆகியவற்றை எளிமையாக்கித் தருகின்றன. வேர் முண்டுகளில் (root nodules) வாழும் பாக்டீரியா தனி நைட்ரஜனை நிலைப் படுத்துகிறது. கார்பன், நைட்ரஜன் போன்றவற்றின் சுழற்சிகள் சீராக நடை பெற, மண் நுண்ணுயிரிகள் பெரும் பங்கு ஆற்றுகின்றன. சில உயிரிகள் தாவர வேர் வளர்ச்சிக்கு வளர்வூக்கிகளை (hormones) வெளியிடுகின்றன. நீர் நுண்ணுயிரியியல். மண்ணை அடுத்து மிகுதியாக நுண்ணுயிரிகள் வாழும் இடமாக நீர் அமைகிறது. போதிய, கரைந்த ஊட்டச் சத்துகள், ஆக்சிஜன் இவற்றைப் பொறுத்து இவ்வுயிரிகள் பெருக்கம் அடைகின்றன. நகரங்களில் ஓடும் ஆறுகளில் கழிவுப் பொருள்கள் தொடர்ந்து கலப்பதால், நுண்ணுயிரிகளின் எண்ணிக்கை மிகுந்து காணப் படுகிறது. நீர் மேற்பரப்பில் மிதந்து வாழும் இந்நுண்ணுயிரிகள், தாவர மிதவையுயிரிகள், விலங்கு மிதவையுயிரிகள் என இரு வகைப் படும். நுண் பச்சை, நீலப் பச்சைப் பாசியினங்கள், டைனோஃ பிளஜலேட்டுகள் போன்றவை மிதவையுயிரிகளாகும். தாவர, சாக்கடைக் கழிவு நீரில் அமைந்த கரிமப் பொருள்கள் தீமை விளைவிக்கும் பாக்டீரியாப் பெருக்கத்திற்குப் பெரிதும் காரணமாகின்றன. எனவே, காலரா, டைஃபாய்டு, வாந்தி பேதிப் பாக்டீரியாக்கள், கரிமப் பொருள்களைச் சிதைப்பதால், கழிவுப் பொருள் தூய்மிப்பில் இவ்வுயிரிகள் பெரிதும் பயன் படுகின்றன.
காற்று நுண்ணுயிரியியல். பூசணம், பாக்டீரியா போன்றவற்றின் விதைகள் காற்று மூலம் பரவுகின்றன. உணவு வகை, சேமிக்கப்பட்ட பொருள், வளர்ப்பு ஊடகம் ஆகியவை கெடுவதற்கும், பல தாவர விலங்கு நோய்கள் உண்டாவற்கும் இவ்வுயிரிகளே காரணமாகும். 75 கி.மீ. உயரக் காற்று மண்டலத்திலும், இந்நுண்ணுயிரிகள் கண்டறியப் பட்டுள்ளன. இருமல், தும்மலின் போது, வெளிப்படும் எச்சில் சிதறல்களில் ஆயிரக் கணக்கான நுண்ணுயிரிகள் வெளியேறுகின்றன. ரொட்டித் தயாரிப்பிலும், மாவு புளிப்பதற்கும், பால் தயிராவதற்கும், வெண்ணெய் உண்டாவதற்கும் இவ்வுயிரினங்கள் பெரிதும் தேவைப் படுகின்றன. —இரா. அன்புமணி துணை நூல். Flowrence C. Kelly and K. Eilan Hite, Microbiology, Appleton Centuary Inc., New York, 1949.
நுண்ணுயிருண்ணி
ஒரு வகை மீ நுண்ணுயிரி (Virus) வகையைச் சேர்ந்த நுண்ணுயிருண்ணி (bacteriophage) நுண்ணுயிரிகளைத் தாக்குகிறது. நுண்ணுயிர் வடிப்பிகளாலும் வடித்தெடுக்க முடியாது. இவை மிகச் சிறிய உயிரினங்களாகும்.
அமைப்பு. நுண்ணுயிருண்ணிகள் மிகவும் சிக்கலான உருவ அமைப்புக் கொண்டவை. இவை தலைப் பிரட்டைகளின் வடிவத்தை ஒத்துள்ளன. நுண்ணுயிருண்ணிகளின் உடலைத் தலை, வால் என இரு பிரிவாகப் பிரிக்கலாம்.
தலை. இது அறுகோண வடிவில் DNAகளை உள்ளடக்கி உள்ளது. DNAஐச் சுற்றிப் புரதத்தால் ஆக்கப் பட்ட ஒரு சுவர் (capside) காணப் படுகிறது.
வால். வால் பகுதியில் நார்களும், சுருள் போன்ற அமைப்பும் காணப் படுகின்றன. வால் நார்கள் நுண்ணுயிருண்ணிகளை, நுண்ணுயிரிகளின் உடலில் ஒட்டப் பயன் படுகின்றன.
வாழ்க்கைச் சுழற்சி. நுண்ணுயிருண்ணிகள் முதலில் வால் நார்களின் உதவியுடன், நுண்ணுயிரிகள் மீது அமர்கின்றன. பின்னர், சுருள் அமைப்பு சுருங்குகிறது. இதன் மூலம், அடித் தட்டு, நுண்ணுயிரியின் செல் வரைத் துளைக்கும் வகையில், சுருள் ஒட்டுகிறது. மேலும், சுருளமைப்பு சுருங்குவதால், நுண்ணுயிருண்ணியின் தலைப் பிரட்டை உள்ள DNA நுண்ணுயிரியின் உடலுக்குள் செலுத்தப் படுகிறது. உட்செலுத்தப்பட்ட DNA நுண்ணுயிரியின் DNA உடன் இணைந்து, அதன் செயலமைப்பை மாற்றுகிறது.
மாறுபட்ட செயலால், நுண்ணுயிரி, நுண்ணுயிருண்ணி நன்கு வளரத் தேவையான தாதுக்களை உற்பத்தி செய்கிறதேயன்றித் தனக்கு தேவையானதை உற்பத்தி செய்வதில்லை. இவ்வாறாக, நுண்ணுயிரியின் உடலைச் சிதைத்துக் கொண்டு, பல மடங்காக வெளியேறுகின்றது பிறகு, வேறு புதிய நுண்ணுயிரிகளைத் தாக்குகின்றது. ஒரு சுழற்சியாகச் செயல் படத் தொடங்கி விடுகிறது. —ச. ஆதித்தன் துணை நூல். R. Ananthanarayan and C.K.Jayaraman Panicker, Text book of microbiology, Orient Longman Ltd., Madras, 1985.
நுண்ணோக்கி
கண்களால் தெளிவாகக் கண்டறிய முடியாத சிறிய பொருள்களை உருப் பெருக்கமடைந்த பெரிய பிம்பங்களாகக் காணப் பயன்படும் ஒளியியல் கருவியே நுண்ணோக்கி (microscope) எனப் படும். பிம்பங்களைப் படமெடுத்தோ, ஒளி மின் கலன்கள் மூலம் உணர்வதன் மூலமோ, தேவைான விவரங்களைப் பெற இயலும் 17ஆம் நூற்றாண்டில் சாதாரணக் குவி வில்லைகளே உருப் பெருக்கிகளாகப் பயன் பட்டன. இதுவே நுண்ணோக்கி எனப் படும். கி. பி. 1648இல் ஹுக் என்னும் அறிவியலறிஞர் விலங்குகளிலும், காய்கறிகளிலுமுள்ள தசைகளில் செல்கள் உள்ளமையை ஆராய நுண்ணோக்கிகளைப் பயன் படுத்தினார்.
எளிய நுண்ணோக்கி. மையத்தில் தடித்தும், ஓரத்தில் மெல்லியதாகவும் உள்ள ஒளி புகு பொருள்களாலான வட்ட வடிவத் துண்டுகள், எளிய நுண்ணோக்கி அல்லது கை வில்லை எனப் படும். சிறிய பொருள்களைப் பெரிதாகக் காட்டும் உருப் பெருக்கிகள், தற்காலத்தில் பல வகையாக உள்ளன.
பொதுவாக இரட்டைக் குவி வில்லை, சம தளக் குவி வில்லை. வில்லைத் தொகுதிகள் ஆகியன பயன் படுகின்றன. இவ்வில்லைகள் சாதாரணக் கைப்பிடிகளுடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளன அல்லது எந்திரக் குவியல் அமைப்புகளாகவும், தளம், தாங்கிகளுடனும், ஆடியுடனும் அமைந்த உறுப்புக் காட்டும் நுண்ணோக்கிகளாகவும் உள்ளன.
கூட்டு நுண்ணோக்கி. கூட்டு நுண்ணோக்கியில் இரு வில்லைகள் அல்லது வில்லைத் தொகுதிகள் பயன் படுகின்றன. ஒரு வில்லைத் தொகுதி, பொருளின் பெரிய பிம்பத்தினைத் தரும். இப்பிம்பம், இரண்டாம் வில்லையால் உருப் பெருக்கப் படும். மொத்த உருப் பெருக்கம், இரு தனித் தனி வில்லைத் தொகுதிகளின் உருப் பெருக்க மதிப்புகளின் பெருக்கற் பலனேயாகும். கொள்கையளவில், பல எளிய நுண்ணோக்கிகளை ஒரே வரிசையாக அமைத்து, உருப் பெருக்கம் ஏற்படச் செய்ய முடியுமானால், நடைமுறையில் பிறழ்ச்சி, எதிரொளிப்பு வில்லைக் குறைபாடு இவற்றின் காரணமாகக் கூட்டு நுண்ணோக்கிகளில் இரு வில்லைத் தொகுதிகள் மட்டுமே பயன் படுத்தப் படும்.
மாதிரிக் கூட்டு நுண்ணோக்கி படத்தில் காட்டப் பட்டுள்ளது. இதில் ஒரு தாங்கியையும், பொருள்களையும் வைப்பதற்காகத் தளம், நகரும் வண்ணம் அமைந்த உடற்குழாய் முதலியன உண்டு. இக்குழாயில் இரு வில்லைத் தொகுதிகள் உள்ளன. பொருளுக்கு அருகிலமையும் வில்லைத் தொகுதி கண்ணருகு கருவி எனவும் வழங்கப் படுகின்றது. தளத்தினடியில் அமைக்கப்பட்டுள்ள ஆடியின் மூலம் கருவியினுள் ஒளியை எதிரொளிக்கச் செய்யலாம். மிக நீளமுள்ள பொருளருகு வில்லைகள் பயன் படும் போது, பொருளின் மீது ஒளியூட்டத்தை அதிகரிக்கக் குவிப்பான் பயன் படும். இரு முறை உருப் பெருக்கமடைந்த பிம்பங்களின் பகுப்பாய்வுக்குத் தேவைக்கேற்றவாறு, ஒளியியல் மற்றும் எந்திர அமைப்புகள் பெரிதும் துணையாகின்றன.
உருப் பெருக்கத் திறன். கூட்டு நுண்ணோக்கியின் உருப் பெருக்கத் திறன் எனப் படுவது, பொருளின் இறுதிப் பிம்பம் கண்ணில் தாங்கும் கோணத்திற்கும் தெளிவான பார்வைக்குரிய அண்மைத் தொலைவிலுள்ள அப்பொருள் கண்ணில் தாங்கும் கோணத்திற்குமுள்ள விகிதமேயாகும். கண், கண்ணருகு கருவிக்கு மிக அருகில் உள்ளமையால், பிம்பம் கண்ணில் தாங்கும் கோணம் என்பது கண்ணருகு கருவியில், அது தாங்கும் கோணத்தைக் குறிக்கிறது. கூட்டு நுண்ணோக்கியின் உருப் பெருக்கத் திறன் m= v/u (1+d/f) என்னும் சமன்பாட்டால் கணக்கிடப் படுகிறது. u, v என்பன முறையே வில்லையினின்று பொருள் மற்றும் பிம்பத் தொலைவுகளைக் குறிப்பிடுகின்றன <!---- search m= v/u (1+d/f) in google ---->. f வில்லையின் குவியத் தொலைவாகும். ‘d’ தெளிவான பார்வைக்குரிய அண்மை தொலைவைக் குறிக்கும்.
தற்காலத்தில், எலெக்ட்ரான்கள் எக்ஸ் கதிர்கள், ஒலி மற்றும் பல கதிர் வீச்சு அமைப்புகள் ஆகியன பிம்பத்தை ஏற்படுத்தப் பயன் படுகின்றன. இப்பிம்பங்கள், நடைமுறையில் கட்புலனாகாதவையாதலின், ஒளிப் படலம் தொலைக்காட்சி மற்றும் தனிக் கதிர் வாங்கிகளைப் பயன் படுத்திப் பிம்பங்களைப் பதிவு செய்து ஆராயலாம். கதிர் வீச்சுகளுக்கேற்றவாறு, இவை எலெக்ட்ரான் எக்ஸ் கதிர், அயனி மற்றும் மீயொலி நுண்ணோக்கி என வழங்கப் படுகின்றன. —சிவ. சேதுராமன்
நுண்ணோக்கி, அலகீட்டு எலெக்ட்ரான்
தொலைக் காட்சிப் பெட்டியில் உள்ளது போலவே, நேரத் தொடர்பான புள்ளிகளால் படிவத்தை உண்டாக்கும் எலெக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியே, அலகீட்டு எலெக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (scanning electron) ஆகும். 1930ஆம் ஆண்டு முதலே, இக்கருவியைப் பற்றிய கருத்துகள் நிலவின. இரண்டாம் உலகப் போருக்குப் பின்னரே, இக்கருவியை வடிவமைக்கும் பணிகள் விரைவாக நடைபெற்றன. 1966இல் இக்கருவி பயன்பாட்டுக்கு வந்தது. உயிரியல், இயற்பியல் துறை ஆய்வகங்களில் நுண்ணுலகை ஆய்வதில் இது பெரிதும் பயன் படுகிறது. இந்நுண்ணோக்கியில், எலெக்ட்ரான் துப்பாக்கி எனும் அமைப்பில், மிக மெல்லிய எலெக்ட்ரான் கற்றை உண்டாக்கப் பட்டுக் காண வேண்டிய பொருளின் மீது வரி வரியாய்ப் பாய்ச்சப் படுகிறது. அப்போது, பொருளிலிருந்து பல்வகைக் கதிர் வீச்சுகள் வெளி வருகின்றன. ஒரு குறிப்பிட்ட கணத்தில், பொருளின் ஏதேனும் ஒரு புள்ளியில் வெளியாகும் கதிர் வீச்சின் அளவு குறிப்பலை எனப் படுகிறது. அது ஒரு எதிர் முனைக் கதிர் குழாயின் சீரான எதிர் முனை, கதிர் வீச்சின் மீது பண்பேற்றம் செய்யப் படுகிறது. பொருளின் ஒரு புள்ளியிலிருந்து வெளியாகும் கதிர் வீச்சுகள் மிகுதியெனில், அதனால், பண்பேற்றம் பெற்ற, திரையில் உள்ள அடுத்த புள்ளிக்குத் தாவும் போது, பண்பேற்றம் பெற்ற, திரையில் உள்ள அடுத்த புள்ளி, தக்கவாறு ஒளிப் பொலிவை அடையும். இவ்வாறு, பொருளின் அனைத்துப் புள்ளிகளுக்கு மேற்றவாறு, திரையில் ஒளிப் பொட்டுகள் அமைந்து, அங்கு பொருளின் முழுப் படிவமும் காணப் படும். தொலைக் காட்சியில் காணப்படும் படிவத்தைப் போலவே, இதுவும் அமைகிறது.
உயர்ந்த பிரி திறனும், சிறந்த தெளிவும் உள்ள படிவங்களை இந்நுண்ணோக்கி மூலம் பெற முடியும். ஆல்பெர்ட் கிரிலி என்பார் மீ உயர் பிரி திறனைக் கொண்ட, அலகீட்டுக் கடத்தல் எலெக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியை (scanning transmission electron microscope) வடிவமைத்தார். அதில், அணுக்களைக் கூடப் பிரித்தறியும் அளவுக்குப் பின்னோக்கிச் சிதறும் எலெக்ட்ரான்கள், சிறப்பியல் எக்ஸ் கதிர்கள், கண் காணும் ஒளி மற்றும் தூண்டு மின்னோட்டம் இவற்றைக் குறிப்பலைகளாகப் பெறலாம். இவற்றைக் கொண்டு அமைந்த பொருளின் படிவத்திலிருந்து, பொருளின் வடிவம், கொள்ளளவு, வேதியியல் மற்றும் மின்னியல் பண்புகளை ஆராயலாம்.
துணை எலெக்ட்ரான் குறிப்பலையைப் பயன்படுத்தி, நுண்ணுயிரியலில் படிவங்களைப் பெறலாம். எடுத்துக் காட்டாக, மனிதக் குருதியின் சிவப்பணுக்களைச் சொல்லலாம். நுண்ணோக்கியின் பிரி திறன் எலெக்ட்ரான் துப்பாக்கியிலிருந்து வெளி வரும் எலெக்ட்ரான் கதிர்களின் பொலிவிற்கேற்ப அமைகிறது. எனவே பிரி திறனைக் கூட்டும் நோக்கத்துடன், எலெக்ட்ரான் கதிரின் பொலிவினை, அதாவது, செறிவினைக் கூட்டப் பல ஆண்டுகளாக முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப் பட்டன. கிரிவி என்னும் அறிஞர், புல உமிழ்வு மூலத்தை எலெக்ட்ரான் துப்பாக்கியாக அமைத்து, அதிலிருந்து வெளி வரும் செறிவு மிக்க, குறைவான அளவு பிரி திறனைக் கொண்ட ஹெக்சா போரைடு மூலத்தை, எலெக்ட்ரான் துப்பாக்கியாகக் கொண்ட நுண்ணோக்கிகளை அமைத்தார். அவை, மிகப் பொலிவுள்ள கதிர்களை உமிழ்ந்து, பிரி திறன் மிக்க படிவங்களை உண்டாக்குகின்றன.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பக்கத்தின் ஆரம்பத்தில் இருந்து பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> இந்நுண்ணோக்கி வழியே பார்க்கப் படும் பொருள், நன்கு உலர்ந்திருத்தல் இன்றயமையாதது. ஆனால், எளிய எலெக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியிலோ, ஒளியியல் நுண்ணோக்கியிலோ பொருள் உலர்ந்திருக்க வேண்டியதில்லை. பொருளை உலர்த்தும் முறைகள், மாறு நிலைப் புள்ளி உலர்வு முறை, உறைதல் உலர்வு முறை என இரு வகைப் படும். இவ்விரு முறைகளில், எளிதில் உடைந்து நொறுங்கும் தன்மையுள்ள உயிரியல் திசுக்களைக் கூட உலர்த்தி விடலாம். நுண் பொருளை உறைய விட்டால், அது உலர்ந்து விடுகிறது. மேலும், மிகக் குளிர் வெப்ப நிலைகளில் நுண் பொருள் உடைந்து, உள் அமைப்புகளைக் காட்டி நிற்கும். பொதுவாக நுண்பொருள்கள் பற்றிய செய்முறை ஆய்வுகளில், இந்நுண்ணோக்கி சிறப்பிடம் பெறுகிறது. —மு. சேக்முஸ்தபா
நுண்ணோக்கி, உடனொளிர்வு
ஆய்வகங்களில் பொதுவாகப் பயன் படும் நுண்ணோக்கி கண் காணும் ஒளியின் அலை வரிசைகளில் பொருள்களைப் பெரிதாக்கிக் காட்டுகிறது. உடன் ஒளிர்வு நுண்ணோக்கி (fluorescent microscope) புற ஊதா, ஊதா, அரிதாக நீல நிற ஒளியிலும், பொருள்களைப் பெரிதாக்கிக் காணப் பயன் படுகிறது.
இந்நுண்ணோக்கியில்,ஆய்வுக்குரிய பொருளின் மீது புற ஊதாக் கதிர் படும் போது, அப்பொருள் ஒளிர்கிறது. அதாவது, புற ஊதாக் கதிர், பொருளின் மீது படும் போது, அப்பொருள் தானே ஒளி விடும் பொருள் போலத் தோன்றுகிறது. அப்போது, பெரும்பாலும் பொருள்கள் வண்ணமுடையவையாகத் தோன்றும். ஒளிர்விக்கப் பட்ட பொருளில், எலெக்ட்ரான்கள் மாற்றி அமைக்கப் படுவதால் அது ஒளிர்கிறது.
உட்சுவர் நிற மாலைப் பெருமங்கள் 300X109 அலை நீளத்திற்கும் குறைவாக உள்ள நிறமாலைகளைக் கொடுக்கும் பொருள்களைக் காணும் போது, நுண்ணோக்கியின் குவிக்கும் வில்லைகளாகக் கண்ணாடிக்குப் பதிலாகக் குவார்ட்ஸ் வில்லைகளைப் பயன் படுத்த வேண்டும். மேலும், நுண்ணோக்கியில் அலுமினியம் பூச்சுக் கொடுக்கப் பட்ட எதிர்பலிக்கும் முன் பரப்புக் கண்ணாடி இருக்க வேண்டும். ஏனென்றால், வெள்ளிப் பூச்சு உள்ள ஆடிகள் புற ஊதாக் கதிர்களைச் சிறப்பாக எதிர்பலிப்பதில்லை. ஆய்விற்குரிய பொருளின் ஒளிரும் பிம்பம் மிகப் பொலிவுடையதாகத் தோன்றுவதுடன், பொருளின் பல்வேறு பகுதிகளும் நன்றாக வேறு படுத்தி, அறியக் கூடியவையாக இருக்கும்.
வலிமை குறைந்த ஒளிர்வு உள்ள போது, ஒரு கண்ணால் மட்டும் பார்க்கப் படும் நுண்ணோக்கியைப் பயன் படுத்துவதோடு, ஆய்வுகளை இருட்டறையில் மட்டுமே செய்ய வேண்டும். வலிமை மிக்க ஒளிர்வு உள்ள போது, இரு கண்களாலும் காணும் நுண்ணோக்கியைப் பயன் படுத்தலாம். ஒளி இழப்பைக் குறைக்க, நுண்ணோக்கியின் காற்று–கண்ணாடிப் பரப்பு உரிய எரி பொருளால் பூசப் பட்டிருக்க வேண்டும். இந்நுண்ணோக்கியில் ஒளிர்வு செய்யாப் பொருளருகு கருவிகள் பயன் படுத்தப் படலாம். 8 மி.மீ. குறுக்களவும், 20 X பெருக்கு திறன் உள்ள கண்ணருகு கருவியும் சேர்ந்த கூட்டு அமைப்பு, பெரும்பாலும் சிறந்ததாகும்.
எண்ணியல் பிளவு 1.40 உள்ள அப்பே குவிப்பான் ஆய்விற்குரிய பொருளின் மீது கூடுதல் கதிர் வீச்சைக் குவிக்கும். நிறப் பிறழ்ச்சியற்ற (achromatic) குவிப்பானைப் பொருளருகு கருவியாகப் பயன் படுத்துவதில்லை. ஏனென்றால், இத்தகைய குவிப்பானில் இரண்டு வில்லைகள் ஒட்டப் பட்டிருக்கும். அவை ஒட்டப் பட்டிருக்கும் பகுதி, தானாக ஒளிர்வு செய்வதால், கண் கூசும் ஒளி தோன்ற வாய்ப்பு உண்டு. அவ்வாறே, ஃபுளுரைட் தனிமங்களாலான பொருளருகு கருவிகளையும் பயன் படுத்தக் கூடாது. சில ஆய்வுகளில், ஒளிப் புலக் குவிப்பானுக்குப் பதிலாகப் பர வளைய இருள் புலக் குவிப்பான் பயன் படுத்தப் படுகிறது.
ஒளியை உட்கவரப் பயன் படுத்தப் படும் வடிப்பான் (filter) பொருளருகு கருவிக்கும், காண்போரின் கண்ணுக்கும் இடையில் வைக்கப் படும். இதனால், ஆய்விற்குரிய பொருளால் உட்கவரப் படாத பிற கதிர்கள் இருந்தால், அவை அகற்றப் பட்டுப் புற ஊதாக் கதிர்களை மட்டும் உட்கவரக் கூடிய வண்ணமற்ற வடிப்பானாக இருக்கலாம். அல்லது, வடிப்பான் ஆய்வில் பயன் படுத்தப் படும் ஒளியின் வண்ணத்திற்கு மிகை நிரப்பு வண்ணமுடையதாக இருக்கலாம். காட்டாக, நீலம் மற்றும் புற ஊதாக் கதிர்களை உட்கவரும் பொருள்களுக்கு ஒரு மஞ்சள் வடிப்பானைப் பயன் படுத்தலாம். அது பொருளைக் கடந்து செல்லும் நீல நிற ஒளியை உட்கவர்ந்து பொருளின் மஞ்சள் நிற ஒளிர்வை மட்டும் கண்ணிற்குச் செலுத்தும். பொருளை நன்றாகக் காண்பதற்குக் குறுக்கு–வடிகட்டி கூட்டு அமைப்புகளைப் பயன் படுத்தலாம்.
நோய் நுண்ணுயிரை அறிதல். வைரஸ், பாக்டீரியா போன்ற ஒவ்வாமைப் பொருள்கள், உடலின் திசுக்களுக்குள் நுழைந்தால், அவற்றுடன் தனித்து வினை புரியும் கரையும் பொருள்கள் திசுக்களில் ஏற்படுத்தப் படுகின்றன. இக்கரையும் பொருள்கள் எதிர்ப்பு ஆற்றல் பொருள்கள் எனப் படும். அவை தோன்றக் காரணம், ஒவ்வாமைப் பொருள்களேயாகும். நீர்மத்தில் உள்ள எதிர்ப்பு ஆற்றல் மிக்க பொருள்கள் கரையக் கூடிய ஒவ்வாமைப் பொருள்களுடன் சேர்க்கப் பட்டால், தகுந்த சூழ்நிலையில் ஒரு வீழ் படிவு தோன்றும். அல்லது ஒவ்வாமைப் பொருள் குறிப்பிட்ட வினை மட்டும் ஏற்படுத்தக் கூடியதாக இருந்தால், துகள்கள் ஒன்றோடொன்று ஒட்டிக் கொள்ளும்.
எதிர்ப்பு ஆற்றலுடைய பொருள்களைத் தகுந்த வேதி முறையில் ஒளிர் விடும் சாயங்களுடன் பிணைக்கலாம். அவ்வாறு, பிணைக்கப் படும் போது, எதிர்ப்பு ஆற்றலுடைய பொருள் ஒவ்வாமை பொருளுடன், குறிப்பிட்ட வினை புரியும் தன்மை மாறி விடாதவாறு இருத்தல் வேண்டும். ஃபுளோரசின் ஓர் ஒளிர் விடும் சாயம் ஆகும். இவற்றையும், உடன் ஒளிர்வு நுண்ணோக்கியையும் பயன் படுத்தி, நோய்களை ஏற்படுத்தும் வைரஸ், பாக்டீரியாக்கள் ஆகியவை கண்டறியப் படுகின்றன. —ப. தர்மலிங்கம்
நுண்ணோக்கி, எக்ஸ் கதிர்
எக்ஸ்–கதிர் நுண்ணோக்கியின் உதவியால், எக்ஸ்-கதிரைப் பயன் படுத்திப் பொருள்களை, வேதி முறையில் பகுப்பாய்வு செய்யவும், அவற்றை 100 முதல் 1000 மடங்கு வரை பெரிதாக்கிக் காணவும் முடியும். 0.25 மெக்ரான் (μ) இடை வெளியிலுள்ள பொருள்களைக் கூட, இதன் உதவியால் பிரித்துக் காண முடியும். ஆய்வுப் பொருளின் ஊடே பாய்கிற எக்ஸ் கதிர்கள், வெவ்வேறிடங்களில் வெவ்வேறு அளவு மாறுபாடுகளால் எக்ஸ் கதிர் நுண்ணோக்கியில் பிம்பம் உண்டாகிறது. பொருள்களின் வேதிப் பண்பைச் சார்ந்த தன்மைகள், அவற்றின் கட்டமைப்புப் பற்றியசெய்திகள் போன்றவற்றை எக்ஸ் கதிர் நுண்ணோக்கி அளிக்கிறது. ஒளி புகாப் பொருள்களைக் கூட, இந்நுண்ணோக்கியால் கண்டறிய முடியும். இது ஒரு நம்பகமான புற நுண் வேதி தொழில் நுணுக்கமாகும். இதன் முலம் 10-12–10-14 கிராம் அளவேயுள்ள நுண்ணிய ஆய்வுப் பொருள்களையும் பகுப்பாய்வு செய்ய முடியும். இதில் மிகச் சிறிய விழுக்காடு பிழையே நேரும்.
பிம்பம் தோன்றுவது பற்றிய கோட்பாடுகள். எக்ஸ் கதிர் நுண்ணோக்கியியல், நான்கு கோட்பாடுகளையொட்டிச் செயல் படுகிறது. தொடு நுண் கதிர் வரையியல், வீழ்த்து எகஸ் கதிர் நுண்ணோக்கியியல், எதிரொளிப்பு எக்ஸ் கதிர் நுண்ணோக்கியியல், எக்ஸ் கதிர்ப் பிம்ப வரையியல் என்னும் நான்கு வரைவியல் வகை நுண்ணோக்கியியல்கள் உள்ளன.
தொடு நுண் கதிர் வரைவியல். தொடு நுண் கதிர் வரைவு முறையில், ஆய்விற்கான பொருள் மிக மிக நுட்பமான மணிகளையுடைய, ஒளிப் படத் தட்டை நெருக்கித் தொட்டுக் கொண்டிருக்குமாறு வைக்கப் படும். இந்தத் தட்டின் பகு திறன் 1 மி.மீட்டருக்கு ஆயிரம் வரிகள் ஆகும். இந்த நிலையில் தகுந்த அலை நீளங்களையுடைய எக்ஸ் கதிரினைக் கொண்டு, கதிர் வீச்சு முறையில் படம் பிடிக்கலாம். இப்போது, கிடைக்கிற பிம்பம் உட்கவர் பிம்பம் எனப் படும். பொருளின் அளவும், பிம்பத்தின் அளவும் 1:1 என்னும் அளவில், அதாவது பொருளின் அளவிலேயே இருக்கும். இதை, மேலும் ஓர் ஒளி நுண்ணோக்கியால் பார்க்கலாம். ஒளி நுண்ணோக்கியின் பெருமப் பகு திறன் என்னவோ, (0.25μm) அந்த அளவு பகு திறனே, இவ்வகையில் கிடைக்கும். ஆனால், பிம்பம் மேலதிகச் செய்திகளைக் கொண்டிருக்கும். இந்த நுண்ணோக்கி, ஆய் பொருளில் எக்ஸ் கதிர் குறைக்கப் படுகிற அளவை, ஒளியின் செறிவோடு தொடர்பு படுத்திக் காட்ட வல்லது. எலெக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியில், இவ்வாறு செய்யவியலாது. எலெக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியால் படத்தின் அளவை மிக அதிகமாக உருப் பெருக்கிக் காட்டவே முடியும். ஆனால், ஆய் பொருளில் எலெக்ட்ரான் எந்த அளவிற்குக் குறைக்கப் படும் என்பதை அறிந்து, அதன் மூலம் அப்பொருளின் கட்டமைப்பை அறிவதற்குப் பயன் படாது.
வீழ்த்து எக்ஸ் கதிர் நுண்ணோக்கியியல். இது எக்ஸ் கதிர் நிழல் நுண்ணோக்கியியல் எனவும் பெயர் பெறும். இது மிக மிக நுட்பமான புள்ளியில், எக்ஸ் கதிர்களைக் குவிப்பதை அடிப்படையாகக் கொண்டது. எலெக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியில் உள்ளதைப் போன்றே, எலெக்ட்ரான் வில்லை அமைப்பினால், இவ்வாறு செய்யப் படுகிறது. இந்தக் குவிய நுண் பொட்டு கடத்தும் இலக்காகச் செயல் படுகிற ஒரு மிக மெல்லிய உலோக மென் தகட்டின் மேல் உண்டாக்கப் படுகிறது. எலெக்ட்ரான் மோதுவதால், இலக்கில் எக்ஸ் கதிர்கள் உருவாகின்றன. குவியப் பொட்டிலிருந்து ஆய் பொருளுக்கும், ஆய் பொருளிலிருந்து மென் படலத்திற்கும் இடையிலுள்ள தொலைவுகளின் விகிதங்களைப் பொறுத்து, முதன்மை உருப் பெருக்கம் அமைகிறது. பகு திறன் குவியப் பொட்டின் அளவாகவே அமையும். மிக மிகச் சிறந்த மதிப்பு 0.1 μm ஆகும்.
எதிரொளிப்பு எக்ஸ் கதிர் நுண்ணோக்கியியல். திண்மப் பொருளில் எக்ஸ்–கதிர்களுக்கான ஒளி விலகல் எண் ஒன்றை விடக் குறைவு. இந்த உண்மையை அடிப்படையாகக் கொண்டதே எதிரொளிப்பு எக்ஸ் கதிர் நுண்ணோக்கியியல் ஆகும். மிகக் குறைந்த படுகைக் கோணங்களில், அதாவது, எதிரொளிக்கும் தளத்தை ஒட்டினாற் போல், படு கதிர் செல்கையில், எக்ஸ் கதிர்கள் முழுமையாக எதிரொளிக்கப் படுகின்றன. எதிரொளிக்கும் பரப்பு உருளை வடிவில் அமைந்தால், ஒரு பரிமாணத்தில் குவிப்பு நிகழும். இது போல், இரு பரப்புகளை ஒன்றின் குறுக்காக மற்றதை வைத்தால், ஒரு மெய்யான பிம்பம் உருவாக்கப் படும். பரப்புகளுக்குச் சிக்கலான ஓர் உருவம் கொடுத்தால், உருப் பிறழ்ச்சியற்ற திருத்தமான பிம்பத்தை அடையலாம். இந்த முறையில் பகு திறன் 0.5 இலிருந்து 1 மைக்ரோ மீட்டராகும்.
எக்ஸ் கதிர்ப் பிம்ப வரையியல். இம்முறை உருளை வடிவில் வளைக்கப் பெற்றுள்ள ஒரு பிம்பத்தில் நிகழும் பிராக் விளிம்பு விளைவைப் (Bragg diffraction) பயன் படுத்துகிறது. எக்ஸ் கதிர் ஒளிர்வு பகுப்பாய்வின் நுண்ணிய மாற்றமே, இந்தத் தொழில் நுணுக்கமென்று வகைப் படுத்தலாம். இதன் பகுதிறன் 50 μm ஆகும்.
ஆய் பொருளின் வேதியியல். ஒரு பொருளை ஊடுருவிச் செல்கிற எக்ஸ் கதிர்களின் அளவு, அப்பொருளில் உள்ள குரைனின் சேர்மத்தையும், அளவையும் எக்ஸ் கதிரின் அலை நீளத்தையும் பொறுத்து மாறும். உயர்ந்த அளவு பகு திறனைப் பெறுவதற்கு, ஆய் பொருள் மிகவும் மெல்லியதாக இருக்க வேண்டும். எனவே, குறைந்த மின்னழுத்தத்தால் உண்டாகும் மென் எக்ஸ் கதிர்களும், மிக மென் எக்ஸ் கதிர்களும் மட்டுமே பயன் படுத்தப் பட வேண்டும்.
உயிரியல் ஆய் பொருள்களுக்குப் பொதுவாக ஆற்றல் 0.2–5 கிலோவோல்ட் அளவிலான (5.0nm முதல் 2.0nm அலை நீளம்) எக்ஸ் கதிர்களே பொதுவாகப் பயன் படுகின்றன. உலோக ஆய் பொருள்கள் எக்ஸ் கதிரினை அதிக அளவில் உட்கவருவதால், மிக மெல்லிய உலோக ஆய் பொருள்களைக் கடின எக்ஸ் கதிர்களைக் கொண்டு ஆராய வேண்டும். பொதுவாக, எக்ஸ் கதிர்களின் அலை நீளம் அதிகரிக்கும் போதும், ஆய் பொருள்களின் அணு எண் அதிகரிக்கும் போதும், மென் எக்ஸ் கதிர்கள் மிகுதியும் உட்கவரப் படுகின்றன.
இவ்வாறான, உயர்ந்த அளவு அணு எண்களையும், போதிய செறிவையும் பெற்ற தனிமங்கள், தாழ் அணு எண்களை உடைய தனிமங்களின் அணி நிரல் (matrix of elements) பதிக்கப்பட்டிருக்கும் போது, மிக அதிகமாக எக்ஸ் கதிர்களை உட்கவரும் கட்டுமானமாகத் தெரியும். எக்ஸ் கதிர் உட்கவர் அலை நிரலின் சில அலை நீளங்களில் தொடர்ச்சி யில்லாமை தோன்றும், அந்த அலை நீளங்கள், எக்ஸ் கதிர் உட்கவர் விளிம்புகள் எனப் படும். அலை நிரலில் இந்த விளிம்புகள் அமைந்திருக்கிற இடங்கள், ஒவ்வொரு தனிமத்துக்கும் தனித் தனியாக இருக்கும். இவ்வாறாக, அவை ஓர் ஆய்பொருளின் நுண்ணிய கட்டமைப்புகளில் தனிமங்கள் உள்ளமையை அடையாளங் காணப் பயன் படுகின்றன.
அளவியல் நுண்ணோக்கியியல். எக்ஸ் கதிர் நுண் படிமங்களில் அடர்த்தி மாறு படும் அளவைக் காண்பதன் மூலம், எக்ஸ் கதிர்க் குறைப்பைக் காணலாம். தகுந்த எக்ஸ் கதிர்களால் (பொதுவாக ஒற்றை அலை நீளமுள்ள எக்ஸ்–கதிர்கள்) எக்ஸ் கதிர் நுண் படிமத்தைப் பதிவு செய்தால், ஆய் பொருளின் சில வேதியியல் தனிப் பண்புகளின் அளவுகளை மதிப்பிட முடியும். ஒரு நுண் கட்டமைப்பில் உள்ள தனிமத்தை அறிய வேண்டுமானால், அந்தத் தனிமத்தின் உட்கவர் விளிம்புக்கு, மேலும் கீழுமாக இரண்டு அலை நீளங்களை உடைய இரண்டு ஓர் அலை நீள எக்ஸ் கதிர்களால், இரண்டு நுண் படிமங்கள் பதிவு செய்யப் படுகின்றன. இதன் உதவியால் 10-10–10-12 கிராமுக்கு அதிகமான எடையில்லாத ஆய் பொருள்களை அடிப்படைப் பகுப்பாய்வு செய்ய முடியும். இது ஒப்பிட்ட அளவில் உயர்ந்த துல்லியமடையதாக இருக்கும். எக்ஸ் கதிர்ப் பிம்பத்தைப் பதிவு செய்ய ஒளிப் படத் தகட்டைப் பயன் படுத்துவதற்கு மாறாகப் பல்வேறு வகைத் தடம் பற்றிகள் (கெய்கர் முல்லர் குழாய்கள்) பயன் படுகின்றன. ஆய் பொருளில் எக்ஸ் கதிர் ஊடுருவிச் செல்வதில் உண்டாகும் வேறுபாடுகளை அளப்பதற்கு, அவை பயன் படுகின்றன. வருங்காலத்தில், இத்தகைய தொழில் நுணுக்கங்கள்–குறிப்பாக வரிக் கண்ணோட்டமிடும் வடிவில் பெரும் பயனுள்ளதாக அமையலாம்.
பொருத்தமான எக்ஸ் கதிர் அலை நீளத்தைத் தெரிவு செய்வதன் மூலம், செல் வடிவமைப்பில் உள்ள மற்றச் சில சேர்மங்களின் உலர் எடை, நீர் அளவு போன்றவற்றை அறியலாம். ஏறத் தாழ, ஒரு மைக்ரோ மீட்டர் அளவுள்ள பொருளைக் கூட ஆய்வு செய்ய முடியும். இவ்வாறாக 10-14 கிராம் வரையுள்ள சிறிய எடைகளையும், சில விழுக்காடு பிழையுடன் பகுப்பாய்வு செய்ய முடியும்.
பயன்கள். உயிரியல், மருத்துவ ஆய்வு, கனிம இயல், உலோகவியல் போன்ற பல்வேறு துறைகளிலும், எக்ஸ் கதிர் நுண்ணோக்கியியல் பயன் படுகிறது. உயிரியலில், எக்ஸ் கதிர் நுண்ணோக்கியியல் நரம்புச் செல்கள், பல்வேறு வகைச் சுரப்பிச் செல்கள், தசை நார்களின் தனித் தனிக் கட்டுகள், நிறமிகள், அவற்றின் பகுதிகள், திசுக்களின் உலர் எடை, நீர் அளவு, அடிப்படைச் சேர்மங்கள் ஆகியவற்றின் அளவுகளைக் கண்டறியப் பயன் படுகிறது. குறிப்பாகக் கனிமப் பொருள்களைச் சேர்ந்த திசுக்களில், எக்ஸ் கதிர் நுண்ணோக்கியினைப் பயன் படுத்திப் பல்வேறு புதிய தகவல்களை அறிய முடிகிறது.
உயிர் வாழ் விலங்குகளின் நுண் புழைச் சுற்றோட்டத்தை, (capillary circulation) இவ்வகையில் ஆராயலாம். சில வகை வேதிப் பொருள்களைக் குருதி ஓட்டத்தில் செலுத்தி, அடுத்தடுத்து, நுண் கதிர் வீச்சுப் படங்களைப் பதிவு செய்யலாம். இந்த முறை நுண் ஆங்கியோ கிராஃபி எனப் படுகிறது. மிகவும் சன்னமான குருதிக் குழல்களை ஆய்ந்தறிய இம்முறை பயன் படுகிறது.
மென் மற்றும் மிகு மின் எக்ஸ் கதிர்களை நுண்ணோக்கியியலில் பயன் படுத்தி, உயிரியல் திசுக்களின் மெல்லிய படலங்களை ஆராய வேண்டும். அதிக அலை நீளமுள்ள எக்ஸ் கதிர்களை இதற்கெனத் தனியாக வடிவமைக்கப் பட்ட எக்ஸ் கதிர்க் குழல்களால் உண்டாக்க வேண்டும். ஆய் பொருள் மாதிரியும், ஒளிப் படத் தகடும், உயர்ந்தளவு வெற்றிடமாக்கப் பட்ட எக்ஸ் கதிர்க் குழலில் வைக்கப் பட்டிருக்கும். இவ்வாறு, பெறப் பட்ட படங்கள், செல்களிலும், திசுக்களிலுமுள்ள உலர் எடை பரத்த தீடு. ஆய் பொருளின் கட்டமைப்புகள் பற்றிய தகவல்களை அளக்கும்.
எக்ஸ் கதிர்களின் சாய் கோணப் படுகையைப் (oblique incidence) பயன் படுத்தி, ஆய் பொருளின் தடிப்பை அறியலாம். இந்தத் தொழில் நுணுக்கத்தால், நரம்புகளின் தடிப்பையும், எலும்புத் திசுக்களின் சேர்மானப் பொருள்கள் போன்றவற்றையும் அறிய முடிகிறது. படலத்தையும் (fiim) ஆய் பொருளையும், ஒரு குறிப்பிட்ட கோணத்தில் பொருத்துவதன் மூலம், முப்பரிமாண நுண் கதிர் வீச்சுப் பதிவுகளைப் பெற முடிகிறது. தடித்த திசுப் பகுதிகளைப் பயன் படுத்தினால், எலும்புச் செல்களின் முப்பரிமாண அமைப்பைக் காண முடியும். சுற்றோட்ட ஏற்பாட்டின் நுண் புழை வலையமைப்பின் முப்பரிமாணப் படத்தையும் பெறலாம். —ரெ. ஆறுமுகம்
நுண்ணோக்கி, எதிரொளிப்பு
கண்ணுக்குப் புலப்படாத கதிர் வீச்சுக்களைச் சோதனை செய்யப் பயன் படும் நுண்ணோக்கி, எதிரொளிப்பு நுண்ணோக்கி (reflecting microscope) எனப் படும். சில நிலைகளில், இந்நுண்ணோக்கி சாதாரண ஒளி மூலம் ஒளியூட்டப் பட்ட பின்னர், புற ஊதாக் கதிர்களை ஆராயவும் பயனாகும். ஓர் எதிரொளிப்பு நுண்ணோக்கியின் அமைப்பு படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.
இதன் பொருளருகு கருவியில் இரண்டு ஆடிகள் உள்ளன. ஒன்று குவி ஆடியாகவும், மற்றது குழி ஆடியாகவும் அமைந்துள்ளன. ஆய்வுப் பொருளிலிருந்து பெறப் படும் ஒளி, குழி ஆடியின் மூலம் சேகரிக்கப் படுகிறது. இக்கதிர்கள் குவிக்கப் படும் புள்ளிக்குச் சற்று மேற்பகுதியில், குவி ஆடியால் தடுக்கப் பட்டு, நுண்ணோக்கியினுள் முதன்மைப் பிம்பம் அமைந்துள்ள தளத்திற்கு மீண்டும் அனுப்பப் படுகின்றன. ஆடிகளின் வளைவுகளும், தொலைவுகளும் ஒளியியல் தொகுதியில் ஏற்படும் பிறழ்ச்சிகளை ஒன்றையொன்று ஈடு செய்யும் விதத்தில் தெரிந்தெடுக்கப் படுகின்றன. மேலும், இதில் பிம்பப் பண்புகள் அலை நீளத்தினைப் பொறுத்து அமைவதில்லை. பொருளருகு கருவியின் இந்நிறப் பிறழ்ச்சியற்ற பண்பின் மூலமே, இக்கருவி அகச் சிவப்பு மற்றும் புற ஊதாக் கதிர்களுக்குப் பயன் படுகிறது எனலாம். ஆடிகளின் ஒளியியல் இடைவெளி, புற ஊதாக் கதிர்களுக்குச் சிறியதாகவும், அகச் சிவப்புக் கதிர்களுக்குச் சற்று அதிக நீளங் கொண்டதாகவும் அமைக்கப் படும். சில நிலைகளில் தேவைக்கேற்றவாறு ஓரிரு வில்லைகளும், சீரற்ற வளைவுடைய ஆடித் தொகுதியுமாகச் சேர்ந்த வண்ணமும், பொருளருகு கருவிகள் அமைக்கப் படுகின்றன. இக்கருவியமைப்பு பார்வைக்கு எளிதாக இருப்பினும், இதன் செயல் முறை மிகவும் நுணுக்கமானது. எனவே, ஒளி விலகல் நுண்ணோக்கிகளைப் பயன் படுத்த முடியாத போது, மட்டுமே இக்கருவிகள் கையாளப் படுகின்றன.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பக்கத்தின் ஆரம்பத்தில் இருந்து பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> சாதாரண ஒளியினைப் பயன் படுத்தும் போது மட்டும், மரபிலுள்ள விலகலுறும் குவிப்பான் மூலம் ஆய்வுப் பொருள் ஒளியூட்டப் படுகிறது. கண்ணருகு கருவியின் நிறப் பிறழ்ச்சி இம்முறையில் சிறப்புப் பெறாமையால், இவ்வமைப்புகளில் மரபுக் கண்ணருகு கருவிகளே மிகுதியாகப் பயன் படுகின்றன. ஆனால், அகச் சிவப்பு, புற ஊதாக் கதிர் வீச்சுகளைக் கடத்தும் தன்மை பெற்ற ஃப்ளுரைட், சிலிகா போன்ற பருப் பொருள்களால் கண்ணருகு வில்லைகள் செய்யப் படுகின்றன. பொருளருகு கருவியின் மூலம் குவிக்கப்பட்ட முதன்மைப் பிம்பம் நேரடியாக ஆராயப் படும் போது, இக்கண்ணருகு கருவிகள் தவிர்க்கப் படுகின்றன.
இந்நுண்ணோக்கியில், ஆய்வுப் பொருளுக்கும், பொருளருகு கருவிக்குமிடையேயுள்ள தொலைவு மிக அதிகமாக அமைந்துள்ளது. எனவே, உலோக உலைகள் போன்ற சிறப்புக் கருவிகளை ஆராயவும், இது பயன் படுகிறது. மேலும், இந்நுண்ணோக்கிகள் புற ஊதா மற்றும் அகச் சிவப்பு நுண் நிற மாலை அளவியல் துறைகளிலும், நுண் ஒளி மின்னியலிலும் (micro photometry) மிகுதியும் பயனாகின்றன. இவற்றின் மூலம், வெவ்வேறு வகைப் புரோட்டீன்கள், நியூக்ளிக் அமிலங்கள் ஆகியனவும் ஆராயப் படுகின்றன. அகச் சிவப்பு நுண்ணோக்கி மூலம், சாதாரண ஒளி கடத்தாப் பொருள்களின் பண்புகள் ஆராயப் படுகின்றன. மாலிப்டினம், பவளம், மரப் பொருள்கள், சிவப்புச் சாயப் பொருள்கள் ஆகியவற்றை ஆராயவும், குற்றவியலில் பொய்ச் சாட்சியக் கருவிகளை ஆய்வு செய்யவும், இவ்வகை நுண்ணோக்கிகள் பயன் படுகின்றன. மேலும், காய்ந்த ஆய்வுப் பொருள்களின் வேதி அமைப்புகள் அகச் சிவப்பு நுண்ணோக்கியின் மூலம் ஆராயப் படுகின்றன. இவ்வகை ஆய்வுப் பொருள்களில், நீர்த் தன்மையின் மூலம் ஏற்படும் நிற மாலை அமைப்புகள் தவிர்க்கப் படுகின்றன. ஆகவேதான், இது சிறந்த முறையாக அமைந்துள்ளது. —சிவ. சேதுராமன்
நுண்ணோக்கி, ஒலியியல்
பொருள்களின் நுண் அளவு நிலைகளில், அவற்றின் மீட்சிப் பண்புகளை ஆய்ந்தறிந்து, அவை செயல்படும் திறனை அறியும் கருவி ஒலியியல் நுண்ணோக்கி (acoutic microscope)ஆகும். ஒருங்கிணைக்கப் பட்ட மின் சுற்றுகளின் சிக்கலான பொருள்களின் மீச்சிறு கூறுகள், மீச்சிறு கூறுகளின் வரம்புக் கோடுகள்,உயிரியலில் செல்களுக்கு இடையேயுள்ள பகுதி ஆகியவற்றின் கட்டமைப்பு விவரங்களை ஆய்ந்தறிய, இது பயன் படுகிறது. ஒளியியல் நுண்ணோக்கியைப் பயன் படுத்தும் ஆய்வுகளுக்கு, இயலும் இடங்களில் எல்லாம் இக்கருவியைப் பயன் படுத்தலாம். இது நுண்ணோக்கியியலில் ஒரு புதிய திருப்பத்தை ஏற்படுத்தியுள்ளது. ஒளி அலைகளைக் கொண்டு ஆய்ந்தறிய முடியாத ஆய்வுகளை ஒலிக் கதிர் வீச்சுகளைக் கொண்டு செய்ய முடியும்.
வரிக் கண்ணோட்ட ஒலியியல் நுண்ணோக்கி. வரிக் கண்ணோட்ட ஒலியியல் நுண்ணோக்கி ஒரு நீலக் கல் துண்டு செயல் படும் விதத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டுள்ளது. இந்த நீலக் கல் துண்டின் பிற்பகுதியில், ஒரு மீஅதிர்வெண் ஒலி அலைகளின் தோற்றுவாய் வைக்கப் பட்டுள்ளது. இத்தோற்றுவாய் மின் காந்த ஆற்றலை ஒலி ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. இந்த ஒலி ஆற்றல், இணையாக்கப் பட்ட கற்றையாக நீலக் கல் துண்டு வழியே கடந்து, அதன் முன் பரப்பிற்குச் செல்கிறது. முன் பரப்பில், ஒரு கோள வடிவத் துளை தக்கவொரு நீர்மத்தால் நிரப்பப் பட்டுள்ளது. அத்துளை, ஒலியியல் வில்லையாகச் செயற் படுகிறது. இந்த வில்லை மிக நல்லியல்பானது; அதாவது, ஒளியியலில் பயன் படுத்தப் படும் கண்ணாடி வில்லைகளில் உள்ளதைப் போல், குறைகள் எதுவுமின்றி இருக்கிறது. இந்த ஒலியியல் வில்லை கோளகப் பரப்பின் வளைவு மையத்திற்கு அருகில், ஒலிக் கதிர் வீச்சைக் குவிக்கிறது. குவிக்கப் பட்ட கற்றை விளிம்பு விளைவிற்கு உட்படும் நிலையில் இருக்கிறது. நீர்மப் பொருளுக்கும், திண்மப் பொருளுக்கும் பொதுப் பரப்பில் ஒலிக் கற்றை செல்லும் போது, அதன் அலைத் திசை வேகம் 7.5 மடங்கு குறைகிறது. இதனால், வில்லைப் பரப்பில், கதிர் மிகவும் அதிகமாக விலக்கம் அடைகிறது. இது விளிம்பு விளைவு எல்லைக்குக் கீழே கோளகப் பிறழ்ச்சியைக் குறைக்கிறது.
ஆய்விற்குரிய பொருள் குவியத்திற்கு அருகில் வைக்கப் படுகிறது. அப்பொருள், ஒலிக் கதிரினால் ஒவ்வொரு புள்ளி, புள்ளியாகவும், வரி, வரியாகவும், வரிக் கண்ணோட்டம் தொலைக் காட்சியில், படத்தை வரிக் கண்ணோட்டம் செய்யும் முறைப் படியே செய்யப் படுகிறது. ஆனால், இதில் வரிக் கண்ணோட்டம் செய்வதற்கு ஒலிக் கற்றை நகர்வதில்லை. மாறாக, ஆய்விற்குரிய பொருள் தகுந்தவாறு நகர்த்தப் படுகிறது. பிம்பத்தைத் தோற்றுவிக்கும் எதிர் மின் கதிர்க் (cathode ray) குழாயின் கற்றையின் இயக்கம் பொருளின் இயக்கத்துடன் ஒருங்கமைவு செய்யப் படுகிறது. இதனால் எதிர் மின் கதிர்க் குழாய்த் திசையில் பிம்பத்தின் ஒவ்வொரு புள்ளியும், பொருளின் அதற்கேற்ற புள்ளிக்குப் பொருந்துவதாக அமைகிறது. பொருளால், எதிரொளிக்கப் பட்ட அல்லது செலுத்தப் பட்ட ஒலியியல் திறனுக்கு, நேர் விகிதத்தில் அமைகின்ற ஓர் எலெக்ட்ரான், குறிப்பலை பெறப் படுகிறது. இந்த எலெக்ட்ரான் குறிப்பலை, திரையில் பிம்பத்தை ஏற்படுத்தும் எலெக்ட்ரான் கற்றையின் செறிவைப் பண்பேற்றம் செய்கிறது. திரையில் தோன்றும் பிம்பம் ஆய் பொருளின் ஒலியியல் எதிரொளிப்புத் தன்மையின் பிம்பமாகும். இதனைப் புகைப் படம் எடுத்துப் பதிவு செய்யலாம்.
சோனோ ஸ்கேன். சோனோ ஸ்கேன் எனப் படும் மற்றொரு வகை ஒலியியல் நுண்ணோக்கியை எல்.டபிள்யூ. கெஸ்லர் என்பார் அமைத்துள்ளார். இந்த அமைப்பில், 15 மைக்ரோ மீட்டர் அலை நீளமுள்ள குவிக்கப் படாத கற்றைகள் பயன் படுத்தப் படுகின்றன. இதில், வரிக் கண்ணோட்டம் செய்யப் பொருளை நகர்த்த வேண்டியதில்லை. ஒலியியல் கற்றை, பொருளின் பிம்பத்திற்கு ஏற்றாற் போல், நீர்மத்திற்கும், நீர்மப் பொருளுக்கும் இடையேயுள்ள பொதுப் பரப்பைச் சிதைக்கிறது. சிதைக்கப் பட்ட இப்பரப்பிலிருந்து, எதிரொளிக்கப் படும் ஒரு லேசர் கற்றை, பரப்பில் தோன்றும் பிம்பத்திற்கு ஏற்ப, பண்பேற்றம் செய்யப் படுகிறது. பண்பேற்றம் செய்யப் பட்ட லேசர் கற்றையிலிருந்து, தகுந்த மின்னணுக் கருவிகளின் உதவியால் பிம்பம் பெறப் பட்டு, ஒரு தொலைக் காட்சித் திரையில் தோற்றுவிக்கப் படுகிறது.
கருவிகளின் செயற்பாட்டை மேம்படுத்துதல். ஒலியியல் நுண்ணோக்கியில் பயன் படுத்தப் படும் கருவிகளைச் செம்மைப் படுத்திப் பிம்பத்தின் தன்மையைப் பெரிதும் மேம்படுத்தலாம். இதற்குப் பின் வரும் மூன்று வழிகள் மேற்கொள்ளப் படுகின்றன. அவை: எதிரொளிப்புப் பிம்பம் ஏற்படுத்துதல், பயன் படுத்தப் படும் அதிர்வெண்களை உயர்த்துதல், நீர்ம நிலையில் நைட்ரஜன், ஆர்கான், ஹீலியம் போன்ற வளிமங்களைப் பயன் படுத்திக் குறைந்த வெப்ப நிலையில் செயற்படும் கருவிகளை அமைத்தல் என்பன.
எதிரொளிப்புப் பிம்பம் ஏற்படுத்துதல். ஒலிக் கதிரைச் செலுத்தும் வகை அமைப்புகளை விட, அதனை எதிரொளிக்கும் அமைப்பு, மிகவும் எளியது. இதற்கு ஓர் ஒலியியல் வில்லை போதுமானது. எதிரொளிப்பு முறையைப் பயன் படுத்தும் போது, பொருள்களை மென் படலங்களின் மீது வைக்க வேண்டியது இல்லை. மேலும், திண்மப் பொருள்களை எளிதில் ஆராயலாம். <!---- வார்த்தைகள் மீண்டும் வந்துள்ளன. Words repeated---->
பொருள்களை நுண்ணோக்கித் தகடுகள் (slides) மீது அமைக்கப் படும் அறைகளில் வைத்து ஆராயலாம். இவ்வகையில், பொருளின் மீது விழும் ஒலியியல் அலைகள் திண்ம, நீர்மப் பொருள்களின் பொதுப் பரப்பில் முழு அக எதிரொளிப்பிற்கு உட்படும். இது ஒளியியல் நுண்ணோக்கியினால் பெற முடியாத பிம்பம் பற்றிய சிறப்பான தகவல்களைக் கொடுக்கிறது.
மீ உயர் பகு திறன். குறைந்த வளைவு ஆரமுள்ள வில்லையை அமைப்பதன் மூலம், அதிக பகு திறனைப் பெறலாம். இவ்வாறு அமைக்கும் போது, நீர்மத்தில் ஒலியியல் ஆற்றல் உட்கவரப் படுவதைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். உயர் அதிர்வெண்களில், நீர்மத்தில் ஒலி செல்லும் பாதையின் நீளத்தைக் குறைக்க வேண்டும். அப்போதுதான், ஒலி ஆற்றல் முழுவதும் பொருளின் மீது குவிக்கப் படும். நீலக் கல் வில்லையின் ஆரம் 40 மைக்ரோ மீட்டர் ஆகவும், ஒலியின் அலை நீளம் 0.5 மைக்ரோ மீட்டர் ஆகவும் உள்ள ஒலியியல் நுண்ணோக்கிகள் அமைக்கப் பட்டுள்ளன. ஒலியியலில், கண் காண்பதற்கு மிகவும் அதிகமாக உயர்வு நுட்பமுள்ள பச்சை ஒளியின் அலை நீளத்திற்கு இது சமமாகிறது.அப்போது பகு திறன் 0.4 மைக்ரோ மீட்டரை விடக் குறைவு. பொருளின் மிக நுட்பமான விவரங்களையும், பதிவு செய்வதற்கு இப்பகு திறன் போதுமான அளவு ஆகும்.
குறைந்த வெப்ப நிலை. வளிமங்களை நீர்ம நிலையில் பயன் படுத்தும் போது, இன்னும் குறைந்த அலை நீளங்களைப் பயன் படுத்த முடியும். ஆகையால், மேலும், நீரில் இருப்பதைப் போல், 0.6 மடங்கே ஆகும். அதிர்வெண் மாறாத போது, ஒலியின் அலை நீளத்தைத் திசை வேகமே தீர்மானிக்கிறது. நீருக்குப் பதிலாக, நீர்ம ஆர்கானைப் பயன்படுத்தினால், மொத்தத்தில் 1.8 மடங்கு கூடுதல் பகு திறனைப் பெறலாம். ஆனால், ஆர்கானை நீர்மமாக்கும் முன்பு, அதனை 85K வெப்ப நிலைக்குக் குளிர்விக்க வேண்டும். அறை வெப்ப நிலையில் கருவிகளை அமைப்பதை விட, மிகக் குறைந்த வெப்ப நிலையில், அவற்றை அமைப்பது கடினமாகும். 1K வெப்ப நிலைக்குக் கீழே நீர்ம ஹீலியத்தைப் பயன் படுத்துவது மிகச் சிறந்த பகு திறனைக் கொடுக்கிறது. ஏனெனில், அதில் ஒலியின் வேகம் நீரில் இருப்பதை விட 6 மடங்கு குறைவு. மேலும், நீர்மத்திற்கு உட்கவர் திறன் மிகவும் குறைவு; ஆதலால், உயர் அதிர்வெண் ஒலி அலைகளைப் பயன் படுத்தலாம்.
பிம்பங்கள். ஒளியியல் நுண்ணோக்கியினால் பெறப் பட்ட முலாம் பூசப் பட்ட பித்தளைப் பரப்பு ஒன்றின் பதிவைப் படம் 1 (அ) காட்டுகிறது.
இப்பதிவின் பரப்பில், வெவ்வேறு பகுதிகள் உள்ளன. ஒரு பகுதியிலிருந்து மற்றொரு பகுதி நன்றாக வேறு படுத்திக் காட்டப் படவில்லை. அதே பரப்பை, ஒலியியல் நுண்ணோக்கியில் காணும் போது, அதன் தோற்றம் படம் 1(ஆ) இல் உள்ளது போல் இருக்கிறது. இதில், மீச்சிறு கூறுகளின் வரம்புக் கோடுகள், மிகத் தெளிவாக வேறு படுத்திக் காட்டப் பட்டுள்ளன. பரப்பின் வெவ்வேறு பகுதிகள், வேறு படுத்திக் காணப் படுவதற்கு மூல காரணம் பற்றியும் ஆராயப் பட்டுள்ளது. பரப்பின் மீது, சிறு எல்லைக் கோடுகள் இருப்பதும், மீச்சிறு கூறுகளின் எல்லைக் கோடுகளின் அருகே பொருளின் மீட்சித் தன்மைகள் மாறு படுவதும் இதற்குக் காரணமாக இருக்கக் கூடும் எனக் கருதப் படுகிறது. படிகங்களின் மீட்சித் தன்மைகள், அனைத்துத் திசைகளிலும் ஒரே மாதிரியாக இருப்பதில்லை. மீச்சிறு கூறுகள் நிலை பெற்றிருக்கும் திசைகள் மாறுவதால், பரப்பு முழுவதிலும் மீட்சித் தன்மைகள் மாறும். —ப. தர்மலிங்கம் துணை நூல். L.W. Kessler and D. Yakas, Acoustic Microscopy, Proc. IEEE, 67: 526–536, April 1979.
நுண்ணோக்கி, ஒளியியல்
நுண்ணோக்கி என்பது மிகச் சிறிய பொருள்களைப் பெரிதாக்கிக் காட்டும் ஒரு கருவியாகும். நுண்ணோக்கியைக் கண்டு பிடிப்பதற்கு முன்பே, வில்லைகளைப் பற்றிய அறிவு சீனர்களுக்கு இருந்தது. கிபி 1590ல் ஹாலந்து நாட்டில், சக்காரியாஸ் ஜான்சன் என்பாரால், கூட்டு நுண்ணோக்கி அமைக்கப் பட்டது. அது 2.54 செ.மீ விட்டமும், 15.24 செமீ. நீளமும் உடையது. அதற்குப் பிறகு, நுண்ணோக்கி அமைப்பில் படிப் படியாக முன்னேற்றம் ஏற்பட்டது. கி.பி.1610இல் கலிலீயோ திருகு கருவியைக் கொண்ட, குவியச் சீரமைப்புடன் கூடிய, நுண்ணோக்கியை வடிவமைத்தார். கெம்பனி என்பார், முதன் முதலாகக் கண்ணாடிகளைக் கடைந்து, வில்லைகளைத் தேவையான வடிவமைப்புக்கு அமைத்தார். அண்டன் வான் லிவஹாக் என்பார், இவ்வாறு கடைந்தெடுத்த வில்லைகளைக் கொண்ட தனி நுண்ணோக்கிகளைப் பயன் படுத்திப் பல நுண்ணாய்வுகளை நிகழ்த்தினார். இதன் மூலம் பாக்டீரியா, குருதிச் சிவப்பணுக்கள் போன்றவை கண்டு பிடிக்கப் பட்டன.
கி.பி.1700க்குச் சற்று முன்னர், ராபர்ட் ஹக் என்பார், ஒரு திருத்தப்பட்ட எளிதாகப் பயன் படுத்தக் கூடிய நுண்ணோக்கியை அமைத்தார். கி.பி.1759இல் ஜான் டாலண்ட் என்பார், நிறப் பிறழ்ச்சியற்ற அமைப்பைப் பயன் படுத்திக் கூட்டு நுண்ணோக்கி ஒன்றை அமைத்தார். கி.பி.1873இல் எர்ன்ஸ்ட அப்பே என்பார், நுண்ணோக்கியின் பிம்பம் அமைதல் பற்றிய கொள்கையை வெளியிட்டார். இது தற்போது பயன் படுத்தப் படும் நுண்ணோக்கி அமைப்புகளுக்கு ஒரு சிறந்த வழி காட்டியாக இருக்கிறது.
பொருளருகு வில்லை. தனி நுண்ணோக்கி என்பது கண்ணருகில் வைக்கப் படும் குவி வில்லையாகும். தனி நுண்ணோக்கியின் உருப் பெருக்கு திறனை அதிகரிக்க வேண்டுமாயின், அதன் குவியத் தொலைவைக் குறைக்க வேண்டும். குவி வில்லைத் தயாரிப்பில் ஏற்படும் சில தவிர்க்க முடியாத இடையூறுகளால், வில்லையின் குவியத் தொலைவை ஒரு குறிப்பிட்ட அளவை விடக் குறைக்க முடியாது. எனவே, இரு குவி வில்லைகளின் தொகுப்பு ஒன்றைப் பயன் படுத்தி, உருப் பெருக்கு திறனை அதிகரிக்கலாம். வில்லைகளின் இந்தத் தொகுப்பு, கூட்டு நுண்ணோக்கி எனப்படும்.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பக்கத்தின் கடைசியில் இருந்து பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> பொருளருகு வில்லைகள் தயாரிப்பில், நிறப் பிறழ்ச்சி, கோளகப் பிறழ்ச்சி ஆகிய இரண்டு குறைகள் உள்ளன. வெள்ளை ஒளி, ஓர் ஊடகத்திலிருந்து மற்ற ஊடகத்திற்குச் செல்லும் போது, நிறப் பிரிகை உண்டாவதால், பிம்பம் பல நிறங்களுடன் தோன்றும். இதற்கு நிறப் பிறழ்ச்சி என்று பெயர்.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படங்கள், பக்கத்தின் கடைசியில் இருந்து பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகின்றன.----> வில்லை ஓரப் பகுதிகளின் வழியே செல்லும் ஒளிக் கற்றைகளும், வில்லையின் மையப் பகுதி வழியே செல்லும் ஒளிக் கற்றைகளும், ஒரே புள்ளியில் பிம்பத்தை ஏற்படுத்தாமல், ஒரு கோட்டு வடிவத்தில் பிம்பத்தை உண்டாக்கும். இதற்குக் கோளகப் பிறழ்ச்சி (spherical aberration) என்று பெயர். நுண்ணோக்கியில் உள்ள பொருளருகு வில்லை, இப்பிழைகள் நீக்கப் பெற்றிருக்க வேண்டும். நிறப் பிறழ்ச்சியை நீக்கி, தக்க ஒளி விலகல் எண், பிரி திறன்களைக் கொண்ட வில்லைகளைப் பொருளருகு வில்லைகளாகப் பயன் படுத்த வேண்டும். கோளகப் பிறழ்ச்சியை நீக்க, வில்லைக்கு முன்பு, ஒரு சிறிய இடைத் திரை வைக்கப் பட வேண்டும். நிறப் பிறழ்ச்சியற்ற வகை, ஃபுளோரைட் வகை, அப்போ குரோமேட்டிக் வகை என மூவகையான பொருளருகு வில்லைகள் உள்ளன.
நிறப் பிறழ்ச்சியற்ற வகையில் சிவப்பு, பச்சை ஆகிய இரு நிறங்களுக்குப் பிறழ்ச்சியை நீக்கவும், ஒரு நிறத்திற்குக் கோளப் பிறழ்ச்சியை நீக்கவும் முடியும். ஃபுளோரைட் வகையில், மணலற்ற கண்ணாடி வில்லைகள் பயன் படுத்தப் படுகின்றன. இது முதல் வகையை விடச் சிறந்தது. அப்போகுரோமேட்டிக் வகையில், மூன்று நிறங்களுக்கு நிறப் பிறழ்ச்சியை நீக்கவும், இரு நிறங்களுக்குக் கோளகப் பிறழ்ச்சியை நீக்கவும் முடியும்.
கண்ணருகு கருவிகள். கண்ணருகு கருவி என்பது தொலை நோக்கி போன்று செயல் படுகிறது. இது பொருளருகு வில்லை ஏற்படுத்திய பிம்பத்தை, மீண்டும் உருப் பெருக்கிக் காட்டுகிறது. இதற்கும், நுண்ணோக்கியின் பகு திறனுக்கும் தொடர்பில்லை.
ராம்ஸ்டன், ஹைஜன், கெல்னர் என மூவகை கண்ணருகு கருவிகள் உள்ளன. இக்கருவிகள், நுண்ணோக்கியின் பார்வைப் புலத்தினை அதிகரிக்கவே பயன் படுகின்றன. இக்காலத்தில், மிக அதிக பார்வைப் புலம் தரும் கண்ணருகு கருவிகள் கையாளப் படுகின்றன.
குவிப்பான். இவ்வமைப்பின் ஒரு வில்லையும், ஓர் இடைத் திரையும் உள்ளன. பொருளைப் பொலிவூட்டுவதற்கு இவ்வமைப்பு பயன் படுகிறது.
ஒளியூட்டி. இது நுண்ணோக்கியின் மிக இன்றியமையா உறுப்பாகும். இதைச் சரி செய்து பயன் படுத்துவதன் மூலம், நல்ல பகு திறன் கொண்ட தெளிவான பிம்பத்தைப் பெறலாம்.
நுண்ணோக்கி வகை. பல வகை நுண்ணோக்கிகள் இருந்தாலும், அவை அமைக்கப் பட்டுள்ள கொள்கை களுக்கேற்ப அவை பின் வருமாறு மூவகைப்படும்.
கட்ட மாறுபட்டு நுண்ணோக்கி. இது பிம்பத்தின் பல்வேறு பகுதிகளை மிகத் தெளிவாக வேறு படுத்திக் காட்டும்.
இருட்புல நுண்ணோக்கி. இருண்ட பின் புலத்தில் மிகவும் ஒளியூட்டப்பட்ட ஒரு பொருள் வைக்கப் படுகிறது. பொலிவுப் புல நுண்ணோக்கிகளால் காண முடியாத, சிறிய பொருள்களைக் கூட இருட்புல நுண்ணோக்கியால், மிகத் தெளிவாகக் காண முடியும்.
முனைவாக்க நுண்ணோக்கி. இவ்வகை நுண்ணோக்கியில், சாதாரண நுண்ணோக்கியின் உறுப்புகளுடன் ஒரு முனைவாக்கியும் (polariser) ஒரு பகுப்பானும் (analyser) இடம் பெறும். பிம்பங்களின் தன்மையை ஆராய்ந்தறிய இந்நுண்ணோக்கி பயன் படுகிறது.
முப்பரிமாண நுண்ணோக்கி. இதில் இரு கண்களுக்குமாக, இரு தனித் தனி நுண்ணோக்கிகள், ஒரே பெட்டியில் அமைக்கப் பட்டுள்ளன. இரு கண்களும், ஒரே பொருளைச் சிறிது வேறு பட்ட கோணங்களில் பார்ப்பதால், பிம்பத்தின் முப்பரிமாண விளைவு தோன்றுகிறது. உயிரியல் செய்முறைகளில் இவ்வகை நுண்ணோக்கி பயன் படுகிறது.
—ரெ. ஆறுமுகம் துணை நூல் . E.J.Spitta, Microscopy, Third Edition, London John Murry, 1920; Belling, The use of the Microscope, McGraw-Hill Book Company, New york, 1930.
நுண்ணோக்கி, கட்ட வேறுபாடு
ஓர் ஒளி கடத்தும் பொருள் வழியாக, ஒளி செலுத்தப் படும் போது, வெளிப் படும் கற்றையில் கட்ட வேறுபாடு (phase difference) ஏற்படுவதுண்டு. ஆனால், இக்கற்றையின் வீச்சு, படு கற்றையின் வீச்சிலிருந்தும் மாறுபடுவதில்லை. கண் மற்றும் அனைத்து ஒளி ஏற்பியின் மூலம் ஆற்றல் வேறுபாடுகளை அளவிட முடியுமே தவிர. கட்ட வேறுபாட்டை அளவிட முடியாது. ஆனால், மிக நுட்பமான பாக்டீரியம் போன்றவற்றை உருப் பெருக்க, கட்ட வேறுபாட்டினையும், ஆற்றல் வேறுபாடாக மாற்ற வேண்டும். கட்ட வேறுபாடு காட்டும் நுண்ணோக்கியினை (phase contrast microscope) அமைப்பதற்கான அடிப்படைக் கருத்தைச் செர்னிக் என்பார் விளக்கியுள்ளார்.
Y₁, Y₂ என்னும் இரு புள்ளிகளிலுள்ள ஒளி கட்ட வேறுபாடு கொண்டதாக, ஆனால், ஆற்றல் வேறுபாடற்றதாக அமையலாம். இந்நிலையில் ξ(Y₁), ξ(Y₂) என்பனவற்றைப் படத்தில் காட்டியுள்ளது போல் சம நீளங் கொண்ட A₁, B₁ மற்றும் A₂,B₂,என்னும் இரு திசையன்களால் (vectors) குறிக்கலாம்.
ஏதேனும் ஓர் ஒளியியல் கருவியின் மூலம் A₁B₁ திசையனை A₁C₁ + C₁B₁ எனவும் A₂B₂ திசையனை A₂C₂ + C₂B₂ <!---- இச்சமன்பாடு முன் வரியில் உள்ள சமன்பாட்டை ஒத்து நோக்கி சரி செய்யப் பட்டது. ----> எனவும் பிரிப்பதுடன், அவ்விரு திசையன்களினிடையே (அதாவது A₂B₁, C₁B₁ மற்றும் A₂B₂, C₂B₂) அலகுகள் கட்ட வேறுபாட்டினை ஏற்படுத்த வேண்டாம். இதனைத் திசையன் முறையில், ஏதேனும் ஒரு திசையினை, \frac {\pi}{2} அலகுகள் சுழற்றுவதற்குச் சமமாகக் கொள்ளலாம். பின்னர், இரண்டு இரட்டைத் திசையன்களையும் இணைக்கும் போது, A₁B₁' மற்றும் A₂B₂' என்னும் தொகு பயன்களைப் பெறலாம். ஆற்றலின் மதிப்பு, திசையன் நீளங்களின் இருமடிக்கு நேர் விகிதத்தில் அமைவதால், முன்னர் இருந்த கட்ட வேறுபாடு தவிர, ஆற்றல் வேறுபாடும் இருக்கும்.
கட்ட வேறுபாடு காட்டும் நுண்ணோக்கியின் அமைப்பு, படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. இதில் குவிப்பானுக்கும், பொருளருகு வில்லைக்குமிடையே, ஒளி கடத்தும் தட்டு அமைக்கப் பட்டுள்ளது. குவிப்பானின் முதல் குவியத் தளத்தில், ஒரு நேரான ஒளி செல்லும் இடைவெளி அமைந்துள்ளது. கட்டத் தட்டு, பொருளருகு வில்லையின் இரண்டாம் குவியத் தளத்தில் அமைக்கப் பட்டுள்ளது. இவ்விடைவெளியின் பரிமாற்றுப் புள்ளியில், சமமான இறக்கம் ஏற்படுகிறது. படத்தில் சுழி வரிசையிலுள்ள ஒளியின் பாதை காட்டப் பட்டுள்ளது. கட்டத் தட்டின் மென் பகுதியின் வழியாகப் புகுந்து செல்லும் ஒளியையும், தடித்த பகுதி வழிச்செல்லும் ஒளியையும், ஒளி படுகையில் முன்னது விரைவாக முன்னோக்கிச் செல்கிறது. இறக்கத்தின் தடிமன் t, கட்டத் தட்டின் ஒளி விலகலெண் μ எனில், சுழி வரிசையிலுள்ள ஒளியின் அதிகரிக்கப் பட்ட கட்ட வேறுபாடு \frac {2 \pi}{\lambda} \big( \mu - 1)t. இங்கு λ ஒளியின் அலை நீளத்தினைக் குறிக்கும். அதிகப் பயனுறு திறன் வேண்டுமாயின், இடைவெளியின் பிம்பம் கட்டத் தட்டின் இறக்கத்துடன் ஒன்றியிருக்க வேண்டும். இறுதிப் பிம்பம், கண்ணருகு கருவியின் முதல் குவியத் தளத்தில் அமைகிறது. —சிவ.சேதுராமன்
<!----மேலே உள்ள பிரிக்கும் கோட்டை நீக்க வேண்டாம். முந்தைய தலைப்பு இங்கு முடிவுற்றது. புதிய தலைப்பு அடுத்த பக்கத்தில் ஆரம்பம் ஆகிறது. பக்க ஒருங்கிணைப்பின் போது, தலைப்புகளைப் பிரிக்க இக்கோடு தேவை. ----> நுண்ணோக்கி, குறுக்கீட்டு முறை
ஒளி புகும் பொருள்களிலோ, ஒளியை எதிரொளிக்கும் பொருள்களிலோ, கட்ட வேறுபாடு அல்லது ஒளிப் பாதை வேறுபாட்டைக் காணவும், அளக்கவும் பயன் படும் நுண்ணோக்கியே குறுக்கீட்டு முறை நுண்ணோக்கி (interference microscope) ஆகும்.
கொள்கை. கட்ட ஒப்பீட்டு நுண்ணோக்கியில் படு அலையும், பொருளால் விளிம்பு விளைவுக்குள்ளான அலையும் தனித் தனியாகப் பிரிக்கப்பட்டு, அவற்றிற்கிடையே ஒரு கட்ட வேறுபாட்டைக் கொடுத்து, பின்னர், வேறுபாடுற்ற அவ்விரு அலைகளை மீண்டும் இணைத்து, முடிவான படிவத்தைப் (image) பெறலாம். இறுதித் தொகு பயன் அலையின் வீச்சு, படு அலையின் வீச்சை விடக் குறைவு. ஆதலால், ஒளி புகும் பொருள் கண்ணுக்குத் தெரிகிறது. இவ்விளைவே, வேறு முறையில் குறுக்கீட்டு முறை நுண்ணோக்கியில் பயன் படுகின்றது. இதில் படு அலையும், விளிம்பு விளைவுற்ற அலையும் பிரிக்கப் படுவதில்லை. மாறாகப் பொருள் வழியாகச் சென்ற அலையும், அதே ஒளி மூலத்திலிருந்து புறப்படும் மற்றோர் அலையும் குறுக்கீட்டு விளைவுக்குள்ளாகின்றன.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> படம் 1இல் A என்பது படு அலை; B என்பது ஒளி புகும் பொருளின் வழியே புகுந்து வந்த ஒளி அலை; பொருளில் ஒளி ஆற்றல் வீணாணக்கப் படாமையால், B இன் வீச்சு Aஇன் வீச்சுக்குச் சமமாகிறது. ஆனால், B அலை, A அலையை விடப் பின் தங்கிக் காணப் படுகிறது. அதாவது, கட்ட வேறுபாடு அடைந்துள்ளது. குறுக்கிடும் மற்றோர் அலை, படத்தில் துண்டுக் கோடுகளால் காட்டப் பட்டுள்ளது. அப்பே கொள்கைப் படி, பொருளின் இறுதிப் படிவம், ஒளியமைப்பின் வழியாகச் செல்லும் அனைத்து அலைகளின் தொகு பயனே ஆகும் . குறுக்கிடும் அலையையும் பொருள் வழியே புகுந்த அலை Bயையும் கூட்டினால், கிடைக்கும் தொகு பயன், அலையின் வீச்சு படு அலை Aஇன் வீச்சை விடக் குறைவாக அமைவதை, படம் (1) காட்டுகிறது. அதாவது, ஒளி புகும் பொருள், ஓரளவு ஒளியை உட்கவர்ந்து, கொண்டதாகத் தோன்றுகிறது. அதனால் ஒளி புகும் பொருள் கண்ணுக்குத் தெரிகிறது. குறுக்கிடும் அலையின் வீச்சையும், கட்டத்தையும் மாற்றினால், விளையும் தொகு பயன் படிவமும், வேறுபட்ட தெளிவுடன் காணப் படும்.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> நுண்ணோக்கி. ஒளியை எதிரொளிக்கும் பொருளின் மேற்பரப்புகளை, நன்கு ஆராய்வதற்கு லின்னிக் குறுக்கீட்டு நுண்ணோக்கி பயன் படுகிறது (படம் 2). ஒளி மூலத்திலிருந்து செல்லும் ஒளி, அரை எதிரொளிப்பு ஆடி Pஆல் இரண்டு ஒளிக் கற்றைகளாகப் பிரிக்கப் படுகிறது. ஒரு கற்றை, பொருளருகு வில்லை அமைப்பு O₁ஆல் குவிக்கப்பட்டு M₁ என்னும் பொருள் பரப்பு மீது விழுகிறது. மற்றொரு கற்றை, O₂ஆல் குவிக்கப்பட்டு, ஒப்பீட்டு பரப்பு M₂ மீது விழுகிறது. இரண்டு எதிரொளிப்புக் கற்றைகளும், குறுக்கீட்டு விளைவுக்குள்ளாகின்றன. அவை ஆடி Pஇல் விழுந்து, ஒன்றாகின்றன. தொகு பயன் படிவத்தைக் கண்ணருகு வில்லை வழியாகக் காண முடியும். M, ஐச் சிறிது சரித்தால், குறுக்கீட்டு வரிகள் தோன்றும். M₁ இல் பொருள் உள்ளமையால், வரிகள் இடப் பெயர்வு இருக்கும். ஆடிகள் M₁, M₂ இரண்டும் இணையாகும் போது, M₁ இல் உள்ள பொருளின் படிவம் சீரான ஒளிப் பின்னணியில் ஒளிச் செறிவு, வேற்றுமை படிவமாகத் தெளிவாகக் காணப் படுகிறது. பொருளின் மேற்பரப்பில் உள்ள கோடுகள் கீறல்கள் ஆகியவற்றையும் தெளிவாகக் காணலாம்.
ஒளி ஊடுருவும் பொருளின் தன்மையை ஆராய்வதற்கு, ஓர் அமைப்பு உள்ளது (படம் 3). ஒளி மூலத்திலிருந்து வந்த ஒளிக் கற்றை அரை எதிரொளிப்பு S₁–இல் பட்டு, இரு கற்றைகளாக முறியும். ஒரு கற்றை, பொருள் Oஐத் தன்னகத்தே கொண்ட ஓர் ஒளி நுண்ணோக்கி வழியாகச் செல்லும். மற்றொரு கற்றை வெற்று ஒப்பீட்டுக் கண்ணாடியை உள்ளடக்கிய மற்றொர் ஒளி எதிரொளிப்பு ஆடி S2 இல் பட்டுக் குறுக்கிட்டு, இணைந்து விடுகின்றன. கண்ணருகு வில்லை வழியாக, இறுதிப் படிவத்தைக் காணலாம். இரு கற்றைகளின் பாதைகளில், தக்க வடி கட்டிகளையும், தக்க ஒளி புகும் தட்டுகளையும் வைப்பதன் மூலம், வேண்டிய கட்டம் மற்றும் வீச்சு வேறுபாடுகளை ஏற்படுத்தித் தக்க தெளிவான படிவத்தைப் பெறலாம். லீஜ் (Leitz) என்பார், தம் கொள்கையின் படி, ஒரு நுண்ணோக்கியை அமைத்தார். இந்நாளில் டைசன் நுண்ணோக்கி, ஸ்மித்–பேக்கர் நுண்ணோக்கி போன்ற மேம்படுத்தப்பட்ட குறுக்கீட்டு நுண்ணோக்கிகள் வழக்கத்தில் உள்ளன.
பயன். இந்நுண்ணோக்கி உயிரியலில், காய்ந்த சிறு பொருள்களை நன்கு ஆராயப் பயன் படுகிறது. செல்லின் அமைப்பை ஆய்வதிலும் இது பயன் படுகிறது. செல் கொள்ளளவு, தடிப்பு, திண்ம, நீர்மப் பொருள்களின் செறிவு இவற்றை ஆய்வதிலும் பயன் படுகிறது. மேலும், நொதியின் செரிப்புக் காரணமாகச் சிறு பொருள்களின் மீது உள்ள காய்ந்த, நிறைப் பகுதிகள் அளவில் மாறுபடுதலை இந்நுண்ணோக்கி வழியாக ஆராயலாம். மேலும், படிகங்கள், நூல் இழைகள் போன்ற ஒளி புகும் பொருள்களை ஆராய்வதிலும், உலோகவியலில், உலோகப் பரப்புகளை ஆராய்வதிலும், இதன் பங்கு மிகச் சிறப்பானது. —மு. சேக்முஸ்தபா
நுண்ணோக்கி, புல அயனி
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பக்கத்தின் கடைசியில் இருந்து பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> எலெக்ட்ரான்கள் அல்லது நேர் மின் அயனிகளின் புல உமிழ்வைப் பயன் படுத்தி, அவற்றை உமிழும் பரப்பின் பெரிதாக்கப் பட்ட பிம்பத்தை ஒளிர் திரையில் ஏற்படுத்தும் ஓர் அறிவியல் நுட்ப முறை, புல அயனி நுண்ணோக்கியில் (field ion microscope) பயன் படுகிறது. இந்த அறிவியல் நுட்ப முறையை, முதன் முதலில் 1936இல் ஈ.டபிள்யூ. முல்லர் அறிவித்தார். புல அயனி நுண்ணோக்கியே, இது வரை அமைக்கப் பட்டுள்ள நுண்ணோக்கிகளுள் மிகவும் சிறப்பானது.
படம் 1இல் காட்டப் பட்டுள்ள ஊசி வடிவிலான உமிழ்ப்பானின் கூர் முனை, வில்லைகளின் உதவி இராமலே நேரடியாகப் பிம்பம் ஏற்படுத்துமாறு செய்யப் படுகிறது. அதன் உருப் பெருக்கம் 1,000,000 ஆகும். உமிழப் படும் துகள் எலெக்ட்ரானாக இருந்தால், நுண்ணோக்கியின் பகு திறன் 2 x 10-9 மீட்டர் ஆக இருக்கும். 22 வகை தூய உலோகங்கள், பல உலோகக் கலவைகள், கடத்தும் இயல்புள்ள பல சேர்மங்கள் போன்றவை இவ்வாறு, உருப் பெருக்கம் செய்யப் பட்டுள்ளன. இந்நுண்ணோக்கியின் உதவியால், 4Kயிலிருந்து 2000K வெப்ப நிலைக்கு மேலான வெப்ப நிலைகளில் பல வளிமங்கள் திண்மப் பொருள்களின் உட்கவரப் படும் தன்மை ஆராயப் பட்டுள்ளது.
இந்நுண்ணோக்கியின் உதவியால், வினை ஊக்கு வினைகளில் முக்கியமானதாகக் கருதப் படும் புறப் பரப்புகளில் செயற்படும் வினைகள் ஆராயப் பட்டுள்ளன. மேலும் ஆவியாக்கப் பட்ட பொருள்கள் பரப்பிலிருந்து, விடுபட்டுச் செல்லும் விதம், அவை மீண்டும் படியும் வீதம் ஆகியவையும் விரிவாக ஆராயப் பட்டுள்ளன. ஃப்தாலோ சயனின் போன்ற நடுத்தர வடிவமைப்புள்ள தனித் தனி மூலக் கூறுகளை இதன் உதவியால் பார்க்க முடிந்துள்ளது.
நேர் மின் அயனி அறிவியல் நுட்ப முறை. எலெக்ட்ரான்களைப் பயன் படுத்துவதை விட, நேர் மின் அயனிகளைப் பயன் படுத்தி உமிழப்பானின் கூர் முனைப் பரப்பின் பிம்பத்தை ஏற்படுத்தலாம்.
புல அயனி நுண்ணோக்கியில் கூர் முனைக்கு மிக உயர்ந்த நேர் மின்னழுத்தம் கொடுக்கப் படுகிறது. அதே சமயத்தில், நுண்ணோக்கியின் கலம் 1 மில்லி டார் (டார் என்பது ஒரு வளி மண்டல அழுத்தத்தைக் குறிக்கும் அலகு) அழுத்தத்தில், ஹீலியம், நியான் அல்லது ஹைட்ரஜன் வளிமத்தால் நிரப்பப் படுகிறது. இதனால், புல அயனியாக்கம் நிகழ்கிறது. மேற்பரப்பில் உள்ள ஒவ்வோர் அணுவிற்கும் மேல் புல வலிமை மிக, மிக அதிகமாக உள்ள இடத்தில் இருக்கும் வளிம மூலக் கூறை எலெக்ட்ரான் துளைத்துச் செல்லும் போது, புல அயனியாக்கம் நிகழ்கிறது. கூர் முனையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள இணைப்புக் கம்பிகள் வழியே வெப்பம் கடத்தப் படுவதால், கூர் முனை குளிர்விக்கப் படுகிறது அல்லது நீர்ம ஹைட்ரஜன், நீர்ம ஹீலியம் போன்றவற்றாலும், கூர் முனையைக் குளிர்விக்கலாம். கூர் முனை குளிர்விக்கப் படும் போது, அயனிகளின் வேகம் குறைகிறது. அயனிகளின் டி பிராவி அலை நீளம் மிகவும் குறைவு எனும் காரணத்தினால், 0.2 X 10-9 மீட்டர் பகு திறனைப் பெற முடிகிறது. இவ்வாறு, ஆய் பொருளின் பரப்பிலுள்ள அணுக்களைத் தனித் தனியாகக் காண முடிகிறது. இச்சிறப்பு, வேறு எந்த நுண்ணோக்கியிலும் இல்லை. ஹீலியம் வளிமத்தைப் பயன்படுத்தும் போது, பெறப் படும் பிம்பத்தின் தன்மை மிகச் சிறப்பாக உள்ளது. ஆனால் அப்போது அயனியாக்கம் நிகழ்த்த 500,000,000 வோல்ட்/செ.மீ. அளவுள்ள புலச் செறிவைப் பயன் படுத்த வேண்டும். இவ்வளவு அதிகமான புலச் செறிவு பயன் படுத்தப் படும் போது, அப்புலம் ஆய் பொருளின் மீது 1 டன்/மி.மீ.² அளவிற்கு மிக உயர்ந்த அமுக்கு விசையையும் ஏற்படுத்தும். இதனைக் குறைக்கச் சிறிதளவு ஹைட்ரஜன் வளிமம் சேர்க்கப் படுகிறது. அப்போது, அயனியாக்கம் குறைந்த புலச் செறிவில் நிகழ்கிறது. இந்த மாறுபாடுகளுடன் நுண்ணோக்கியை அமைக்கும் போது, அதனை இரும்பு, நிக்கல், கோபால்ட், தங்கம், தாமிரம் ஆகிய உலோகங்களை ஆராய்ந்தறியவும் பயன் படுத்தலாம்.
உலோகங்களின் தன்மைகளை அவற்றின் படிகக் கட்டமைப்பே அறுதியிடுகிறது. புல அயனி நுண்ணோக்கியைப் பயன் படுத்தி, உலோகங்களின் படிகக் கட்டமைப்பிலுள்ள குறைகளை ஆராயலாம். அவ்வாறு ஆராயும் போது, படிகக் கட்டமைப்பில் உள்ள வெற்றிடங்கள், மாசு அணுக்கள் ஆகியவை தனித்தனியே தெரிகின்றன. படம் 2 படிகப் பரப்பில், அணுவின் கட்டமைப்பைக் காட்டுகிறது. அதிலுள்ள வெற்றிடம், இட மாற்றம் (முறையான அமைப்பு மாறி இருப்பது) ஆகியவை அம்புக் குறிகளால் காட்டப் பட்டுள்ளன. மேலும், இந்நுண்ணோக்கியின் உதவியால், உலோகங்களைச் சூடாக்கி, உரு மாற்றம் செய்யு ம்போது, அதன் பரப்பில், தனித் தனி அணுக்களின் இயக்கத்தை அளந்தறியலாம். உலோகங்கள் அரிப்பினால் சிதைவுறும் போது, அதன் மேற்பரப்பில் உள்ள அணுக்களே முதலில் பாதிக்கப் படுகின்றன. ஆதலால், இத்தகைய ஆய்வுகள் உலோகங்களைப் பாதுகாக்கும் வழிகளைக் கண்டறிய உதவும். அவ்வாறே, உலோகக் கலவைகளையும் அவற்றின் படிக அமைப்புகளையும் ஆராயலாம்.
இந்நுண்ணோக்கி ஒரு சிறு ஊ சிமுனையின் பிம்பத்தை மட்டும் ஏற்படுத்துகிறது. எனினும், ஆய் பொருளின் அணுவின் அடுக்குகளை ஒவ்வொன்றாக உரித்து, ஆய் பொருள் முழுவதையும் ஆராயலாம். இவ்வாறு, உரித்து ஆராய்வதற்கு மேலும், மேலும், அதிகமாக மின்னழுத்தத்தைக் கொடுக்க வேண்டும். இந்த முறையை மிகக் குறைந்த வெப்ப நிலையிலும் செய்ய முடியும். ஆதலால், உயர் வெப்ப நிலையில் உலோகங்களை உரு மாற்றம் செய்யும் போது, ஏற்படும் பிற விளைவுகளை இந்த முறையினால் தவிர்க்கலாம்.
அணு ஆய்வுக் கருவி. 1967இல் புல அயனி நுண்ணோக்கி ஒரே ஓர் அணுவை மட்டும் ஆராயும் வகையில் திருத்தி அமைக்கப்பட்டது. திருத்தப்பட்ட அந்த அமைப்பு, அணு ஆய்வுப் புல அயனி நுண்ணோக்கி எனப் படும். இந்த புதிய அமைப்பின் ஒளிர் திரையில், ஒரு சிறு ஆய்வுத் துளை உள்ளது. இத்துளையில் பிம்பத்தின் பதிவு விழுமாறு கூர் முனையைச் சாய்க்கும் வகையில், நுண்ணோக்கி அமைக்கப் பட்டுள்ளது. ஆய்விற்குத் தேர்ந்தெடுக்கப் பட்ட அணுவை மிக, மிக உயர்ந்த மின்னழுத்தம் சிதைக்கிறது. அந்த அணுத் திரையில் உள்ள ஆய்வுத் துளை வழியே சென்று, ஒரு தனி வகை நிறை நிற மாலை அளவிக்குள் (mass spectrometer) செல்கிறது. நிறை நிற மாலை அளவி ஒரே ஒரு துளை மட்டும் அறியும் உணர்வு நுட்பம் உடையது. நிறை நிற மாலை அளவி அணுவை, அதன் அணு நிறைக்கு ஏற்ப வேதி முறையில் பிரித்தறிகிறது. எனவே, இக்கருவியில் ஆய்வாளரின் தேவைக்கேற்ப, ஒரே ஓர் அணுவை மட்டும் தேர்ந்தெடுத்து, ஆய்வு செய்யலாம். அணு நுண் பகுப்பாய்வின் இறுதிக் கட்டமாக அமைவது, அணு ஆய்வு புல அயனி நுண்ணோக்கி எனலாம். —ப. தர்மலிங்கம் <!----மேலே உள்ள பிரிக்கும் கோட்டை நீக்க வேண்டாம். முந்தைய தலைப்பு இங்கு முடிவுற்றது. புதிய தலைப்பு அடுத்து ஆரம்பம் ஆகிறது. பக்க ஒருங்கிணைப்பின் போது, தலைப்புகளைப் பிரிக்க இக்கோடு தேவை. ---->
நுண்ணோக்கி, புல உமிழ்வு
இது மின்னேற்றம் பெற்றுள்ள எலெக்ட்ரான்கள் அல்லது நேர் மின் அயனிகள் போன்ற துகள்களின் புல உமிழ்வைப் பயன் படுத்தி, அவற்றை உமிழும் பரப்பின் பெரிதாக்கப் பட்ட பிம்பத்தை ஒளிர் திரையில் ஏற்படுத்தும் ஒரு கருவியாகும். புல உமிழ்வு நுண்ணோக்கியில் (field emission microscope), ஓர் உமிழ்ப்பானின் கூர் முனையின் உதவியால், வில்லைகளின் உதவியின்றியே, நேரடியாகப் பிம்பம் ஏற்படுத்தப் படுகிறது. இதனால், பெறப் படும் உருப் பெருக்கம் 1,000,000 ஆகும் . உமிழப் படும் துகள் எலெக்ட்ரான் எனில், நுண்ணோக்கியின் பகு திறன் 2x10-9 மீட்டர் ஆகும். பல உலோகங்கள், உலோகக் கலவைகள் சேர்மங்கள் ஆகியவை, இவ்வாறு உருப் பெருக்கம் செய்யப் பட்டு, ஆராயப் பட்டுள்ளன. நடுத்தர வடிவமைப்புள்ள மூலக் கூறுகளை, இதன் உதவியால் தனித் தனியாகப் பார்க்க இயலும். இது வரை அமைக்கப் பட்டுள்ள நுண்ணோக்கிகளுள், இதுவே மிகவும் சிறந்தது. இதன் வடிவமைப்பு, செயல் படு முறையும், புல அயனி நுண்ணோக்கியின் வடிவமைப்பையும், செயற்பாட் டையும் ஒத்திருக்கும். —ப. தர்மலிங்கம்
நுண்ணோக்கி, மைய விலக்கு
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பக்கத்தின் கடைசியில் இருந்து பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> நுண்ணோக்கி 1930ஆம் ஆண்டில், ஈ.என்.ஹார்வி, ஏ.எல்.லூமிஸ் எனும் அறிஞர்களால் வடிவமைக்கப் பட்டது. உயிர்ச் செல்கள் அல்லது சிறு உயிரிகளின் இயக்கத்தை உருப் பெருக்கத்தோடும், தெளிவாகவும் கண்ணால் காண்பதற்கு மைய விலக்கு நுண்ணோக்கி (centrifuge microscope) பயன் படுகிறது. இக்கருவியில், அப்பொருள்கள் மைய விலக்கு விசைக்கு உள்ளாக்கப் படுகின்றன. இது எளிய ஒளியியல் அமைப்புக் கொண்டது. இதன் அமைப்பு படத்தில் காட்டப் பட்டுள்ளது.
படத்தில் A என்பது சுழற்சி அச்சு ஆகும். L,L' என்பன ஒளிர் இழை ஒளி மூலங்கள், C, C' என்பன குவி வில்லைகள். S, S' என்பன செல்கள் போன்ற பொருளைத் தாங்கியுள்ள கண்ணாடித் தட்டுகள். O, O' என்பன பொருளருகு வில்லைகள், எதிரொளிக்கும் முப்பட்டகங்கள் இவற்றை உள்ளடக்கிய அமைப்புகள். P, P' என்பன மைய எதிரொளிப்பு முப்பட்டகங்கள். OC என்பது நிலையான கண்ணருகு வில்லை. I, I' என்பன கண்ணருகு வில்லையில் உள்ள பார்வைப் புலப் பகுதிகள் ஆகும்.
முதலில் ஒரு பகுதியினைக் கருதலாம். குவி வில்லை Cஇன் காரணமாக ஒளி மூலத்தின் ஒளிர் இழை Lஇன் படிவம், கண்ணாடித் தட்டு Sஇன் மீதே சரியாக விழுகிறது. தட்டை ஊடுருவிச் செல்லும் ஒளி, முப்பட்டகம், பொருளருகு வில்லைப் பகுதி Oஐ அடைந்து, அங்கு உருப் பெருக்கப் பெற்று, பிறகு, மைய முப்பட்டகம் Pஇல் விழுகிறது. அங்கே, மேல் புறமாகத் திருப்பப் பட்ட ஒளி, கண்ணருகு வில்லைப் பகுதி OCஐ அடைகிறது. அதன் வழியாகப் பார்த்தால், பெரிய படிவம் தெரியும். இவ்வாறே, மறு பகுதியிலும் அமைகிறது. இவ்வமைப்பு முழுவதும் (அதாவது SOPP'S'O' அமைப்பு) A செங்குத்து அச்சைப் பற்றிக் கொண்டு சுழற்றப் படுகிறது. (விளக்குகள் L, L' வில்லைகள் C,C', oc அசைவதில்லை.) அப்போது, கண்ணாடித் தட்டில் உள்ள செல்கள் அல்லது சிறு உயிரி அமைப்புகள் தட்டின் வெளி ஓரப் பகுதியில் ஓரிடத்தில் ஒதுங்குகின்றன. அந்த இடம் சரியாக விளக்கின் படிவம் விழும் இடமாக அமைந்து விடுகிறது. மேலும் LCS பகுதி மைய அச்சிலிருந்து உள்ள தொலைவு, L'C'S' பகுதி அந்த அச்சிலிருந்து உள்ள தொலைவை விடச் சிறிது குறைவு ஆகும். இந்நிலையில் OC வழியாகப் பார்த்தால், SS'இல் உள்ள இரு பொருள்களின் தெளிவான உருப் பெருக்கப் பட்ட படிவங்களை I, I' பகுதிகளில் பெறலாம். அப்படிவங்களை நன்கு ஆய்வதன் மூலம், செல்லின் பரப்பு விசைகள், பாகு நிலை பற்றிய பல உண்மைகளை அறியலாம். இக்கருவி மூலம், உயிர்ச் செல்கள் நீள் தலையும் காண முடிகிறது.
சுழற்சி வேகத்தை மிகக் கூட்டினால், ஒளி விளக்குகளின் சிமிட்டல் நிகழ்ச்சி மறைந்து விடும். மேலும், சுழலும் பகுதியில் உயர் திறன் பொருளருகு வில்லையமைப்பையோ, குறை திறன் பொருளருகு வில்லையமைப்பையோ, பொருத்தி நுண்ணோக்கியைத் தேவைக்கேற்பப் படுத்தலாம். மேலும், சுழல் வேகத்திற்கும், படிவத்தின் தெளிவிற்கும் எத்தொடர்பும் இல்லை. கண்ணருகு வில்லையமைப்பின் இடத்தை அல்லது அதற்கும் மைய முப்பட்டக அமைப்புக்கும் இடையில் வைக்கப்படும் ஒரு வில்லையின் இடத்தைச் சரி செய்வதன் மூலம் தெளிவு மிக்க படிவத்தைப் பெற முடியும். —மு. சேக் முஸ்தபா
நுண்ணோக்கு நுண் கூறாக்கு விளைவு
மீச்சிறு தொலைவுகளில், பருப் பொருள் (matter) மற்றும் கதிர் வீச்சுகளின் தன்மைகளுக்கான தனித் தனி மதிப்புகள் பற்றியது. நுண்ணோக்கு நுண் கூறாக்கு விளைவு (microscopic quantisation effect) ஆகும். மேலும், குவாண்டம் எந்திரவியலின் படி, இத்தகைய தன்மைகளை முன் உரைப்பதுமாகும்.
மின்காந்தக் கதிர் வீச்சு மூலக் கூறுகள், அணுக்கள், அணுக் கருக்கள் ஆகியவற்றின் தனித் தனி ஆற்றல் மட்டங்கள் மற்றும் கோண உந்தங்கள் ஆகிய தன்மைகள் குவாண்டம் எந்திரவியலின் மூலம் நன்றாக விவரித்து, உரைக்கப் பட்டுள்ளன. மேலும், மீஉயர் பாய்மங்களின் (super fluids) ஓட்ட அமைப்புகளும், குவாண்டம் நிபந்தனைகளுக்கு உட்பட்டுச் செயல் படுகின்றன. இவை தவிர, பருப் பொருளின் மீச்சிறு அமைப்பில், பல குறிப்பிட்ட பகுதிகள் நுண்ணோக்கு நுண் கூறாக்கு விளைவுகள் என்று கருதப் படுகின்றன. இப்பகுதிகள் எதிர் காலத்தில் மேலும், விரிவாக்கமும், மேம்பாடும், திருத்தங்களும் செய்யப் பட்ட புதிய குவாண்டம் எந்திரவியல் கருத்தினால் விளக்கப் படக் கூடும் என்று எதிர் பாக்கப் படுகின்றது. இவ்வாறு, ஒரு புதிய கொள்கையினால் விளக்கத்தினை எதிர் நோக்கியுள்ள சில கூறுகளாகப் பின் வருவன அமையும். அவை, அடிப்படைத் துகள்கள் இருப்பது அவற்றின் நிறைகள், மின்னூட்டங்கள், அவற்றுடன் செறிந்துள்ள கோண உந்தங்கள் முதலியன ஆகும்.
குவாண்டம் எந்திரவியல் நிபந்தனைகளுக்கு உட்படும் தன்மைகள் அனைத்தும், பிளாங்க் மாறிலி h–ஆல் பெருக்கப் படுகின்றன. இம்மாறிலிகள் மதிப்பு 6.625X10-34 ஜுல்–நொடி. இது மிகச் சிறியதாகையால், நுண்ணோக்கு நுண் கூறாக்கு விளைவுகளைத் தகுந்த ஆய் கருவிகளின் உதவியின்றிக் காண முடியாது. இருப்பினும், மிக அதிகமான துகள்களின் ஒன்று பட்ட கூட்டுறவுச் செயற்பாடுகள் இவ்வாறான விளைவுகளில் தோன்றலாம். காட்டாக, மீ உயர் பாய்மங்களின் சுழல்கள் (vertices) இவ்வாறு குவாண்டம் நிபந்தனைகளுக்கு உட்பட்டு, ஒன்று பட்ட கூட்டுறவு முறையில் செயற்படுகின்றன. —ப. தர்மலிங்கம்
நுண் தட்ப வெப்பம்
நீர்ப் பரப்பிலிருந்தும், நிலப் பரப்பிலிருந்தும், தாவரப் பரப்பிலிருந்தும், நீர் ஆவியாகி வான வெளியில் மேகமாகிறது. மேகம்குளிர்ந்து, பதப் பட்டு மழை பொழிந்து செடி, கொடி இடை மறித்த பிறகு நிலத்தையும், நீர் நிலைகளையும் அடைகிறது. மழை நீர் மண்ணுட் சென்று பரவித் தாவரங்களின் வேர்களால் ஈர்க்கப் பட்டு, இலைகளுக்குச் செல்கிறது. நிலப் பரப்பிலிருந்தும், தாவரப் பரப்பிலிருந்தும், நீர் நிலைகளிலிருந்தும் மீண்டும் நீர் ஆவியாகி, வான வெளியை அடைகிறது. இடையீடின்றித் தொடர்ந்து நடை பெறும் இந்நிகழ்ச்சி, நீரியல் சுழற்சி (hydrologic cycle) எனப் படும். இச்சுழற்சியின் மூன்று கட்டங்களான நீர் மண்ணினுல் செல்லுதல் (infiltration), நீராவியாதல் (evaporation), இலை நீராவியாதல் (transpiration) என்பவை வேளாண் பிரிவில் குறிப்பிடத் தக்கவை.
நீர் நிலப்பரப்பினுட் செல்வது நீர் ஊடுருவுதலின்றும் (percolation) மாறு பட்டது. நீர்ம வடிவத்திலிருந்து, நீர் ஆவியாகி, வளி மண்டலத்தை அடைவதை, வளி நீராவியாதல் எனலாம். தாவரங்களின் பரப்பிலிருந்து, நீர் ஆவியாவதை, இலை நீராவியாதல் எனலாம். நான்கில் மூன்று பகுதி, வளி நீராவியாகவும், இலை நீராவியாகவும், வளி மண்டலத்தை அடைகிறது. இதன் அளவு, இடத்திற்கு இடம் ஓரளவு மாறு படலாம். எஞ்சிய மழை நீர்ப் பரப்பு, நீராகவும், அடி நீராகவும், கடலை அடைகிறது. வளி நீராவியையும், இலை நீராவியையும் பிரித்தல் அரிதாகையால், இவ்விரு நிகழ்ச்சிகளையும் ஒரு சேர வளி இலை ஆவியாதல் (evapotranspiration) எனலாம்.
வளி இலை நீராவியாதல், மண் பரப்பிலிருந்தும் நீர்ப் பரப்பிலிருந்தும் நிகழ்வதால், நீர் பராமரிப்புப் பணிகளில் இது இன்றியமையாதது. வளி நீராவியாவதைக் குறைத்தால், பயிர்களின் வளர்ச்சிக்கு வேண்டிய நீரைச் சேகரிக்கலாம். பயிர்களின் நீர்த் தேவையை மதிப்பிடவும், பண்ணைக் குட்டைகளில் ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்தில் உள்ள நீரை முன் கூட்டியே அறியவும், வளி நீராவியாதல் பயன் படும்.
இலை நீராவியாவதன் அளவைக் கொண்டே பயிர்களின் நீர்த் தேவை மதிப்பிடப் படுகிறது. மிகுதியாக, இலை நீராவிப் போக்குள்ள பயிர்களின் நீர்த் தேவை மிகுதி. இந்நீர்த் தேவையைப் பாசனம் செய்தோ, மழை மூலமோ, பயிருக்கு அளிக்க வேண்டும். இலை நீராவி மூலம், நீரை அகற்றுவது வடிகாலுக்கு உதவும்.
பயிர்கள் செழித்து, வளர்ந்துள்ள நிலப் பரப்பில் வேளாண்மைச் செயல்கள் மிகுந்துள்ளன. உழுதல், களை எடுத்தல், பார் அணைத்தல் போன்ற யாவும் நில மட்டத்திலிருந்து 2 மீ. உயரத்திற்குள் நடை பெறுகின்றன. இப்பகுதியில் நிலவும் தட்ப வெப்பத்தைக் குறு தட்ப வெப்பம் (micro climate) எனலாம். நில மட்டத்திருந்து பல கி.மீ. உயரத்தில் உள்ள தட்ப வெப்ப நிலையை, இடைத் தட்ப வெப்பம் (meso climate) என்றும், பரந்து விரிந்த நிலப் பரப்பில் நிலவும் தட்ப வெப்பத்தைப் பெரு தட்ப வெப்பம் (macro climate) என்றும் கூறலாம்.
பயிர் செய்வதில் பயிர்களின் நீர்த் தேவை, மண்ணில் நீர் இறங்கும் அளவு, மண்ணிணுள் நீரின் இயக்கம் ஆகியவை மிகவும் இன்றியமையாதவை. பொதுவாக, நிலப் பரப்பில் உள்ள வெப்பம் நில மட்டத்திலிருந்து 2 மீ. உயரத்திற்கு மேல் வேறு பட்டிருக்கும். எனவே, இப்பகுதியில் தட்ப வெப்பத்தை நோக்கத்திற்கேற்றவாறு, சீராகப் பராமரித்துப் பயிர்களின் நீர்த் தேவைகளையும் பாசனச் செயல்பாட்டையும் சிறப்பாகத் திட்டமிடலாம்.
நிலப் பரப்பில் சூரிய ஆற்றல். புவியின் மீது படும் சூரிய ஒளிக் கதிரின் பெரும் பகுதி வளி மண்டலத்திலேயே மேகம் மற்றும் காற்றில் மிதக்கும் பொருள்களால் மீள எதிர் பலிக்கப் படுகிறது. எஞ்சிய ஆற்றல் நிலப் பரப்பை அடைகிறது. இவ்வாற்றல் ஓரளவு மண்ணை வெப்பமுறச் செய்கிறது. மற்றொரு பகுதி, மீண்டும் வளி மண்டலத்தை அடையவும், மறு பகுதி நீர் ஆவியாவதற்கும், மண்ணுக்கு அருகில் உள்ள காற்றை வெப்பமாக்கவும் பயன் படுகிறது. புவி, இரவில் சூரியனிடமிருந்து கதிரியக்க ஆற்றலைப் பெறுவதில்லை. ஆதலால், ஆற்றல் செலவு நிலப் பரப்பிற்கு எதிர்த் திசையில் அமைகிறது; இதனால் மண் குளிர்ச்சியடைகிறது.
.வெப்ப முகம்.. பகலில் சூரிய வெப்பத்தின் பெரும் பகுதியை நிலப் பரப்பு ஏற்றுக் கொள்கிறது. இதில் ஒரு பகுதி மண்ணின் கீழ்ப் பகுதியை வெம்மைப் படுத்தக் கடத்தப் படுகிறது. ஓரளவு மண்ணைச் சார்ந்துள்ள காற்றை வெப்பமாக்குகிறது. இரவு நேரத்தில், சூரியக் கதிர் புவியை அடைவதில்லை. இதனால், புவியின் பரப்பிலிருந்து ஆற்றல் எதிர் பலிப்பது ஏற்றுக் கொள்ளும் அளவினும் மிகுதியாவதால், மண் பரப்பு குளிர்ச்சி அடைகிறது. மண்ணை அடுத்துள்ள காற்றும், தன்னகத்தே உள்ள வெப்பத்தை மண்ணுக்கு ஈந்துதான் குளிருகிறது. இம்மாற்றத்தினால், மண்ணைச் சார்ந்துள்ள காற்றின் வெப்பம், இதற்கு மேற்பகுதியில் உள்ளதை விடக் குறைந்து, வெப்ப மறுதலிப்பு (temperature inversion) நிகழ்கிறது. மண் பரப்பில் ஏற்படும் வெப்பக் குறைவும், கூடுதலும் குறு தட்ப வெப்ப நிலையைக் குளிராகவும், வெப்பமாகவும் மாற்றுவதால், அன்றாட வெப்பம் மாறுகிறது. இரவில் சூரிய ஒளி இராமையால், ஆற்றல் நிலப் பரப்பிலிருந்து வெளிப் படுகிறது. இதன் பயனாக, இரவில் வெப்பம் குறைந்தும், பிற்பகலில் வெப்பம் மிக உயர்ந்தும், காணப் படும். இத்தகைய சூழலிலேயே இடியுடன் கூடிய மழை பொழிகிறது.
நிலத்தின் உயரம் 300 மீ கூடுதலானால், வெப்பம் 1°C குறைகிறது. வறண்ட காற்று மண்டலத்தைச் சற்று வெப்பமும், ஈரமும் உள்ள காற்று மண்டலம் மீறிச் சேரும் போது, உயரமான பகுதியிலும், வெப்பம் மிகுதியாகலாம். இதுவே, வெப்ப மறுதலிப்பு ஆகும். ஒரு பகுதியின் உயரம், வெப்பம் ஆகிய இரண்டின் வாட்ட நிலைக்கேற்ப, வளி மண்டலத்தின் உறுதிப்பாடு மாறுகிறது. இதனை ஒட்டி மழை பெய்கிறது. வெப்பக் காற்று உயரப் பாய்வதற்கு எளிது; இதனால், உறுதி நிலை குலைகிறது. அதே நேரத்தில், உயரத்துடன் மிகக் குறைந்த வெப்ப மாற்றம் நிகழ்ந்தால், உறுதி நிலை மிகுதியாகும்.
நிலப் பரப்பிலிருந்து, மண்ணுக்குள் வெப்பம் செல்வதற்கும், மண்ணுக்குள் இருந்து, மண் பரப்பிற்குச் செல்வதற்கும், தேவையான காலம் மண் பரப்பிற்கும், அதன் உட்பகுதிக்குமிடையே வெப்பத் தொய்வைத் (temperature lagging) தோற்றுவித்து விடுகிறது. மண், ஆற்றல் ஏற்கும் சூழ்நிலையில் 80 செ.மீ. ஆழத்திற்குக் கீழ் வேறுபாடு எதுவும் ஏற்படுவதில்லை.
நிலப் பரப்புக்கு அண்மையில் காற்றின் இயக்கம் மிகக் குறைவு. இவ்விரண்டுக்குமிடையே உள்ள இழுவை ஆற்றலினால் (drag force), மண்ணை ஒட்டியுள்ள காற்றும் பெரும்பாலும் இயங்குவதில்லை. நிலப் பரப்பின் உயரத்திலுள்ள கிழிப்புத் திறன், காற்றின் வேகத்தை மிகைப் படுத்துகிறது. உயரம் கூடும் போது, இவ்வாற்றல் மறைகிறது. நில மட்டத்திலிருந்து உயரம் கூடும் போது, காற்றின் வேகம் மிகுவதையும், பயிர்களின் உயரத்திற்கும், காற்றின் வேகத்திற்கும் உள்ள தொடர்பையும், கெய்கர் என்பார், ஆராய்ந்து விளக்கியிருக்கிறார்.
பயிர்களின் உயரத்திற்கேற்பச் சொரசொரப்பு (roughness) நிலை மாறுபடுவதால், ஒவ்வொன்றுக்கும் உரிய மதிப்பெண் தரப் பட்டது. சான்றாகக் கோதுமை 1 மீ. உயரம் வளரும் பயிராகையால், இதன் சொரசொரப்புத் தன்மை இவ்வுயரத்திற்குக் கூடுதலாகிறது. இது போலவே, நில மட்டத்திலிருந்து 1.5 மீ. உயரம் வளரும் பீட்கிழங்கிற்கும் 1 மீ. வளரும் புல் தரைக்கும் உரிய சொரசொரப்பு அவற்றின் உயரத்தை ஒத்திருக்கிறது.
குறு தட்ப வெப்பம் வேளாண்மையில் வியத்தகு பங்காற்றுகிறது. இதனைப் பின் வரும் ஆய்வு தெளிவு படுத்தும். சாகுபடியில், பயிர்கள் தனியாகவும், ஊடு பயிராகவும் விதைக்கப் படுகின்றன. பெரும்பாலும், வான்பயிர் (rainfed cropping) முறையில் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட பயிர்கள் விளைவிக்கப் படுகின்றன. இதில், ஒரு பயிர் குறைந்த வயதுடன், தரையுடன் ஒட்டி வளர்ந்து மண்ணின் மேற்பரப்பிலிருந்து ஊட்டத்தைப் பெறுவதாகவும், மற்றது சற்று உயரம் மிகுந்து, நீண்ட வயதும், ஆழமான வேர்களும் கொண்டு, மண்ணின் கீழ்ப் பகுதியிலிருந்து ஊட்டத்தைப் பெறுவதாகவும் இருக்கும். இதனால், முன்னைய பயிர் விரைவிலும், மற்றது சற்றுக் காலம் சென்றும், அறுவடைக்கு வரும். இயற்கையின் மாறுபாட்டினால், ஒரு பயிர் விளைவு குறையினும், மற்ற பயிர் நன்கு விளைந்து, இழப்பை ஈடு கட்டும். நிலத்தில் வீசும் காற்றைப் பயிர்கள் ஓரளவு தடுப்பதால், அதன் விரைவு தணிவதுடன் வெப்பமும், நில ஈரம் ஆவியானதும் குறைகின்றன. எனவே, இப்பகுதியின் குறு தட்ப வெப்ப நிலை சீராகிப் பயிர் வளர்ச்சி மேம்படும். வான் பயிர் முறையின் உறுதியற்ற நிலையைப் போக்க, ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட பயிர்களை விளைவித்தல் மரபு. பாசனப் பயிர் முறையில் போதிய விளைவும் உறுதிப்பாடும் உள்ளமையால், பயிர்கள் தனியாகவே விதைக்கப் படுகின்றன. நீர் வளம் அருகி வரும் சூழ்நிலையில், பாசன நீர்த் தட்டுப்பாடு ஏற்படுவதால், நில ஈரம் காத்துப் பாசன நீரைச் சேமிக்கலாம். —கே. ஆர். திருவேங்கடசாமி துணை நூல். Gabom, Shelterbelt, Faber and Faber Ltd, London, 1970.
<!----மேலே உள்ள பிரிக்கும் கோட்டை நீக்க வேண்டாம். முந்தைய தலைப்பு இங்கு முடிவுற்றது. புதிய தலைப்பு அடுத்த பக்கத்தில் ஆரம்பம் ஆகிறது. பக்க ஒருங்கிணைப்பின் போது, தலைப்புகளைப் பிரிக்க இக்கோடு தேவை. ----> நுண் திவலையாக்கி
சிறு பரும அளவிலுள்ள ஒரு நீர்மத்தைப் பல நுண் திவலைகளாகப் பகுப்பதே, நுண் திவலையாக்கம் எனப் படும். நடைமுறையில், நீர்மத் திவலையாக்கம், வேறு பல சொற்களால் குறிப்பிடப் பெற்றாலும், இதற்கான வழி முறையைக் குறிக்கும் செந்தரப் படுத்தப் பட்ட துறைச் சொல் ஏதும் இல்லை. ஒரு நீர்மத்தைச் சிதறல், பீற்றல் முறையில் திவலைகளாக்குதல், தெளித்தல் முறையில் திவலைகளாக்குதல், கருவிகள் கொண்டு, நுண் திவலைகள் கொண்ட மறைப்புப் படலமாக்குதல் (misting) முறைகளில் பல திவலையாக்க முறைகள் உள்ளன. வெவ்வேறு முறைகளில், 10-1000μm விட்டமுள்ள நீர்மத் திவலைகளை உருவாக்க இயலுமாயின், 10μm விட்ட அளவிற்குக் குறைந்த நீர்மத் திவலைகளே நுண் திவலைகள் எனக் கொள்ளலாம்.
பொதுவாக நீர்ம இயக்க ஆற்றல் முறை (hydraulic), வளிம இயக்க ஆற்றல் முறை (pneumatic), சுழற்சிமுறை (rotary) ஆகிய முறைகளில் செயற்படும் கருவிகள் கொண்டு, நீர்ம நுண் திவலையாக்கம் இயற்றப் படுகிறது. இவை தவிர, அதிர்வு முறை (vibration), நிலை மின் இயல் முறை (electrostatic technique) ஆகிய முறைகளின் வழி இயங்கும் திவலையாக்கிகளும், அண்மையில் பயன்பாட்டிற்கு வந்துள்ளன. கேளா ஒலி அதிர்வி முறையில் நீர்மத்தை நுண் திவலைகள் கொண்ட முகிற்படலமாக மாற்றலும், மீ வெப்ப நிலையில் உள்ள ஒரு நீர்மத்தை நீர்மப் படல வெடிப்பு முறையில் திவலையாக்கம் செய்தலும், புவியீர்ப்பு ஆற்றல் கொண்டு திவலையாக்கம் செய்தலும், நடைமுறையில் இருப்பினும், இம்முறைகளின் நீர்மத் திவலையாக்க மாற்ற விகிதம் குறைவானதே.
கொள்கை. நீர்மப் பரப்பு இழு விசையின் (surface tension) காரணமாக, எந்த ஒரு நீர்மமும், சிறு பரும அளவில் உள்ள போது, அதன் பரப்பு ஆற்றல் மிகக் குறைந்த அளவில் இருக்கக் கூடிய கோள உருவத்தையே கொள்வதாக அமையும். திவலையாக்க முறையில், நீர்மத்தின் உள்ளீடாக அல்லது வெளியிலிருந்து செயல் படும் ஒரு விசையின் மூலம் நீர்மப் பரப்பு விசையின் ஒருமித்த இந்த விளை பயனைத் தகர்க்கக் கூடியதாக இருக்க வேண்டும். நீர்மத்தில் இயல்பாக உள்ள பாகியல் தன்மையால் உண்டாகும் சறுக்குப் பெயர்ச்சி இறுக்க விசை (Shearing stress), எத்தகைய படிவ மாற்றத்தையும் எதிர்ப்பதாய் இருப்பதால், சமன் செய்து நிலைமத் தன்மைக்கு மீட்கும் வகையில் அமையும் அல்லது நீர்மத்தைச் சிறு பகுதிகளாகப் பிரிக்கும் அந்த விசையினைக் குறைப்பதாய் அமையும். இந்நிலையில் நீர்மத்தைச் சூழ்ந்துள்ள புற ஊடகத்தால் செயற்படும் சறுக்குப் பெயர்ச்சி அழுத்த விசை நீர்மத் திவலையாக்கத்தை எளிதாக்கும் வகையில் துணை நிற்கும்.
மிக எளிமையான திவலையாக்கம் தொங்கு முறையில் (pendant drops) பெறப் படுவதாகும். மிகக் குறைந்த அளவில் கசியும் வகையில், ஒரு பரப்பின் மேல் பாயும் நீர்மம் (எ-டு) வழியே மிகக் குறைந்த வேகத்தில், ஒரு நுண் குழாய் வழியே கசியும் நீர்மம், அதன் விளிம்பை அடையும் போது, புவியீர்ப்பால் இழுக்கப் பட்டுச் சிறு துகளிகளாக நுனியிலிருந்து வடிகிறது. ஒரு தட்டையான பரப்பின் மேல் படலமாகப் பரந்து நிற்கும் நீர்மமும், புவியீர்ப்பால் ஒரு நுனி வழியே துளியாக வடியும் (எ-டு) இலை மேலுள்ள நீர் இலை நுனி வழி வடிதல்) இவ்வகையில் 500μm விட்டத்திற்குக் குறைவான நீர்த் துளிகளைப் பெற இயலாது.
நடை முறையில் நீர்மத் திவலையாக்கம் பயனுள்ள வகையில் அமைய வேண்டுமாயின், திவலைகள் நுண் அளவினவாகவும், நீர்மத்திலிருந்து ஒரு குறிப்பிட்ட வேகத்தில் தொடர்ந்து பெறும் வகையிலும் இருக்க வேண்டும். இதற்கான பொதுவான வழிமுறைகள் கீழ் வருமாறு:
1. பரும நிலையிலுள்ள நீர்மத்தை முடுக்கத்துடன் பாயச் செய்து, ஒரு படலமாகவோ, ஒரு நுண் நீர்ம ஓட்டமாகவோ, நீர்த் தாரை வடிவிலோ மாற்றுதல்.
2. அவ்வாறு செல்லும் நீர்மத்தின் பரப்பில், சிறு அதிர்வுகள், சிறு அலைவுகள் (ripples) அல்லது புடைப்புகள் இடையே செயற்படும் வகை செய்தல்.
3. நீர்மப் பரப்பில், நீர்ம அழுத்தம், அல்லது ஏனைய விசைகளின் இயக்கத்தால், நீர்மத்தை நுண நீர் பீற்றுக்களாகப் (ligamants) பிரித்தல் அல்லது பகுத்தல்.
4. இச்சிறு நீர்மப் பீற்றுக்கள் நீர்மப் பரப்பு விசைச் செயற்பாட்டால் சிறு திவலைகளாக மாற்றமடைதல்.
5. நீர்மத் திவலைகள் மேலும் ஒரு வளிமத்தின் ஊடே செலுத்தப் பட்டு, அதன் அழுத்தம், இறுக்க விசை விளைவாகச் சிதறி, நுண் திவலைகளாக மாற்றமடைதல்.
குறைந்த வேகத்தில் இயங்கும் நுண் திவலையாக்கிகளின் எந்திர ஆற்றலை, நீர்மப் பரப்பு விசை ஆற்றலாக மாற்றும் நிலை மாற்ற இயக்கு திறன் (conversion efficiency) மிகுந்து, இருக்கும். மெல்லிய நீர்மப் படலங்களைக் கையாண்டும், நுண்ணிய துளை வாய்களைக் கொண்டும், நீர்மப் பீற்று வேகத்தை மிகைப்படுத்தியும், ஒரு நுண் திவலையாக்கியின் திவலையாக்க விகிதத்தைக் கணிசமாக உயர்த்தலாம். நீர்மப் பீற்றுத் திசை வேகத்தை உயர்த்தும் போது, ஆற்றல் இழப்பு மிகுதியும் இருப்பினும், மிக நுண்ணிய திவலையாக்கம் பெற இயலும். இவ்வகைத் திவலையாக்கக் கருவிகளின் நிலை மாற்றத் தகைக் கெழு மிகக் குறைவாகவே இருக்கும்.
குழல் துளை வழி, நீர் இயக்க ஆற்றல் வழித் திவலையாக்கத்தில் பெறப் படும் திவலைகள் 100–3000μm விட்ட அளவு கொண்ட பெரிய துளிகளாகவே இருக்கும். இவ்வகை, தோட்ட வேலை, பூச்சி மருந்து தெளிப்பது போன்றவற்றிற்குப் பயன்படும். திவலையாக்கிகளிலும். தொழிற் கூடத் தூபிகளின் (Towers) உட்புறச் சுவர்களைத் தூறு சுரண்டித் தூய்மைப் படுத்தவும், அவற்றின் பரப்பை நீர்மப் பதனப் படுத்துவதற்கும் (humidification) பயன் படும். வளி இயக்கத்தால் செயற்படும் திவலையாக்கிகள் 5–100μm விட்டமுள்ள மிக நுண் திவலைகளைத் தர வல்லவை. இவ்வகை, வண்ணப் பூச்சிற்கும் (colour painting) நீர்மப் படலங்கள் பெறுவதற்கும், பூச்சி கொல்லி தெளிப்பான்களிலும் பயன் படும். சுழற்சி வகைத் திவலையாக்கிகள் பெரும்பாலும், நீர்ம இயக்க ஆற்றலில் செயற்படுபவை. இவை 30–300μm விட்டமுள்ள திவலைகளைக் பெறப் பயன் படுகின்றன. இவ்வகைத் தெளிப்பான் நீர்மத்தை, ஒரு பரப்பில் தெளித்து உலர வைப்பதற்குப் பெரிதும் துணையாகும். (எ-டு) பாகியல் மிகுந்த நீர்மம், நீர்மச் சாந்தாக உள்ள பொருள்கள், புகை போன்ற நீர்மப் படலங்களைப் பெறப் பயன் படுத்தப் படும் மீநுண் திவலையாக்கிகளில் பெரும்பாலானவை வளி இயக்க ஆற்றல் அல்லது கேளா ஒலி ஆற்றல் வழி செயல் படுபவையே. இவை நீர்மத்தை ஆவியாக்கல் முறையிலேயே மீ-நுண் திவலைகளை உருவாக்குகின்றன. நிலை மின் வழிச் செயற்படும் திவலையாக்கிகளும், நீர்ம இயக்க அல்லது வளிம இயக்க ஆற்றலை பயன் படுத்திச் செயற் படுபவையே. நிலை மின் புலம், மின்னூட்டம் பெற்ற திவலைகளை, அவை படியவிருக்கும் பரப்பிற்குக் கடத்திச் செல்ல துணை நிற்கின்றது. —எம்.எஸ்.கோவிந்தசாமி
நுண்பயிர்ப் பெருக்க முறை
பாலியல் முறையிலும், பாலிலி முறையிலும் பயிர்கள் பெருக்கமுறுகின்றன. இவ்விரு முறைகளும், பன்னெடுங் காலமாகப் பரந்த அளவு மேற்கொள்ளப் படுகின்றன. இவற்றின் விதைகள், செடியின் தண்டு, குமிழ், வேர் முதலிய பகுதிகளின் மூலம் இனப் பெருக்கம் நடை பெறுகிறது. மிகவும் சிறந்த பண்புகளையுடைய செடியின் வளரும் பகுதியினை, மிதமான பண்புகளையுடைய செடியின் மீது பதித்துப் பயிரின் தரம் உயர்த்தப் படுகிறது. இம்முறையில் செடியின் விதையும், ஏனைய வளரும் பகுதிகளும் இன்றியமையாதவை. செடியின் மிகச் சிறு பகுதிகளான திசுக்கள், செல்கள் முதரியவற்றை ஆய்வுக் குழாயினுள் தக்க சூழலில் வளர்த்து, மிகச் சிறந்த பண்புகளைக் கொண்ட பயிர்களை உருவாக்கும் வாய்ப்புகள் உள. இதனை நுண் பயிர்ப் பெருக்கமுறை (micro propagation technique) எனலாம். அண்மைக் காலத்தில், நோய்கள் வராதவாறு, மிகுந்த கட்டுப்பாடான சூழலில் வளர்க்கும் முறையைத் திசு வளர்ப்பு (tissue culture) எனலாம். அண்மைக் காலத்தில், நுண் பெருக்க முறை பரந்த அளவில் மேற்கொள்ளப் படுகிறது. இதனைப் பற்றி அறிதல், பயிர்ப் பெருக்கத்தின் மேம்பாட்டுக்கு உறு துணையாக இருக்கும்.
அண்மையில் பல திறப்பட்ட பயிர்களும், செடிகளும் நுண் பெருக்க முறைகளால் பெருக்கப் படுகின்றன. வைரஸ் தாக்காத ஆக்கு திசுக்களைப் (Meristem) பிரித்தெடுத்து, வளர் முனையினைத் தனியாக வளர்ப்பதிலிருந்து, நுண் பயிர்ப் பெருக்கம் தொடங்கியது. இம்முறையில், வளர் முனை பல திண்மையான புரோட்டோ கார்ம் பகுதிகளாகப் பெருகின. மீண்டும் இவற்றைப் பிரித்து வளர்த்துப் புதிய செடிகளை உருவாக்கலாம் என்று கண்டு பிடிக்கப் பட்டது. வளமையான பெருக்கம், மிகவும் மெதுவாக நடை பெறுவதால், நுண் பெருக்க முறையில் பயிர்களைப் பெருக்கும் வாய்ப்பு பன்மடங்கு மிகுதியாகும். உடலப் பகுதிப் பெருக்கம் (clonal) மிக விரைவானது. நோய்கள் இல்லாத பெருக்கப் பகுதிகளை, இம்முறையில் எளிதில் பரப்பிடலாம். இப்பெருக்கப் பொருள்களைச் சேமிப்பதும், பல இடங்களுக்குக் கொண்டு செல்வதும் எளிது. பயிர்ப் பெருக்கத்துடன் மருந்துப் பொருள்களையும் உருவாக்கலாம்.
இம்முறையினை மேற்கொள்வதற்குரிய இடத்தினைத் தேர்ந்தெடுத்து, உரிய கருவிகளை அமைத்துப் பயிர்ப் பெருக்குவதற்குப் பல தனிப்பட்ட வசதிகள் தேவை. இதற்கு முதலீடும் மிகுதியாகும். இப்பணியினை ஆற்றிடத் தனிப் பட்ட திறமையும் இன்றியமையாதது. உற்பத்தியாகும் செடிகளை நோய்கள் அணுகாது தடுத்திட, நுண்ணறிவியல் முறைகளை மேற்கொள்ளுதல் வேண்டும். குறிப்பிட்ட பாரம்பரியப் பண்புகள் (genetic characters) சிறிதளவும் மாறாது கண்காணித்து வருவதும் குறிப்பிடத் தக்கது.
மறு பெருக்க முறைகள். இதில் புறத் தண்டு முனை நீட்சி, இலைக் கோணத் தண்டு வளர்ச்சி, சல்லித் தண்டு, உறுப்புப் பெருக்கம், கருப் பெருக்கம் (embryogenesis) முதலியவை அடங்கும். புறத் தண்டு முனை, செடிகளின் வளரும் இடத்தில் உள்ள பல கணுக்களும் (nodes) கணு இடைவெளிகளும் மிக நெருக்கமாக இணைந்துள்ளன. ஒவ்வொரு கணுவிலும் மிக நுண்ணிய இலைகளும், பக்க வாட்டுப் புறத் தண்டுகளும் உள்ளன. வளரியல் அறுத்தெடுக்கப்பட்ட தண்டு முனையின் மீதுள்ள புறத் தண்டின் நுனி, வளரத் தொடங்கி, நுண் செடி (plantlet) தோன்றுகிறது. புறத் தண்டின் நுனியில் 0.5 மி.மீ. அளவு அறுத்த பகுதியில் சில இலைகள் உள்ளன. வைரஸ் தாக்காத, தூய நிலையில் உள்ள இதனை, வளரியில் (culture) கருத்தூன்றி வளர்த்தால், ஒரு புதிய செடி தோன்றும்.
இலைக் கோணத் தண்டு வளர்ச்சி. கொய்த செடியிலுள்ள புறத் தண்டின் பக்க வாட்டத்தில் வளரும் முனைகள் தூண்டப் பட்டுப் புறத் தண்டு முனை வளர்ச்சி ஒடுக்கப் படுகின்றது. இவ்வளர்ச்சி முனை தீவிரமாகப் பன்மடங்கு பெருகி, மீண்டும், மீண்டும் வளர்ச்சியுற்றுப் பெருகுந் தன்மை கொண்டுள்ளது.
சல்லித் தண்டு வளர்ச்சி. பொதுவாக வேர், இலை, குமிழ்ச் சிதல் (bud scale) போன்றவற்றின் மீது சல்லித் தண்டுகளைப் பதித்துச் செடிகளைப் பெருக்குவதுண்டு. இரு விதையிலைச் செடிகளின் தண்டிலிருந்து, சல்லித் தண்டு மீள் வளர்ச்சியுறுதல் மிகவும் அரிது. சில சமயங்களில், இயற்கையாகத் தண்டுகள் வளர்வதுண்டு, கொய்த செடியின் பகுதிகளை வளரியில் இட்டு வளர்த்தால், சல்லித் தண்டுகள் தோன்றுகின்றன. கொய்த பகுதியிலிருந்தும், வேறு பகுதியிலிருந்தும், பொதுத் திசுவிருந்தும் (Callus tissue) தண்டு தோன்றலாம்.
புறத் தோல் வளரிகளில் உறுப்புப் பிறப்பு. புறத் தோல் திசுச் செல்களிலிருந்து வேர்களும் தோன்றுவதை, உறுப்புப் பிறப்பு (organogenesis) எனலாம். பாரன்கைமா செல்கள் நிரம்பிய செல் திண்மம் ஆக்கு திசுக்களாகிக் குறிப்பிட்ட வளரிகளுக்கேற்ப உறுப்புகள் தோன்றத் தொடங்கும். இது தொய் பகுதியிலிருந்து சல்லித் தண்டுகள் தோன்றுவதனை ஒக்கும்; ஆனால், இதில் தனிப் பட்ட புறத் தோல் தோன்றும் கட்டமும் அடங்கியுள்ளது.
கருப் பெருக்கம். இயல்பான நாற்றுச் சுழற்சியில் (seedling cycle) ஒற்றைச் செல் கொண்ட நுண் வித்திலிருந்து கரு உற்பத்தியாவது முதல் கருப் பெருக்கம் தொடர்கிறது. இயங்கும் தன்மையிலுள்ள இளநீர் மற்றும் ஆக்சின் கரைசலில் வளர்த்த காரட் செல்களைச் சுரப்பி சாராத வளரியில் வளர்த்தால், பல ஆயிரக் கணக்கான தனிப் பட்ட கருக்கள் உண்டானது குறிப்பிடத் தக்க கண்டு பிடிப்பாகும். இவை கருவினிகள் (embroyoids) அல்லது பிறப்புச் சாராக் (somatic) கருக்கள் எனப் படும். செடியின் மிகச் சிறிய பகுதியினைப் பிரித்தெடுத்து, அதனை நுண்ணுயிரிகள் அணுகாது, வளரியில் இடுவதிலிருந்து நுண் பெருக்கம் தொடங்குகிறது. இதனைத் தொடங்கும் செடி, கொய்த செடி (explant) எனப் படும். இதிலிருந்து, புதிய தண்டு உண்டாக்குவதனைப் பெருக்கு (propagule) எனலாம். இவற்றை மேலும் பெருக்கி, நுண் செடிகள் உண்டாக்கப் படுகின்றன.
கொய்த இலைப் பகுதி (Vegetative explant). வளரும் தண்டின் மிகச் சிறிய பகுதி கொய்து எடுக்கப் படுகிறது. இதில், குவிந்த தண்டும், அதன் கீழ் வளரும் நுண் இலைகளும் அடங்கியிருக்கும். மிகவும் விரைவாக வளரும் தண்டின் நுண்ணிய பகுதியில் பூசணம், பாக்டீரியா, வைரஸ் போன்றவை தாக்காத 0.25–1.0 மி.மீ. நீளமுள்ள பகுதி வளர்க்கப் படுகிறது. இவ்வாறு, கொய்யும் பகுதி சிறியதாயின், நோய்கள் தாக்குவது குறைவு. ஆயினும், இதை வளர்ப்பது எளிதன்று. குறைந்த செறிவுள்ள சைடோகினினும், மிதமான ஆக்சினும் இக்கொடியின் வளர்ச்சிக்கு உதவும். பின்னரே, இதனை ஆக்சின் இல்லாத வளரிக்கு மாற்றி, வேர்கள் தோன்றுவதை ஊக்குவிக்கலாம். சிறிதளவு ஜிப்பெரேல்லிக் அமிலம், லிட்டருக்கு 0.1 மி.கி. சேர்ப்பது உதவியாக இருக்கும். ஆனால், இதனை மிகுதியாகச் சேர்த்தால், வேர் தோன்றுவது குறையும். இம்முறை உருளைக் கிழங்கு, ஈரிதல் மலர்ச் செடி வகைகள் (carnations) சூரிய காந்தி வகைகள், வண்ண மலர்ச் செடி வகைகள் (Orchid) முதலியவற்றைப் பெருக்குவதற்கு மிகவும் ஏற்றது.
தண்டு நுனி ஒட்டு. ஆப்பிள், எலுமிச்சை போன்ற செடிகளின் மூன்று சிற்றிலைகளும், புறத் தண்டும் கொண்டு 0.14–0.18 மி.மீ. அளவுள்ள பகுதியினை ஒட்டுதல் மூலம் பெருக்கலாம். தண்டு அல்லது வேர்களின் மூலம் மறு தோற்றமுறாத கட்டைச் செடிகளின் (woody Plant) வைரஸ் தாக்காத சிறு பகுதியினை வளரியில் பெருக்கலாம். எலுமிச்சைச் செடியின் இளம் பருவத்தினைச் தவிர்த்து. முதிர்ந்த செடிகளை உற்பத்தி செய்ய இம்முறை ஏற்றது. நுனித் தண்டு வளர்ச்சி. கொம்புகளை நட்டு வளர்ப்பதனைப் போன்று, நுனித் தண்டுகளின் மூலம், செடிகளைப் பெருக்கலாம். இதனை வளர்க்கப் பயன்படுத்தும் ஹார்மோனைப் பொறுத்து, வெற்றி அமையும். இது கொய்த நுனி அல்லது பக்க வளர்ச்சி முனை அல்லது பல கணுக்களின் வெட்டுப் பகுதியாக இருக்கலாம். இது 0.1–0.5 மி.மீ. வரை வேறுபட்ட பருமன் உள்ள பகுதியாக இருக்கலாம் அல்லது 0.5–2 மி.மி. விரியாத தண்டு முனையாக இருக்கலாம். பருமனுள்ள பகுதியினைக் கொய்வது எளிதாயினும், வைரஸ் போன்றவை இராமை அரிது. முதிராத தண்டின் 1–2 செ.மீ. நீளமுள்ள துண்டும் பயன் படும். இது பெருக்கத்தின் செயல்பாட்டிற்கு ஏற்றதாயினும், நோய்களின் தாக்கம் மிகுதி. ஒரு மொட்டுள்ள பக்க கணுவின் பகுதிகளையும் பயன் படுத்தலாம். தண்டு முனைப் பகுதிகள் நீண்டு வளர்ந்து, இலைக் கோணப் புறத் தண்டுகளும் தோன்றும். பெருக்கியைப் பல முறை மாற்றுவதால், செடிகளின் பெருக்கம் பரவலாகிறது. ஆனால், பெருக்கம் இலைக் கோண மொட்டுகளின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்துள்ளது. வளரிகளின் அடிப் பகுதியிலுள்ள புறத் தோலிலிருந்து சல்லி மொட்டுகளும் பெருகும். வளரிகளின் தேவைகளையும், செயல்பாடுகளையும் வரிசைப் படுத்திப் பல்வேறு வகைச் செடிகளையும் நன்கு பெருக்கிடலாம். இது வளமையான முறையில் போத்துகளின் மூலம், செடிகளைப் பெருக்குவதனை ஒத்திருப்பதால், இம்முறை பரவலாகப் பயன் படுகிறது.
சல்லித் தண்டு வளர்ச்சி. நேரடியாகக் கொய்த பகுதியிலிருந்தும், கொய்த பகுதியின் புறத் தோலிலிருந்தும், புதிய தண்டுகள் தோன்றலாம். இவ்வாறு தோன்றுவது கொய்த செடிப் பகுதியின் தேர்வையும், ஹார்மோனையும் பொறுத்துள்ளது. இலைத் துண்டு, தண்டு முனை, வித்திலைக் கீழ்த் தண்டு (hypocotye), இளம் ஊசியிலைத் தொகுப்பு, முதிராத பூமஞ்சரி (inflorescence), குமிழ் தண்டுச் சிதல், உருளை கிழங்குத் திசு ஆகியவற்றின் கொய் பகுதிகளின் மூலம் பெருக்கலாம்.
நுண் பயிர்ப் பெருக்க முறைக்குரிய காரணிகள். நுண் பெருக்க முறையில் அமைவு (establishment), பெருக்கம் (multiplication), நாற்று நடு முன் நிலை (pretransplant), நடவு (transplant) என்னும் நான்கு கட்டங்கள் உள. சில இனச் செடிகளைப் பெருக்க இம்முறைகளைத் தவறாது, கடைப் பிடிக்க வேண்டும். இதில் பயன்படுத்தும் ஊடகம் இரு வகையில் பயனுள்ளது. செடியிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப் பட்ட பகுதி தொடர்ந்து வளர்வதற்கு ஏற்ற ஊட்டச் சத்துக்களை அளிப்பதோடு, பெருக்கச் செடி வளர்ச்சிக்கும் ஊடகம் உதவுகிறது. இச்சிறு பகுதியின் வளர்ச்சியையும், மேம்பாட்டினையும் சுரப்பிகள் இயக்குகின்றன. சுரப்பிகளின் கட்டுப்பாடு சுரப்பியின் வகை அல்லது வளர்ச்சியினை முறைப் படுத்தி அடர்த்தி அது பயன் படுத்தும் வரிசைப்பாடு ஆகியவற்றினால் அமையும். சைட்டோகிளைன், ஆக்கின்களில் அடங்கிய சுரப்பிகளைப் பொறுத்துப் பல வகைப்பட்ட செடிகளின் வளர்ச்சி வேறுபடும்.
அமைவு. முதிர்ந்த பகுதிகளை விடப் பொதுவாக, இலைக் கோணத் தண்டு நுனி வேற்றிடத் தண்டு (adventitious root) ஆகிய இளம் திசுக்கள் மிக நன்றாகச் செழித்து வளர்கின்றன. முதிராத பூ மொட்டுகளும், பூ மஞ்சரிகளும் மிக எளிதில் வளரக் கூடியவை. சேமிக்கும் பகுதிகளையும், மொட்டுகளையும் வளர்க்க உறங்கு நிலைகளின் பாங்குகளைக் கவனிக்க வேண்டும். ஒரு செடியின் பல உறுப்புகள் அவற்றின் உட்பாரம்பரியத் தன்மைகளுக்கேற்ப மாறு படுவதால், கொய்த பகுதியின் வெற்றிகரமான வளர்ச்சி, கொய் பகுதியின் தேர்வினைப் பொறுத்து அமைகிறது. இச்செடிகளின் பகுதிகளைக் கையாளும் முறையினை ஒத்து, இவை நோயுராதிருக்கும். கட்டுப்படுத்திய ஒளி மற்றும் வெப்ப நிலைகளில் செடிகளின் பகுதிகளைச் சேமித்து, அவற்றின் வாழ்வியல் கட்டத்திற்கேற்ற வளர்ச்சியினைத் தோற்றுவிக்கலாம். கட்டை மர வகைகளில், ஆதார மரத்தின் (Source free) பகுதியில், இளம் தளிர் வளர்ச்சியினைத் தூண்டலாம். கொய்து எடுத்த பகுதி. பிரித்த பகுதி ஆகியவற்றினைப் பூச்சி, பூசணம் தாக்காது காத்தல் மிகவும் இன்றியமையாதது. இலைக் கோணத் தண்டு தோன்றுவதற்குச் செறிவு குறைந்த வளர் ஊக்கியும், சைடோகினைனும் தேவை. சல்லித் தண்டு தோன்றுவதற்குச் செறிவு மிக்க சைடோசினைனும் அதனை ஒத்த ஆக்சினும் தேவை.
புறத் தோல் உண்டாவதற்குச் செறிவு மிக்க ஆச்சினும், செறிவு குறைந்த சைமோசினைனும் கலந்திட வேண்டும். சில சிற்றினங்களின் வெட்டுப் பகுதியிலிருந்து தோன்றிய பொருள்கள், வளரியினுள் கலந்து வளர்ச்சி குறைவதுண்டு. வளரி நீர்மத்தின் நீரை அடிக்கடி மாற்றி, இப்பொருள்களைக் கழுவிடலாம். உயிர் வளி மயத் தடுப்பான்களான (antioxidants) ஆஸ்கார்பிக் அல்லது சிட்ரிக் அமிலத்தினைத் தொடக்க நிலையில் பயன் படுத்தி அல்லது வளரும் நீர்மத்துடன் கலந்து, இதனைத் தடுக்கலாம். ஊக்கமூட்டிய (activated) கரியினை, வளரியில் இடலாம். கட்டைச் செடியின் பகுதிகளைத் தொடக்கத்தில் சுரப்பிகள் கலவாத வளரியில் இரு வாரங்கள் வளர்த்து மாசுபடும் பகுதிகள் உள்ளனவா என்று கண்டறியலாம். இவற்றில் மிகவும் விரைவாக வளரும் பகுதிகளைப் பிரித்து மேலும் பெருக்கிடலாம். பெருக்கம். முதல் கட்டத்தில், வளர்ந்த கொய் பகுதிகள் சிறு துண்டுகளாக்கப் பட்டு, மேலும் வளருவதற்குப் புதிய வளரி ஊடகத்தில் இடப் படும். இலைப் பகுதித் தண்டுகளின் வளர்ச்சி, சல்லித் தண்டுகள் தோன்றுவதனைப் பொறுத்துள்ளது. இப்பெருக்கம் ஒவ்வொரு கட்டத்திலும், தொடர்ந்து செய்யப் படுகிறது. மிகவும் ஏற்ற வளரியில் இப்பெருக்கம் மிக உயர்ந்திருக்கும். கொய் பகுதியின் அளவினைத் தீர்மானித்து, அதனை வளரியில் இட வேண்டும். ஒரு கட்டப் பெருக்கத்திலிருந்து மறு கட்டத்திற்குக் கொய் பகுதிகளைத் தாமதமின்றி மாற்றிட வேண்டும். கொய் பகுதிகளை வளர்க்கும் பாத்திரம், செடி வளரத் தேவையான பரப்பைப் பொறுத்தது. அடர்த்தி 0.3–0.4% உள்ள அகர் கரைசலில் கொய் பகுதி படிப் படியாக முழ்குமாறு வைக்க வேண்டும். கரைசல் உள்ள பாத்திரத்தில் இந்நீர்மத்தின் மட்டம் குறைவாக இருக்க வேண்டும். நீர்ம வளரிகள் கொண்ட பாத்திரம், நிமிடத்திற்கு ஒரு சுற்று வீதம் சுற்றுமாறு அமைக்கலாம். வண்ண மலர்ச் செடி வகைகளுக்கு இம்முறை பயன் படும்.
நாற்று நடு முன் நிலை. கட்டுப் படுத்தப் பட்ட நிலைகளில், பெருக்கப் பட்ட நுண் செடிகளை இயற்கைச் சூழலில் நடுவதற்கு வேண்டிய ஆயத்தம் செய்தல் அடிப்படையானது. பெருக்க கட்டத்தில், உயர் அளவு சைடோசினைன் வளரியில், கொய் பகுதியின் தண்டு பெருக்கப் படும். இந்நிலையில் வேர் விடும் செயல் குறையும். நாற்று நடு முன் கட்டத்தில், தண்டு வளர்ச்சியும், வேர் தோன்றுவதும் குறிப்பிடத் தக்கவை. இதற்குச் சைடோகிளைன் செறிவு குறைக்கப் படுகிறது அல்லது நீக்கப் பட்டு, ஆக்சின் மிகுதியாகச் சேர்க்கப் படுகிறது. ஆக்சின் நீர்மத்தில் 2–4 வாரங்களில் வேர்கள் உற்பத்தியாகின்றன. வளரும் கொய் செடி, நுண் செடி வளர்வதற்குத் தேவையான ஆற்றலை சுக்ரோசிலிருந்து பெறுகிறது. இந்நுண் செடி பச்சையாக இருப்பினும், ஒளிச் சேர்க்கையின் (Photosynthesis) மூலம் ஆற்றலைப் பெற இயலாது. இதனைப் பர ஊட்ட நிலை (heterotrophic) எனலாம். நான்காம் கட்டத்தில், நாற்று நட்ட நிலையினை அடைந்து, நுண்ணூட்ட உயிரி (autotrophic) ஆகிறது. வளரியிலிருந்து புதிய சூழலில், இந்நுண் செடியில் தோன்றிய புதிய இலைகள் ஒளிச் சேர்க்கையின் மூலம் தேவையான ஆற்றலை உற்பத்தி செய்யும் திறன் பெறுகின்றன. இவ்வினச் செடியின் நிலையினைத் தாங்கும் ஆற்றல் குறைவு; மேலும், நோய்கள் எளிதில் தாக்குறும் நிலையும் உள்ளது.
நடவு. செயற்கைச் சூழலில் நோய்த் தாக்காத நீர்ம வளரியிலிருந்து, நுண் செடி தடையிலாத இயற்கைச் சூழலில் சென்று, பசுங்குடிலில் (green house) சென்று, இறுதியாக வயலில் நடப் படுகிறது. இதன் தொடக்கத்தில், நுண் செடியில் வேர் தோன்றியுமிருக்கும் அல்லது தோன்றாமலும் இருக்கும். இதனால், இந்நுண் செடி புதிய சூழலினை ஏற்று, வளரும் திறனைப் பெற வேண்டும். இதன் வேர்கள் மண்ணில் செல்ல வேண்டும். தண்டு வளர வேண்டும். இலைகள் ஒளிச் சேர்க்கையில் ஈடுபட வேண்டும். நுண் செடி நட்டதும், 3 வாரங்களுக்கு ஈரப் பதம் கூடுதலாக இருக்குமாறு கவனிக்க வேண்டும். மேலும், இளம் கன்றின் வேர்கள் எளிதில் இறங்குவதற்கு வசதியாக, மண் பொலபொலப்பாக இருப்பது இன்றியமையாதது.
நோய்க் காப்பு. நுண் செடிகள் வளரும் வளரியில், நோய்கள் அணுகாது பேணுதல் வேண்டும். பூசணம், பாக்டீரியா, ஈஸ்ட் போன்றவை எங்கும் பரவியுள்ளன. இவற்றின் விதைகள் காற்று, தூசி ஆகியவற்றில் கலந்து, பல இடங்களுக்குப் பரவுகின்றன. ஆய்வுக் கூடம், கருவிகள் போன்றவற்றை மருந்து தெளித்துத் தூய்மைப் படுத்த வேண்டும். செடிகளின் மேற்பரப்பிலுள்ள நோய்க் காரணிகளை அகற்றுதல் எளிது. ஆனால், உட்பகுதியில் உள்ளவற்றை அகற்றுதல் எளிதன்று. மிகவும் குளிர்ந்த சூழ்நிலையில் வளரும் செடிகளின் உட்பகுதியில் உள்ள காளான் கிளைகளை அகற்றுதல் சிக்கலானது. இக்காரணிகளை அகற்றப் பயன் படும் மருந்துகள் கொய் செடிகளுக்கு நச்சாகாது கவனிக்க வேண்டும். கால்சியம் ஹைபோகுளோரைட், சோடியம் ஹைபோகுளோரைட் போன்றவை இதற்கு மிகவும் பயனுள்ளவை.
பயிர்களையும், செடிகளையும் விதை மூலம் பெருக்குதல் பழங்காலம் முதல் நடை பெற்று வருகிறது. சில வகைச் செடிகளின் கொம்பு மற்றும் இளம் கன்றுகளை நட்டுச் செடிகள் பெருக்கப் படுகின்றன. பயிர்கள் நோய், பூச்சிகளினால் பெருமளவு சேதமுறுகின்றன. நோய், பூச்சித் தாக்குதலைத் தாங்கும் தன்மையுள்ள பயிர்களைத் தோற்றுவிக்க அயல் கருவுறும் முறை பயன் படுகிறது. இதுவன்றி இயற் தேர்வும் (natural selection) நடை பெறுகிறது. சிறந்த பண்புகளைக் கொண்ட பயிரினை உருவாக்க மிகுந்த காலம் தேவையாகிறது. எனவே, குறுகிய காலத்தில் பயிர்ப் பெருக்கம் செய்வது இன்றியமையாதது. இச்சூழலில், நுண் பயிர்ப் பெருக்க முறை மிகவும் பயனளிக்கும். இதில் புறத் தண்டு முனை நீட்சி, இலைக் கோணத் தண்டு, சல்லித் தண்டு, உறுப்புப் பெருக்கம், கருப் பெருக்கம், கொய் இலைப் பகுதி வளர்ச்சி, தண்டு நுனி ஒட்டு, இனப் பெருக்கக் கொய் பகுதி முதலியவற்றால், செடியின் மிகச் சிறு பகுதிகளைத் தேர்ந்து, வளர் ஊடகத்தில் கட்டுப்பாடான நிலையில் ஆய்வுக் கூடங்களில் பெருக்கலாம். —கே.ஆர். திருவேங்கடசாமி
நுண் புழைப்பாய்வு
குறைந்த குறுக்கு வெட்டுப் பரப்புடைய ஒரு குழாயின் வழியாகப் பாயும் ஒரு பாய்மத்தின் ஒவ்வொரு துகளும், அதன் முந்தைய துகளின் பாதையிலேயே செல்வதுடன், பாய்மத்தின் அனைத்துப் புள்ளிகளிலும் திசை வேகம் நிலையான மதிப்பினையும் கொண்டிருக்கும். இந்நிகழ்வு வரிச் சீர் இயக்கம் (streamlined motion) எனப் படும். இப்பாய்மப் பாதை நேராகவோ, வளைந்தோ அமைந்திருக்கும். இவை படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளன.
ABC என்னும் வரியினைச் சீரியக்கத் திசை எனலாம். இத்திசையில் குறிப்பிட்டதொரு புள்ளியின் தொடு கோடு அதன் திசை வேகத்தினைக் குறிக்கும். பாய்மத்தின் திசை வேகம் ஒரு குறிப்பிட்ட உச்ச மதிப்பினை விட அதிகரிக்கும் போது, இச்சீரியக்கம் சிதைந்து சுழல் இயக்கமாக (vortex motion) மாறுகிறது. திசை வேகத்தின் இந்த உச்ச மதிப்பினை மாறு நிலைத் திசை வேகம் என்பர். இம்மதிப்பினை Vc = \frac {k\eta}{pr} என்னும் சமன்பாட்டால் பெறலாம். η, p என்பன முறையே பாய்மத்தின் பாகியல் எண்ணையும், அடர்த்தியினையும் குறிக்கின்றன. r என்பது குழாயின் ஆரமாகும். K என்னும் மாறிலி பரிமாணமற்ற ஓர் எண்ணாகும். இது ரேனால்டு எண் எனப் படும்.
மேற்காணும் சமன்பாட்டின் மூலம் குறைந்த அடர்த்தி மற்றும் உயர்ந்த பாகியல் எண் தவிர, சீர் பாய்முறைக்கு நுண் குழாயும் தேவை என்பது தெளிவாகும். எனவே, ஒரு நுண் குழாய் வழி நீர்மம் அல்லது வளிமம் பாய்ந்து செல்லும் போது அமையும் சீரான பாய்மப் பாய்தலையே நுண் புழைப் பாய்வு (capillary flow) எனலாம். இவ்வகை நிலையான நீர்மப் பாய்முறையினைப் பாய்சியூல் என்னும் அறிவியலார் விரிவாக ஆராய்ந்தறிந்து, நுண் குழாய்களின் வழியே, ஒரு நொடியில் பாய்ந்து செல்லும் நீர்மத்தின் பருமனைக் கணக்கிட V = - \frac {\pi p r^4}{8\eta l} என்னும் சமன்பாட்டை நிறுவினார். இதனைப் பாய்சியூலின் சமன்பாடு என்பர். இதன் மூலம் நிலையான அழுத்தத்தில் இப்பருமன், குழாயின் நீளம் மற்றும் நீர்மத்தின் பாகியல் எண், குழாயின் ஆரம் ஆகிய அளவுகளைப் பொறுத்தது எனலாம்.
இப்பாய்வு முறையினடிப்படையில் நிலையான அழுத்தத்தில் அமைந்த நீர்ம மட்டத் தொட்டியுடன் ஒரு நுண் புழைக் குழாயினை இணைத்து, அதன் வழியாகக் குறிப்பிட்ட நொடியில் பாய்ந்து செல்லும் நீர்மப் பருமனைக் கணக்கிட்டு, நீர்மத்தில் பாகியல் எண்களை ஒப்பிடவும் இயலும் நீர்மங்களின் பாகியல் எண்களை ஒப்பிடப் பயன் படுத்தப் படும் ஆஸ்வால்டின் பாகியல் அளவும் இப்பாய்முறையின் அடிப்படையில் அமைக்கப்பட்ட கருவியேயாகும்.
வளிமங்களைப் பொறுத்த வரையில், அவை மிக அதிகமாக அமுக்கமடையும் தன்மையுள்ளவையாதலால், குழாயின் வழி ஒரு நொடியில் பாய்ந்து செல்லும் வளிமத்தின் பருமனை V = - \frac {\pi a^4}{8\eta} \big( \frac {dp}{dx} \big) என்னும் சமன்பாட்டின் மூலம் கணக்கிடலாம். \frac {dp}{dx} என்பது வளிமத்தின் அழுத்த வாட்டத்தினைக் குறிக்கிறது. சீரான நிலைகளில் குழாயின் எந்தப் பகுதியிலும் வளிமம் திரண்டு காணப் படும், தன்மையற்றதால், பருமனுக்குப் பதிலாக நிறையினைக் கருத்தில் கொண்டால், pV ன் மதிப்பு ஒரு மாறிலி எனலாம். இதனைப் பயன்படுத்தி, ஒரு நுண்புழைக் குழாயின் வழியாகப் பாயும் வளிமத்தின் பாய்வு விதத்தினைக் கணக்கிட மேயர் என்னும் அறிவியலார், p_1 v_1 = \frac {\pi a^4}{16\eta l} \big( p_1^2 - p_2^2) = p_2 v_2 = P_2 V_2 என்னும் சமன்பாட்டினை நிறுவினார். P₁, P₂ என்பன முறையே குழாயின் உள் மற்றும் வெளி வழிகளிலுள்ள வளிம அழுத்த மதிப்புகளையும் P₁V₁, P₂V₂ என்பன உட்புகுந்து செல்லும் வளிம நிறை மற்றும் வெளிப் படும் வளிம நிறை ஆகிய மதிப்புகளையும் குறிக்கின்றன.
இச்சமன்பாட்டினைப் பயன் படுத்தி ஒரு நுண் புழைக் குழாய் வழியே பாயும் வளிமத்தின் பாகியல் எண்ணைக் 'கணக்கிடும் சோதனை அமைப்பினை ரேங்கின் என்னும் அறிவியலார் தந்தார். இம்முறையின் மூலம் அழுத்தம் மற்றும் தட்ப வெப்ப நிலைகளைப் பொறுத்து, ஒரு வளிமத்தின் பாகியல் எண்ணில் ஏற்படும் மாற்றத்தினையும் ஆராயலாம். வெவ்வேறு அழுத்த நிலைகளில், வளிமங்களின் பாகியல் எண் மதிப்புகளைக் கணக்கிட்டு, வளிமங்களின் பாகியல் எண் சாதாரண அழுத்த நிலைகளில் அழுத்ததினைப் பொறுத்து மாறுவதில்லை என இவர் விளக்கினார். ஆனால், வளிமத்தின் பாகியல் எண் வெப்ப நிலை அதிகரிக்கும் போது, அதிகரிக்கிறது எனக் கண்டறிந்தார்.
சுதர்லாண்டு என்னும் அறிவியலார் வெப்ப நிலைகளைப் பொறுத்து, பாகியல் எண் மாற்றத்திற்கான சமன்பாட்டை \eta_1 = \eta_0 \frac {KT^{\frac{1}{2} {1+\frac {S}{T என நிறுவினார். η₁ மற்றும் η₀ என்பன முறையே TK: 0°C வெப்ப நிலைகளிலுள்ள பாகியல் எண் மதிப்புகளைக் குறிக்கின்றன. K மற்றும் S என்பன மாறிலிகள். சோதனை மூலம் கண்டறியப் பட்ட மதிப்புகள் இச்சமன்பாட்டுடன் ஒத்தமைகின்றன. —சிவ. சேதுராமன் துணை நூல். D.S. Mathur, Elements of properities of matter, Tenth edition, New Delhi, 1983.
நுண், மீநுண் நிற மாலையும் இடை வினையும்
ஹைட்ரஜனின் நிற மாலை வரிகளை உயர் பிரி திறனுள்ள கருவிகளின் மூலம் ஆராயும் போது, பல பன்மை வரிகள் தென்படுகின்றன. I = 0 என்னும் ஆற்றல் மட்டத்தைத் தவிர, ஏனைய அனைத்து ஆற்றல் மட்டங்களும், இரட்டைகளாகப் பிளவு படுவதால் இது தோன்றுகிறது. சார்பியல் தன்மையிலான சிற்றுலைவுகளினால் உண்டாகும் இந்தப் பன்மை வரிகளும், நுண் கட்டமைப்பு என்று பெயர். ஹைட்ரஜனைப் பற்றிப் போர் என்பார் அளித்த எளிய விளக்கத்தில் இந்தச் சிற்றுலைவுகள் கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளப் படவில்லை. கூலூம் இடை வினைகளை விட, உயர் வரிசையிலுள்ள எலெக்ட்ரான் அணுக் கரு இடை வினைகளின் காரணமாக, ஆற்றல் மட்டங்களில் மேலும் சிறிய பிளவுகள் தோன்றுகின்றன. அவற்றால் உண்டாகும் நிற மாலை வரிகள் மிகு நுண் கட்டமைப்பு (hyper fine Structure) எனப் படும். ஹைட்ரஜனைத் தவிர, மற்ற அணுக்களில் நுண் கட்டமைப்பு, தற்சுழற்சிச் சுற்றுப் பாதை இடை வினைகளின் அடிப்படையிலும் விவரிக்கப் படுவதுண்டு. நிறை மிகுந்த அணுக்களில் தற்சுழற்சிச் சுற்றுப் பாதை இடை வினை, சிற்றுலைவு என்று குறிப்பிட முடியாத அளவுக்குப் பெரியதாக உள்ளமையால், நுண் கட்டமைப்பு என்னும் சொல் ஓரளவே பொருந்தும். ஆனால், அணு எவ்வளவு சிக்கலாக இருந்த போதிலும், மிகு நுண் கட்டமைப்புக்கான இடை வினை சிற்றுலைவாக மதிப்பிட கூடிய அளவுக்குச் சிறியதாகவே இருக்கிறது. முதன் முதலாக பி.ஏ.எம். டிராக்கின் எலெக்ட்ரானைப் பற்றிய சார்பியல் கொள்கை ஹைட்ரஜனின் நுண் கட்டமைப்பின் பல கூறுகளை விவரமாக விளக்கியது. எலெக்ட்ரான் \bar v என்னும் திசை வேகத்துடன் சுற்றிக் கொண்டிருக்கிற போது, \bar B = - (\bar {v} / c) x \bar {E} என்னும் இயங்கு தன்மையுள்ள காந்தப் புலத்தைச் சந்திக்கிறது. இதில் \bar E என்பது கூலூம் புலம். இயங்கு தன்மையுள்ள புலம் \bar \mu \bar B என்னும் இடை வினையை உண்டாக்குகிறது. இங்கு \bar \mu என்பது எலெக்ட்ரானின் காந்தத் திருப்புத் திறன். ஒரு நேரடியான கணக்கிடு முறையின் மூலம், H_1 = \xi (r) \bar L \cdot \bar S \cdot என்னும் வடிவத்திலுள்ள ஓர் இடை வினைப் பதம் (interaction term) கிடைக்கிறது. இதில், \xi (r) = \big( \frac{1}{2}m^2c^2 r \big) \frac {dv}{dr}. V என்பது நிலைமின் ஆற்றல், இந்தக் கோவையில் 1/2 என்னும் காரணி உள்ளது. இது தாமஸ் காரணி (Thomas factor) எனப் படும். எலெக்ட்ரான் முடுக்கமுள்ள சட்டத்திலிருந்து ஒரு நிலைமச் சட்டத்திற்குச் சார்பியல் மாற்றம் ஏற்படுவதால், இந்தக் காரணி தோன்றுவது, தற்சுழற்சி சுற்றுப் பாதை இணைப்பு எனப் படுகிறது. \bar L \cdot \bar S இடை வினை நுண் கட்டமைப்பை உண்டாக்குவதில் பெரும் பங்களிப்புச் செய்கிறது.
திசை வேகத்துடன் எலெக்ட்ரானின் நிறை மாறுவதும், நுண் கட்டமைப்புக்குக் கூடுதலான பங்களிப்புச் செய்வதாகும். எலெக்ட்ரானின் மொத்த ஆற்றல் W = V + \big( P_c^2 C^2 + m^2C^4 \big) ^ {\frac{1}{2 இயக்க ஆற்றல் T = W - V - mc^2 = \frac {p^2}{2m} - \frac {P^4}{8mc^2} ; H_2 = \frac {P^4}{8m^2} என்பது பழங்கொள்கை இயக்கவியலுக்குச் சிறும வரிசை சார்பியல் திருத்தம் ஆகும். H₁, H₂ ஆகியவற்றை ஹைட்ரஜன் வகைப் பத ஆற்றலுக்கான சிற்றுலைவுகளாகக் கொண்டால், நுண் கட்டமைப்பு ஆற்றலுக்குப் பின் வரும் கோவையைப் பெறலாம். E = (H_1 + H_2) = \frac {-hcRZ^2}{n^2} \big[ \frac {\alpha^2 Z^2}{n} \big( \frac{1}{f + I/2} - \frac {3}{4n} \big) \big]
இதில் R என்பது ரிட்பர்க் மாறிலி. n என்பது முதன்மைக் குவாண்டம் எண். hj/2π என்பது மொத்த எலெக்ட்ரான் கோண உந்தம். Z என்பது அணுக் கரு மின். α என்பது நுண் கட்டமைப்பு மாறிலி = e^2 / hc \approx 1 / 137 . இதில் முதலில் உள்ள காரணி ஒரு ஹைட்ரஜன் வகை அணுவின் பத ஆற்றல் (term energy). ஹைட்ரஜனின் நுண் கட்டமைப்பு ஏறத்தாழ {\alpha^2 z^2 / n }\approx {3 \times 10^{-5} / n } அளவு குறைவாயிருப்பது வெளிப் படுகிறது. எனவே, அதை ஒரு சிற்றுலைவாகக் கருதுவது பொருத்தம். சிறும வரிசையில் டிராக் கொள்கையைப் பயன் படுத்தும் போதும், இதே முடிவு கிடைக்கிறது.
j = 1 + 1 / 2 அல்லது 1½ என்னும் மதிப்பைப் பொறுத்து நுண் கட்டமைப்பு, ஒவ்வொரு கோண உந்த நிலையையும் இரட்டைகளாகப் பிரிக்கிறது. I = 0 என்னும் போது மட்டும் இந்தப் பிரிவினை நிகழ்வதில்லை. எனவே, ஹைட்ரஜனுக்கு ^2S_{1/2} , ^2P_{1/2} , ^2P_{3/2} , ^2D_{3/2} , ^2D_{5/2} போன்ற நிற மாலைப் பதங்கள் அமைகின்றன. <!---- Words repeated ----> ஹைட்ரஜன் வகை நுண் கட்டமைப்பில், ஒரு பதத்தின் சமமான j மதிப்புள்ள அனைத்து நிலைகளும், பொது ஆற்றல் நிலைகளை உடையவையாக (degenerate) உள்ளமை குறிப்பிடத் தக்கது. இதற்கு எடுத்துக் காட்டாக, (^2S_{1/2} , ^2P_{1/2}) , (^2P_{3/2} , ^2D_{1/2}) ஆகிய இரட்டைகளைக் குறிப்பிடலாம்.
சார்பியல் குவாண்டம் கொள்கை, குவாண்டம் மின்னியக்கவியல் ஆகியவை சரியானவையா என்று சோதிக்கிற சோதனைக் களமாக, ஹைட்ரஜனின் நுண் கட்டமைப்பு செயல் பட்டிருக்கிறது. தொடக்கக் கால ஆய்வுகளில், ஹைட்ரஜன், டியூட்டிரியம் ஆகியவற்றின் பாமர் ஒளியியல் நிற மாலை n > 2 \rightarrow n = 2 பகுப்பாய்வு செய்யப் பட்டது. n = 2 நிலையில், மிகச் சிறிய அளவிலேயே நுண் கட்டமைப்புப் பிரிகைகள் ஏற்படுவதாலும், ஹைட்ரஜனின் நிற மாலை வரியில் டாப்ளர் அகலம் மிகுதியாக இருந்ததாலும், அந்த ஆய்வுகள் உறுதியான முடிவுகளை அளிக்கவில்லை. n = 2 பதத்தின் நுண் கட்டமைப்பு 0.37/சென்டிமீட்டர் = 11 கிகா ஹெர்ட்ஸ் அளவேயுள்ளது. அறை வெப்ப நிலையில், முதன்மைப் பாமர் வரியின் டாப்ளர் அகலம் 0.2 / சென்டிமீட்டர் ஆகும். 1940இன் இறுதியிலிருந்து வில்லிஸ் லாம்பும், அவர் துணைவர்களும் செய்த பல ஆய்வுகளில், ஹைட்ரஜனின் நுண் கட்டமைப்பு. ^2S_{1/2} \rightarrow ^2P_{1/2} , ^2P_{3/2} என்னும் மாற்றத்தின் ரேடியோ α அதிர்வெண் நிற மாலையில் பகுப்பாய்வு செய்யப் பட்டது. டிராக் கொள்கை 2P நிலையின் கட்டமைப்பைத் துல்லியமாக விவரிப்பதை உறுதிப் படுத்தினால், மேலும் தம் அளவீடுகளிலிருந்து நுண்கட்டமைப்பு மாறிலி α–க்கு ஓர் உயர்ந்த துல்லியமான மதிப்பையும் கணக்கிட்டுக் கண்டு பிடித்தால், n=2 என்னும் முதன்மைக் குவாண்டம் எண்ணுக்கான ^2S_{1/2} , ^2P_{1/2} மட்டங்கள் பொது ஆற்றல் நிலையுள்ளவையல்ல என்னும் ஒரு வியப்பூட்டும் உண்மைகளையும் அவர் கண்டு பிடித்தார். இதற்காக, அவருக்கு நோபல் பரிசு வழங்கப் பட்டது.
²S½ நிலை 1060 மெகா ஹெர்ட்ஸ் அளவில் மேல் நோக்கி இடப் பெயர்ச்சி அடைந்திருப்பதாகக் கண்டு பிடிக்கப் பட்டது. இதற்கு லாம்ப் இடப்பெயர்ச்சி என்று பெயர். எலெக்ட்ரான் வெற்றிடப் புலத்துடன் கதிர் வீசு முறையில் இணைவது இந்த இடப் பெயர்ச்சிக்கான ஒரு பெரும் காரணம் ஆகும். குவாண்டம் மின்னியக்கவியல் வளர்ச்சியடைந்ததில், லாம்ப் இடப் பெயர்ச்சி கண்டு பிடிக்கப் பட்டது, ஒரு மையமான பங்கு பெற்றது. நுண் கட்டமைப்பு, லாம்ப் இடப் பெயர்ச்சி ஆகியவற்றைப் பற்றிய ஆய்வுகளும், கணக்கீடுகளும் தொடர்ந்து செம்மைப் படுத்தப் பட்டு வருகின்றன. 20 கிலோ ஹெர்ட்ஸ் அல்லது பதினாயிரத்தில் இரண்டு பங்கு என்னும் அளவுக்கு உயர்ந்த துல்லியம், ஆய்வுகளிலும் தத்துவக் கணக்கு முறைகளிலும் எட்டப் பட்டுள்ளது. ஆய்வுகளின் மூலமும், கணக்கு முறைகளிலும் கிடைத்த முடிவுகளில் பெருத்த ஒற்றுமையும் காணப் படுகிறது.
மிகு நுண் இடை வினை மிகப் பொதுவாக அணுக் கருக் காந்தத் திருப்புத் திறன் \bar \mu எலெக்ட்ரானால் உண்டாக்கப்படும் காந்தப்புலம் \bar B–யுடன் இணைவதால் ஏற்படுகிறது. சமச் சீர்மை வாதக் கருத்துகளின் அடிப்படையில் \bar \mu \alpha \bar I எனவும், \bar B \alpha \bar J எனவும் காட்டலாம். இங்கு | என்பது அணுக் கருக் கோண உந்தம், J என்பது எலெக்ட்ரான் கோண உந்தம். மிகு நுண் இடை வினை H = a \bar I \cdot \bar J என்னும் பொதுவான வடிவத்தைப் பெற்றுள்ளது. a என்னும் மிகு நுண் கட்டமைப்பு மாறிலி ஹைட்ரஜனுக்கு hcR \frac {Z^3} {n^3} \frac {m}{M} g \frac {I} {(I + \frac {1}{2}) j (j+1)} மதிப்புள்ளதாக இருக்கிறது. இக்கோவையில் அணுக் கருக் கட்டமைப்பு. கதிர் வீசு விளைவு, சார்பியல் விளைவு ஆகியவற்றுக்கான திருத்தங்களைக் கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளவில்லை. m/M என்பது எலெக்ட்ரான்–அணுக் கரு நிறை தகவு. g என்பது அணுக் கரு காரணி. ஹைட்ரஜனின் சிறும ஆற்றல் நிலையில் I=J= 1/2; I, J -வுக்கு 1/4, -3/4 ஆகிய மதிப்புகள் உள்ளன. இவ்வாறு மிகு நுண் வரிகளுக்கு இடையிலான தொலைவு AE = a. ஹைட்ரஜன் மேசரைப் பயன் படுத்தி, மிகு நுண் கட்டமைப்பு மாறிலி, அதிர்வெண் அலகுகளில் அளக்கப் பட்டிருக்கும். 103 ஹெர்ட்ஸ் துல்லியத்துடன், அதன் மதிப்பு a/h ≈ 1.42 கிகா ஹெர்ட்ஸ் என வருகிறது. ஹைட்ரஜனின் மிகு நுண் வரி இடைவெளி ரேடியோ வானியல் ஆய்வுகளில் பெரும் பங்கு கொள்கிறது. விண்வெளியிலுள்ள ஹைட்ரஜன் ரேடியோ அதிர்வெண் மூலங்களைப் பதிவு செய்வதில் பெருமளவில் பயன் படும் 21 செ.மீ அலை நீளமுள்ள வரி மிகு நுண் கட்டமைப்பில் காணப் படுகிறது.
அணுக் கருக் கோண உந்தமும், எலெக்ட்ரான் கோண உந்தமும், 1/2 என்னும் மதிப்புக்கு மேற்பட்டு உள்ள நிலைகளில், அணுக் கருவுக்கும், எலெக்ட்ரானுக்கும் இடையிலான நிலை மின் நான்முனை இடை வினை காரணமாக, மிகு நுண் கட்டமைப்பு உண்டாக முடியும். ஆனால், அவை பொதுவாக மிக நுண்ணியவை.
ஹைட்ரஜன் போலவே, ஒற்றையான இணை திறன் எலெக்ட்ரானை உடைய காரத் தனிமங்களும், I = O என்னும் நிலையைத் தவிர, மற்ற அனைத்திலும் இரட்டை மட்டக் கட்டமைப்பு உள்ளவை. நிறைவு பெற்ற உள் சுற்றுப் பாதைகளினால், இரட்டைப் பிரிகையில் ஒரு பெரும் பாதிப்பு ஏற்படவே செய்கிறது. நிறைவு பெற்ற மையப் பகுதியிலுள்ள மின்னழுத்தம் கூலூம் வடிவத்திலிருந்து பெருமளவு வேறுபட்டதாயிருக்கும். dv/dr ஐப் பொறுத்துப் பெருமளவில் மாறுகிற தற்சுழற்சிச் சுற்றுப் பாதை இணைப்பு உள்ளக அமைப்பினால் பெரிதும் பாதிக்கப் படுகிறது. உந்தத்தில் கணிசமாக ஊடுருவியிருக்கிற நிலைகளின் நுண் கட்டமைப்பு வரி இடைவெளிகள் ஹைட்ரஜனில் காணப் படுவதை விட, மிகுந்துள்ளன. δ நிலைகளுக்கு மிகு நுண் கட்டமைப்பு இடை வினைகள் அணுக் கருவிலுள்ள எலெக்ட்ரான் அடர்த்தியையும், அணுக் கருத் திருப்புத் திறனையும் பொறுத்திருக்கின்றன. காரத் தனிமங்களுக்கான மிகு நுண் வரி இடைவெளிகள் ஹைட்ரஜனுக்கு இருப்பதிலிருந்து, வேறுபட்டிருகிற போதிலும் அவை ஒரே எண் மதிப்பு வரிசையில் உள்ளன. பின்வரும் அட்டவணை இவற்றை விளக்கும்.
கிகா ஹெர்ட்ஸ்
காரத் தனிமங்களின் சில குறிப்பிட்ட கிளவுற்ற நிலைகளில், நுண் கட்டமைப்பு இணைப்பு மாறிலி, மிகு நுண் இணைப்பு மாறிலி ஆகிய இரண்டுமே ஹைட்ரஜனைப் பொறுத்துத் தலை கீழாகி விடுகின்றன. இந்தச் செயல் முறையில் இணை திறன் எலெக்ட்ரானுக்கும், உள்ளக எலெக்ட்ரான்களுக்கும் இடையில் ஏற்படும் ஒரு தற்சுழற்சிச் சார்ந்த பரிமாற்ற இடை வினை பங்கு கொண்டிருக்கிறது. கோண உந்தம் உயர்வாக இருக்கும் போது, இடை வினைகள் தன் இயல்பான குறியை உடையவையாகி, ஹைட்ரஜன் அடிப்படையிலான கொள்கையின் மூலம் அமைப்புகளைச் சரியாக விவரிக்க முடிகிறது.
பல இணை திறன் எலெக்ட்ரான்களைக் கொண்ட அணுக்களுக்கு நுண் கட்டமைப்பும், மிகு நுண் கட்டமைப்பும் மிகவும் சிக்கலானவையாக இருக்கலாம். ஆனாலும், L–S இணைப்பினால் விவரிக்கப் படுகிற அமைப்புகள் லான்டேயின் இடைவெளி விதி (Lande interval rule) என்னும் எளிய விதியைப் பின் பற்றுகின்றன. இந்த விதி நிற மாலைகளை அடையாளம் காண்பதில், பேருதவி புரிகிறது. இத்தகைய அமைப்புகளுக்குத் தற்சுழற்சிச் சுற்றுப் பாதை இடைவினையை \xi \bar L \cdot \bar S என எழுதலாம். இங்கு ξ ஒவ்வோர் எலெக்ட்ரானின் பங்களிப்பையும் குறிப்பிடுகிறது. மொத்தக் கோண உந்தத்தை \bar J = \bar L + \bar S என்னும் வடிவத்தில் எழுத முடியுமானால், (\bar L \cdot \bar S) = \big[ j (j+1) - I(I+1) - s(s+1) / 2 \big]. j, j-1 என்னும் கோண உந்தங்கள் உள்ள மட்டங்களுக்கு இடையிலான இடைவெளி ξjஆகும். ஒரு நுண் கட்டமைப்பில் (j, j-1),(j-1, j-2) என்னும் அடுத்தடுத்த ஆக்கக் கூறுகளுக்கு இடையிலான இடைவெளிகளின் தகவு j/(j-1) ஆகும். காந்த மிகு நுண் கட்டமைப்புகளும் இந்த விதி பொருந்தும், அதில் j க்குப் பதிலாக F என்னும் மொத்த எலெக்ட்ரானும், அணுக் கருக் கோண உந்தமும் இடம் பெறும்.
இடை நிலை அணு எடையுள்ள தனிமத்தின் லான்டேயின் விதிக்குப் பெரிதும் பொருந்துகின்றன. ஆனால், மிகு லேசான தனிமங்களும் நிறை மிகு தனிமங்களும், கணிசமான அளவில் முரண் படுகின்றன. லேசான தனிமங்களுக்கான நுண் கட்டமைப்பை ஓர் எளிய \bar L, \bar S பதத்தால் சிறந்த முறையில் விவரிக்க முடியாது. ஒவ்வொரு எலக்ட்ரானின் தற்சுழற்சியும் மற்ற எலெக்ட்ரானின் தற்சுழற்சி உந்தத்துடனும், சுற்றுப் பாதை உந்தத்துடனும் இணைகிறது. ஹீலியத்தில் இவ்விளைவுகள் பெருமளவில் உள்ளமையால், அதன் நுண் கட்டமைப்பு தலை கீழாகி விடுகிறது. நிறை மிக்க அணுக்கள், லான்டேயின் விதியிலிருந்து முரண்படுவது கூலூம் இடை வினை வடிவமைப்பில் கலந்து விடுவதால், L–S இணைப்பு முறிந்து போவதைக் காட்டுகிறது. மிகு நுண் கட்டமைப்பில், இடைவெளி விதி மீறப்படுகிறது. நான்முனை அல்லது மேற்பட்ட வரிசை இடை வினைகள் உள்ளமையைக் காட்டுகிறது. மூலக் கூறு நிற மாலையில், நுண் கட்டமைப்பு என்னும் சொல் சற்றே வேறுபட்ட பொருளில் பயன்படுத்தப் படுகிறது. அங்கு அது ஓர் எெலக்ட்ரானிய அல்லது அதிர்வு மூலக் கூற்றுப் பட்டையின் சுழற்சிக் கட்டமைப்பைக் குறிப்பிடுகிறது. நிற மாலையை, நடுத்தரமான பிரிகைத் திறன் உள்ள கருவிகள் மூலம் பார்வையிடும் போது மட்டுமே இக்கட்டமைப்பு கட்புலனாகிறது. அணுக் கரு–எலெக்ட்ரான் இடை வினைகளின் காரணமாகத் தோன்றும் மிகு நுண் கட்டமைப்பை மூலக் கூறு நிற மாலைகளிலும் காண முடியும். தன்னிச்சையான அணுக்களுக்குக் காந்த இரு முனை இடை வினைகள் மிக முக்கியமானவையாக இருக்கிற போதிலும், மூலக் கூற்று மிகு நுண் கட்டமைப்பில் அடிக்கடி மின் நான் முனை இடை வினைத் தாக்கமேற்படுவதுண்டு.
பொதுவாக, நுண் கட்டமைபை வழக்கமான நிற மாலை யியல் முறைகளில் ஆய்வு செய்ய முடிகிற அளவுக்கு, அது பெரிதாகவே இருக்கிறது. ஹைட்ரஜன் இதற்கு ஒரு முக்கியமான விதி விலக்கு. ரேடியோ அதிர்வெண் நிற மாலையையும் அணுக் கற்றைகளையும் பயன் படுத்தியே, ஹைட்ரனின் நுண் கட்டமைப்பைத் துல்லியமாக ஆய்வு செய்ய முடிகிறது. இதற்கு எதிரிடையாக, மிகு நுண் கட்டமைப்பு மிகவும் நுண்ணியதாக உள்ளமையால், உயர் பிரிகைத் திறனுள்ள ஒளிக் குறுக்கீட்டு முறைகளின் மூலமே அதை ஆய்வு செய்ய முடிகிறது. சிறும ஆற்றல் நிலை மிகு நுண் கட்டமைப்பு அடிக்கடி மூலக் கூறுக் கற்றை மின் ஒத்ததிர்வு மற்றும் காந்த ஒத்ததிர்வு முறைகளால் ஆய்வு செய்யப் படுகிறது. இது, பத்து லட்சத்தில் ஒரு பங்கிலிருந்து, ஆயிரம் கோடியில் ஒரு பங்கு வரையிலான துல்லியத்துடன் அளவீடுகளைத் தரும். மிகு நுண் கட்டமைப்பு ஆய்வுகளின் மூலம் அணுக் கருவின் தற்சுழற்சி, காந்த இரு முனைத் திருப்புத் திறன், மின் நான் முனைத் திருப்புத் திறன் ஆகியவற்றைப் பற்றியும் அறிய முடிகிறது. சீசியம்–133 ஐசோடோப்பின் மிகு நுண் கட்டமைப்பு வரிகளின் இடைவெளிக்குச் சமமாக அணுக் கடிகாரங்களின் ஒரு நொடி வரையறுக்கப் படுகிறது. அது 9,192,631.770 ஹெர்ட்சுக்குச் சமமாகும்.
லேசர் நிற மாலையியல் கண்டு பிடிக்கப் பட்ட பிறகு, நுண் கட்டமைப்பிலும், மிகு நுண் கட்டமைப்பிலும் பேரார்வம் செலுத்தப் படுகிறது. லேசர் நிற மாலை மூலம் முன்பு ஆய்வு செய்ய முடியாத கிளர்வுற்ற நிலைகளை ஆய்வு செய்ய வழி பிறந்திருக்கிறது. லேசர் முறைகள் டாப்ளர் விளைவுகளினால் ஏற்படும் இடையூறுகளைத் தவிர்த்து, விடுகின்றன. இதனால் முன்பு எப்போதும் இருந்திராத அளவுக்குத் துல்லியம் கிடைக்கிறது. —கே. என். ராமச்சந்திரன் துணை நூல். H.G.Kuhn, Atomic Spectra, Longman, London, 1972.
நுண் வேதியியல்
வேதியியல் பல சிறப்பான பகுதிகளை உள்ளடக்கியது. ஆய்வுக் கூடத்தில் ஆராயப் படும் பொருளின் அளவிற்கு ஏற்ப வழி முறைகளும், பயன்படுத்தப்படும் கருவிகளும் வேறுபடுகின்றன. இவற்றை அடிப்படையாகக் கொண்டும், வேதியியலை வகைப் படுத்த முடியும். ஆய்வுக்கு உட்படும் பொருள்களின் எடை சில கிராம்களும், அதற்கு மேலும் இருக்குமானால், அம்முறை பெரு வேதியியல் என்றும், மில்லி கிராம் (1/1000 கிராம்), அல்லது நுண் கிராம் (μg)(1/1,000,000) நிலையிலானால், நுண் வேதியியல் (microchemistry) என்றும் பெயர் பெறும்.
நுண் வேதியியலின் தனிச் சிறப்புடைய கருவிகளும், முற்றிலும் மாறுபாடுடைய செய்முறைகளும், வியக்கத் தகு விளைவுகளும் எதிர் நோக்கப் படுகின்றன. சிறிய எடையைத் துல்லியமாக எடையிடும் தராசுகளும், தனிச் சிறப்புடைய நுண்ணோக்கிகளும், பொருள்களை எளிதில் பிரித்திட உதவும் மைய நோக்கு விசைக் கருவிகளும் (centrifuges), மேலும் பல நுண்ணிய கருவிகளும் கையாளப் படுகின்றன. செய்முறை வேதியியலின் பண்பறிவு, அளவறிவு பகுப்பாய்வுகளின் சில மைக்ரோ கிராம் பொருள்களையும், ஆயக் கூடிய வண்ணச் சொட்டு வினைகள் (spot tests, drop reactions) மேலும், நுண்ணோக்கி கொண்டு ஒரு சில படிகங்களைக் கொண்டே ஆய்தல் ஆகியவை நுண் வேதியலின் சிறப்புகளாகும்.
சொட்டு வினைகள். தனித்து அல்லது மிகையளவு பிற பொருள்களுடன் கலந்துள்ள நுண்ணளவிலான ஒரு பொருளைக் காண உதவும் வழி முறை முன்னேற்றமே. செய்முறை வேதியியலுக்கு, நுண் வேதியியல் ஆற்றிய பெரும் பங்கு எனலாம். இந்தச் செய்முறை முன்னேற்றம் இரு பிரிவுகளால் ஆனது. அவை சிறிதளவு வீழ் படிவுகளை நுண் பெருக்கி கொண்டு ஆய்ந்து முடிவுறல், வரையறுக்கப் பட்ட நிலைகளில் சொட்டு வினைகளில் ஏற்படும் சீரிய வண்ண விளை பொருள்களால், இனம் காணல் ஆகியவாகும். நுண் பெருக்கி கொண்டு அறியும் முறை பெஹ்ரன்ஸ் (Behrens) என்பாரால் கண்டறியப் பட்டதால், பெஹ்ரன்ஸ் வினைகள் எனப் படும். இவ்வினை வேதியியல் அறிஞர்களை விடப் படிக இயல் மற்றும் கனிம இயல் அறிஞர்களுக்கே மிகுதியும் பயன் படும். சொட்டு வினைகள் அல்லது பொட்டு வினைகள் (spot tests) எளிமையானவை. இவை இன்றைய செய்முறை பகுப்பாய்வு வேதியியலில் சிறப்பான பகுதியாக விளங்குகின்றன.
பெரும்பான்மையான கரிம விளைப் பொருள்களாலும், (organic reagents) ஒரு சில கனிம விளைப் பொருள்களாலும், தனித்த நிறங்களை உடைய வினைப் பொருள்களைத் தோற்றுவித்தலே சொட்டு வினைகளின் சிறப்பியல்பாகும். இதனைச் சில சான்றுகளால் விளக்கலாம்.
தாமிரம் கண்டறிதல். 1% ஆல்கஹால் டை தயோ ஆக்சமைடு கரைசலால் நனைக்கப் பட்டு, உலர்விக்கப் பட்ட வடி தாள் துண்டு ஒன்று தாமிரம் கலந்த அம்மோனியா கரைசல் உள்ள ஒரு தந்துகிக் குழாயின் மூலம் தொடப் படுகிறது. தாமிர அடர்வுச் சேர்மத்தினுடைய கறுப்பு அல்லது பச்சை கலந்த கறுப்புப் பொட்டோ, வளையமோ தோன்ற, தாமிரம் கண்டறியப் படுகிறது.
துத்தநாகம் கண்டறிதல். துத்தநாகம் இருக்கிறதா என்று கண்டறியப் பட வேண்டிய நடு நிலைக் கரைசலின் 3 அல்லது 4 சொட்டுகளுடன் 1% தாமிரம் (Cu2+) உள்ள கரைசல் சொட்டு ஒன்றும், 80 கி. பாதரசக் குளோரைடும் (Hgcl₂) 90 கி. அம்மோனியம் தயோசயனேட்டும் (NH₄CNS) 1 லிட்டரில் கரைந்துள்ள கரைசலின் 10 சொட்டுக்களும் சேர்க்கப் படும், பின் 1 நிமிட நேரம் நுண் சுடரில் கொதிக்க வைக்கப் பட்டுக் குளிர வைக்கப் படும். இத்துடன் 1 மி.லி. அமைல் அசெட்டேட் சேர்த்துக் குலுக்க, இரு நீர்மங்களும் சந்திக்கும் இடத்தில் உண்டாகும் ஊதா நிற வீழ் படிவு, துத்தநாகம் இருப்பதைக் காட்டும்.
கோபால்ட் கண்டறிதல். கோபால்ட் உள்ளதாகக் கருதப் படும் அமிலக் கரைசலின் மூசையிலுள்ள (crucible) 2 சொட்டுகளுடன், அம்மோனியம் தயோ சயனேட் படிகம் அல்லது இப்பொருளின் நிறைவுறு கரைசலின் 5 சொட்டுகள் சேர்க்கப் பட, உண்டாகும் அம்மோனியம் கோபால்ட் தயோ சயனேட் என்னும் அணைவுச் சேர்மத்தின் பச்சை கலந்த நீலம் அல்லது நீல நிறம் கோபால்ட் இருப்பதைக் காட்டும்.
சொட்டு வினையின் கூருணர்வுத் திறம். ஆய்வில் எவ்வளவு மிகக் குறைவான பொருளைக் கண்டறிய இயலுமோ, அதையே கண்டறிதலின் எல்லை (limit of identification) என்பர். ஆய்வின் கூருணர்வுத் திறம் (sensitivity) விளைவை ஏற்படுத்தத் தேவையான கன அளவையும் பொறுத்தது. எனவே, ஆய்வின் கூருணர்வை அறிய அடர்வு எல்லை (limiting concentration) தேவையாகிறது.
அடர்வு எல்லை. 1 மி.லி. கரைப்பானில் உள்ள பொருளின் எடை கிராமில் 1: ஓர் ஆய்வின் கூருணர்வுத் திறம் பல காரணிகளைச் சார்ந்திருப்பதால், மதிப்புகளை முற்றிலும் சரியான முடிவைக் காட்டுவனவாகக் கொள்ளப் படாமல், எதை எதிர் பார்க்கலாம் என்று காட்டுவதாகக் கொள்ளுவதே நலம். வினை, விளை பொருளின் பண்பு, கரை திறன், புலப்படும் தன்மை (visibility), வினை பொருளின் அளவு, நிறம், நோக்கப் படும் (observation) முறை, கால அளவு, மின் பகுளியின் முன்னிலை, ஹைட்ரஜன் அயனிச் செறிவு, செயல் முறை, செய்பவரின் ஈடுபாடு, கூழ்ம நிலை ஆகிய காரணிகள் ஆய்வின் கூருணர்வுத் திறத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் காரணிகளாகும்.
திட்டவட்டமான தெரிந்தெடுப்பிற்குரிய வினைகள். ஒரே ஒரு பொருளைக் காண உதவும் வினையைத் திட்ட வட்டமான (specific) வினையென்றும், சில பொருள்களைக் காண உதவும் வினையைத் தெரிந்தெடுக்கப்பட்ட (selective) வினை என்றும் கூறலாம். வினையைத் தெரிவு செய்தலைப் பல வழிகளில் மேன்மைப் படுத்தலாம். வினை நிகழும் இடம் பொருந்தும் வினையின் தரம் வேறுபடும். ஆய்வுக் குழாய். பீங்கான் தட்டிலுள்ள அரை வட்டச் சூழ் ஆகியவற்றின் நடை பெறும் வினைகளை விட வடி தாளில் செய்யப்படும் வினைகள் சிறந்து விளங்குகின்றன. தெரிவு செய்தவை அதிகரிக்க, கரிமக் கரைப்பானைப் பயன்படுத்துவதும் ஒரு வழி. வினையின் இடையூறு செய்யும் பொருள்களை, ஃபுளுரைடு, பாஸ்ஃபேட், சிட்ரேட், டார்டாரெட், சயனைடு ஆகியவற்றால் அனைவுறு அயனிகளாக மாற்றி, இடையூற்றைக் களைவதும் தெரிவு செய்தலை அதிகரிக்கும். எ-டு: கோபால்ட் காண்பதற்கான தயோ சயனேட் வினையில் இரும்பு இடையூறு செய்வதால், அதில் ஃபுளுரைடு சேர்க்கப்பட்டு [FeF₆]++ என்னும் அணைவு அயனியாக மாற்றப் படுகிறது. இவ்வாறான மூடி மறைக்கும் (masking) பொருள்களால் கூருணர்வுத் திறம் பாதிக்கப் படலாம். இவ்வினைகளை, நுண் வேதியியலில் கையாளுவது எளிது.
பண்பறிவாய்வுக்கு மிகவும் தேவையான நேர் அயனியின் பகுதிப் பிரிப்பு (group separation) தேவை இல்லை எனக் கொள்ளலாகாது. அறிவு சார்ந்த முறையில், பகுதிப் பிரிப்பு முறையையும், சொட்டு வினைகளையும் கையாளுதல் வேண்டும்.
தேவையான கருவிகள். இம்முறையில் பயன் படும் கருவிகள் எளிதானவை. எளிதில் செய்யக் கூடியவை. சிறிய ஆய்வுக் குழாய், அரைப் பள்ளம் உள்ள பீங்கான் தட்டுகள், சிறிய முகவை, தந்துகிக் குழாய், சொட்டுவிப்பான் (droppers–0.03 முதல் 0.05மி.லி.), கண்ணாடிக் கலக்கி, பிளாட்டின வளையக் கம்பி, நுண் எரிவி (micro burners) சிறந்த வடி தாள், கைகளால் இயக்கும் மைய நோக்கு சுழற்றி (centrifuge), நுண்ணோக்கி போன்ற ஆய்வுக் கருவிகள் இதில் பயன் படுத்தப் படும்.
சொட்டு வினைப் பயன்கள். பண்பறிவாய்வில் பகுதிப் பிரிப்பு, உள் பகுதிப் பிரிப்புக்குப் பின் (groups and subgroups), அறுதியிடும் (confirmatory) வினைகளாகச் சொட்டு வினைகள் கருதப் படுகின்றன. எ–டு: பிஸ்மத்துக்கான சின்கோனைன் பொட்டாசியம் அயோடைடு ஆய்வு, ஆண்டிமனிக்கான ரோடமின்–பி ஆய்வு, காட்மியத்திற்கான காடியன் ஆய்வு, மக்னீசியத்திற்கான மாக்னசான் ஆய்வு போன்றவை.
அளவறி பகுப்பாய்வில், வடி கரைகலில் (filtrate) வினை முற்றுப் பெற்றதையும், வீழ் படிவில் கலந்துள்ள தேவையற்ற அயனிகளையும் கண்டறிய இவ்வினைகள் துணை புரிகின்றன.
ஒளி புகாத கனிமப் பொருள்களில் உள்ள பல உலோகத் தனிமங்களைக் காணவும், சொட்டு வினைகள் பயன் படுகின்றன. உலோகக் கனிமங்களையும், இவை உள்ள இடங்களையும், காணத் தொடு பதிப்பு (contact print) பயன் படுகிறது.
ஏற்றத் தாக்கு வினைப் பொருள் பரவப் பட்டு, ஊன் பசை (gelatin) பூசப் பட்ட தாள், கனிமத் தாதுவின் பளபளப்பான பரப்பின் மீது ஒற்றி எடுக்கப் படுகிறது. இத்தாள், எதிர் பார்க்கும் பகுதிப் பொருள்களுக்கான தக்க வினைப் பொருள்களால், படிப் படியாகக் கருவியியல் பண்புகள் ஒன்றன் பின் ஒன்றாக வெளி வரச் (develop) செய்யப் படும்.
இவ்வினையால், மாதிரிப் பொருளுக்குத் (specimen) தீங்கேற்படுவதில்லை. இம்முறை, அம்மோனியம் மாலிபடேட், பென்சிடீன் முதலியவற்றால் பாறைகளில் உள்ள பாஸ்ஃபேட் படிகங்களைக் கண்டறிய உதவுகிறது.
உலோகவியலில் சொட்டு வினைகள் அதிக அளவில் கையாளப் படுகின்றன. இவற்றில் ஒன்று நிறம் காட்டும் மின் வேதியியல் நுட்ப முறையாகும்..
இதில் உலோகமோ, உலோகக் கலவையோ, நேர் மின் முனையாகவும் கிராஃபைட் எதிர் மின் முனையாகவும், மின் பகுளியிலும், நிறம் காட்டும் வினைப் பொருளிலும் நனைக்கப்பட்ட வடி தாள் துண்டு ஒன்று, இரு மின் முனைகளுக்கு இடையில் மின்சாரம் கடத்தும் பொருளாகவும் உள்ளன.
ஒரு சில நொடிகள் மின்சாரம் செலுத்துவதால், நேர் மின் முனையில் உள்ள உலோகம் அயனியாக மாறி, தாளில் உள்ள வினைப் பொருளுடன் இணைந்து, ஏற்ற நிறத்தை ஏற்படுத்தும். இம்முறையால், துரு ஏறா எஃகில் குரோமியம் இருப்பது, ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு வினைப் பொருளாகக் கொண்டு கண்டறியப் பட்டது.
மருந்துப் பொருள்களைக் கண்டறிய, எண்ணெயிலும், வளிமப் பொருள்களிலும், மிகக் குறைந்த அளவிலுள்ள நிக்கலைக் காண, திசுக்களில் செலுத்தப் பட்ட எடை மிக்க உலோகங்களின் பரவல் தன்மையை ஆய, பழங்காலச் சித்திரங்களில் உள்ள நிறமிகளை, அச்சித்திரங்களுக்குக் கேடு ஏற்படா வண்ணம் கண்டறியச் சொட்டு வினைகள் உதவுகின்றன. விலங்கின் தசையில் உள்ள ஒரு தனிமத்தின் அளவைக் கண்டறியக் கதிரியக்க முறை பின் பற்றப் படுகிறது. இதற்கு கதிரியக்கத்தை அளவிடும் கிகெர் எண் சார் கருவி (Geiger Counter) பயன் படுகிறது. உயிர் வேதியியலில் சிறிதளவே பயன் படுத்தப் படும் நொதிகளின் செறிவைக் காணவும், நுண் வேதியியல் வழி செய்கிறது.
நுண்ம வேதியியல் செயல் முறைகள் பதங்கமாதல். கரிமச் சேர்மங்களைத் தூய்மைப் படுத்திப் பிரித்தல், இனங் காணல் ஆகியவற்றில் பதங்கமாதல் கையாளப் படுகிறது. பதங்கமாகப் படிகமான (sublimate) நுண்ணிய படிகத்தை உண்டாக்கவும், நுண் நோக்கி கொண்டு ஆராயவும், உருகு நிலை காணவும் பயனாகும் எடெர்ஸ் (Eders) கருவி 0.1 மி.கி. பொருள் இதன் அடியிலுள்ள சிறிய குமிழில் வெப்பப் படுத்தப் படுகிறது. இக்குமிழினின்றும் ஒரு சில மி.மீ. தொலைவிலுள்ள ஒரு தட்டின் அடிப் புறம் நல்ல படிகங்கள் தோன்றும். இதனை நுண்ணோக்கியின் தாங்கியிலேயே உருகச் செய்து, உருகு நிலையையும் துல்லியமாகக் காண முடியும். இதற்கு 30 50 மை.கி. அளவே, அதாவது ஓரிரு படிகங்களே போதுமானவை.
உருகு நிலை காணல். நுண்ணோக்கி கொண்டு காணப் படும் உருகு நிலையில் நிகழ்ச்சி தொடர்ந்து கண்காணிக்கப் படுகிறது. தாங்கிக்கு ஏற்றபடி மின்னாற்றலால் வெப்பப் படுத்தும் பாளங்களும் (block) உள்ளன. இதற்குத் தள விளைவு பெற்ற (polarised) ஒளியும் பயன் படுகிறது. பெரும்பாலான பொருள்கள் இரண்டு ஒளி முறிவுப் (double refraction) பொருளாகையால், உருகு நிலை துல்லியமாக அளக்கப் படுகிறது.
கொதி நிலை காணல். இதற்கு எமிச் (Emich) கருவி பயன் படுகிறது. ஒரு நுண் தந்துகியின் ஒரு முனை மேலும் சிறியதாக்கப் பட்டு, ஒரு நீர்மத்தில், அமிழ்த்தி, 1 அல்லது 2 செ.மீ. நீர்மம் ஏறியவுடன், அந்நீர்மத்தில் ஒரு காற்றுக் குழி இருக்கும்படி மூடப் படும். இவ்வாறான சில தந்துகிகள் ஒரு சொட்டு நீர்மத்தால், நுண் நோக்கி காட்சிக் கண்ணாடி வில்லையுடன் (slide) இணைக்கப் பட்டுப் படத்தில் காட்டியபடி வைக்கப் படும். வெப்ப உயர்விற்கு ஏற்ற நீர்மக் குமிழி பெரிதாய், கொதி நிலையில் அதிகப் பெருக்க மடைந்து, முகவையிலுள்ள நீர்ம மட்டத்திற்கு ஒப்ப நீர்மத் திவலையை உயர்த்தும்.
நிலை மாறு வெப்ப நிலை காணல். ஒரு நுண் தந்துகியில் பாதி அளவு நீர்மத்தால் நிரப்பப்பட்டு, தந்துகி மூடப் படுகிறது. தகுந்த நீர்மத்தில் இதனை வைத்து, வெப்பப் படுத்த நிலை மாறு வெப்ப நிலையில் தந்துகியின் உள்ளே மூடு பனி போன்று தோன்றும்.
வடி கட்டுதல். இதற்கு எமிக் வடி குச்சிகள் (Emich filter stick) பயன் படுகின்றன. இக்குச்சியில், பொக்குப் பளிங்கு (sintered glass) அல்லது பிளாட்டின நுரை பொருத்தப்பட்டிருக்கும். ‘அ’ என்பது மிகக் குறைவான வீழ் படிவுக்கு ஏற்றது. தந்துகி அடைப்படாமலிருக்க, ஒரு பிளாட்டின இழைச் சுருளும், வடி தாளாகக் கல் நார் பஞ்சும் பயன் படுகின்றன. மேல் நோக்கி உறிஞ்சுதலால், வடி கட்டுதல் நிகழ்கிறது . வீழ் படிவு முகவையிலும், வடி தட்டின் வெளிப் பகுதியிலுமே தங்கும். இவற்றால், 1–50 மி.கி. வரை வீழ் படிவைப் பிரிக்க இது உதவும். மேலும், மின்னாற்றலால் இயங்கும் மைய நோக்கு விசைக் கருவிகளையும் பயன் படுத்தலாம். கலன் விட்டுக் கலம் மாற்றுதல் இராமையால், பொருள் இழப்பு இல்லை. இதில் பயன் படும் கண்ணாடிக் குழாய் 2–5 மி.லி. நீர்மங்களைக் கொள்ளக் கூடியதும், அடிப் புறம் கூம்பு போன்ற அமைப்பைக் கொண்டதும் ஆகும்.
காய்ச்சி வடித்தல். வெப்ப நிலைத் தேவைக்கு ஏற்ப, இதற்கான கலன் வேறுபடும். எளிதில் ஆவியாகக் கூடிய நீர்மத்தைப் பிரித்தெடுக்கும் கருவி பிச்லெர்ஸ் கருவி (Pichler's apparatus) எனப் படும். இதில், எளிதில் ஆவியாகக் கூடிய நீர்மம் கருவியின் மேலுள்ள வளைவான பகுதியில் தங்கி விடும்.
பிற முறைகள். ஒரு சில பொருள்கள், புற ஊதா ஒளியில் ஒளியை உறிஞ்சி, உடன் உமிழும் (fluorescence) தன்மை பெற்றவை. மருந்துப் பொருள்களை, இப்பண்பால் பிரித்தறிய முடியும். ஒத்த பண்புகளைக் கொண்ட தனிமங்களைக் கலவைகளிலிருந்து பிரித்தெடுக்க நிறச் சாரல் பிரிகை முறை (chromatography) மிகவும் பயன் படும். கரிம நுண் பகுப்பாய்வு முறையில், மூலக் கூறு எடை காண ரிச்சி (Rieche) முறையும், ஹாலோஜன்கள், கந்தகம், ஆர்செனிக் போன்ற பொருள்களின் எடையைக் காண பாம்ப் முறையும் (Bomb method), வீரிய ஹைட்ரஜனை அறிய சால்டிஸ் (soltys) முறையும் கையாளப் படுகின்றன. நுண் வேதியியல் செய்முறைகளால், உயிரியல், மருத்துவம், கதிரியக்க வேதியியல், கூழ்மம், படிகவியல், கனிவளவியல் போன்ற பல துறைகளில் வியக்கத் தகு முன்னேற்றங்கள் ஏற்பட்டுள்ளன. —இரா. விசுவநாதன் துணை நூல். James S. Friz and George H. Schenk, Quantitative Analytical Chemistry, Fifth Edition, Allyn and Bacon, Inc.,
நுணா
இதற்கு மஞ்சணத்தி, மஞ்ச நாவல், மஞ்சள் நுணா, மஞ்ச வட்டி, மஞ்ச நதி, பொன் தூரிகம், மஞ்ச நீராட்டி, தணவு என்னும் பெயர்களும் உண்டு. இதன் தாவரப் பெயர் மொரிண்டா கொரியா (Morinda coreia) ஆகும். மொரிண்டா டிங்க்டோரியா (Morinda tinctoria), மொரிண்டா எக்ஸ்செர்ட்டா (Morinda exserta) என்பன இதன் இணை தாவரப் பெயர்கள். ரூபியேசிக் குடும்பத்தைச் சேர்ந்த இம்மரத்தை இலங்கை, இந்தியா, மலாய், ஆர்ச்பெலகோ ஆகிய நாடுகளில் 500–800 மீ. உயரம் வரையுள்ள சம வெளிப் பகுதிகளில் பொதுவாகக் காணலாம். இதன் பூக்கள் மல்லிகை மணத்தை ஒத்திருக்கும். இம்மரத்தின் பட்டையை நீக்கிய பின் பார்த்தால், மரக் கட்டை மஞ்சளாக உள்ளமை குறிப்பிடத் தக்கது. வறள் காடுகளில் இம்மரம் மிகுதியாகக் காணப் படுகிறது. இம்மரத்தின் கிளைகளை வெட்டி விட, நன்கு துளிர் விடும். இம்மரத்தின் வேர்ப் பட்டையில் உள்ள குளுக்கோசைடிற்கு மொரிண்டின் என்று பெயர். வைரக் கட்டையில் ஆந்த்ரகுவினோன் நிறமிகள் அடங்கிய மொரிண்டோன், டாம்னகேந்தால் நார்–டாம்னகேந்தால் முதலிய வேதிப் பொருள்கள் உள்ளன.
அமைப்பு. நுணா மரம் 6 மீ. உயரம் வளர்கிறது. செழிப்பான பகுதிகளில், 10மீ. உயரம் வரை வளரும். அடி மரம் 1 மீ. குறுக்களவில் இருக்கும். இம்மரத்தின் கிளைகள் முண்டு முடிச்சுகளுடனோ, உருண்டையாகவோ, கோணங்களுடனோ உள்ளன. இம்மரத்தின் உட்பகுதியில் மஞ்சள் நிறம் மிகுந்திருக்கும். இலைகள் முட்டை வடிவிலோ, நீள் சதுரமாகவோ, ஈட்டி வடிவிலோ இருக்கும். இலை நுனி கூரானது. இலைக் காம்பு 2 செ.மீ. நீளமானது. கொப்புகளில் இலைகள் குறுக்குமறுக்காக அமைந்துள்ளன. இலை மேல் பகுதி பளபளப்பான தோற்றமுடையது. கூர்மையான இலையடிச் செதில்கள் முக்கோண வடிவமானவை; மஞ்சரிக் கொப்புகளின் நுனியிலோ, இலைக் காம்புகளிலோ உண்டாகும். சில சமயங்களில், பூக்களை இலைக்கெதிராகவும் காணலாம். மார்ச்–ஜுன் மாதங்களில் இவை மிகுதியாக உண்டாகின்றன.
அல்லி வட்டம் 2 செ.மீ. குறுக்களவிலும், வெள்ளையாகவும், புனல் வடிவாகவும் இருக்கும். அல்லிக் குழல் 1.5 செ.மீ. நீளமானது. இதன் உள்பக்கம் பளபளப்பாக இருக்கும். 1 செ.மீ. அளவுடைய இதன் கதுப்புகள் ஐந்தும், நீள் சதுரமானவை. மகரந்தக் கேசரங்கள் ஐந்தும், நன்கு வெளியே தெரியும். மகரந்தக் கம்பிகள் 4.5 மி.மீ. நீளமானவை. மகரந்தப் பை 5.5 மி.மீ. அளவானது. சூல் பை 3 மி.மீ. அளவானது. கனி 2.செ.மீ. குறுக்களவுள்ளது. நுணாக் கனி இணைச் சூலக இலைகளையுடைய கூட்டுக் கனியாகும். இக்கனி பல பூக்கள் இணைந்தமையால், உண்டாகியது. பூக்களின் கனிகள் கீழ் மட்டச் சூல் பைகளிலிருந்து தோன்றியவை.
கனியின் மேற்பரப்பில். பல அறு பட்டை வடிவமான பகுதிகளைக் காணலாம். ஒவ்வொரு பகுதியும், ஒரு தனிச் சூல் பையிலிருந்து உண்டாகிறது. இச்சூல் பைகள் யாவும் இணைந்து, கூட்டுக் கனி உண்டாகிறது. இவற்றில் உள்ள அறுபட்டைப் பகுதிகளின் மையங்களில் உள்ள சிறு வட்டங்கள் புல்லி வட்டங்களின் வடுக்களாகும். இச்சிறு வட்டங்களின் மையங்களில் உள்ள சிறு புள்ளிகள் பூக்களின் சூலகத் தண்டின் எஞ்சியுள்ள பகுதிகளைக் குறிக்கும். விதைகள் நீள் சதுரம் அல்லது தலை கீழ் முட்டை வடிவானவை. விதை வெளியுறை சவ்வுப் போன்றது. நுணா மரத்தில் உண்டாகி, கனிகள் கறுப்பாக நீண்ட நாள்களுக்கு உதிராமல், ஒட்டிக் கொண்டுள்ளன.
பயன். நுணா மரத்தை வெட்டியவுடன் பார்த்தால், உள் கட்டை இளஞ் சிவப்பு நிறமாக இருக்கும். பின்பு, காற்றில் உலர்ந்து, அழுக்கடைந்த சிவப்பு நிறமாக மாறி விடும். மரக் கட்டை வழவழப்பானது. ஓரளவு பளபளப்பும், கடினத் தன்மையும் கொண்டது. மரத்தை வெட்டியவுடன், பலகைகளாக அறுத்து விடவேண்டும். உலர்ந்த மரத்தை அறுத்தால், பலகைகள் வெடித்து விடுகின்றன. நீண்ட காலம் உழைக்கும் தன்மை கொண்ட இம்மரத்தைக் கொண்டு வேளாண் கருவி, சீப்பு, பொம்மை, பேனாத் தாங்கி, எழுது பலகைச் சட்டங்கள், சுவர் முகட்டு உத்திரங்கள் போன்றவை செய்யலாம். இதன் இலைகளைக் கால் நடைகள் உண்கின்றன. தழைகளை வெட்டி, நிலத்திற்குப் பசுந்தழை உரமாக இடலாம் அல்லது மக்கு உரம் தயாரிக்கலாம். வேர், சாயம் ஏற்றுவதற்குப் பயனாகிறது. பருத்தி ஆடைகளுக்கு, நுணா மரப் பட்டைச் சாயத்தை ஏற்றலாம். இதன் இலை, காய், பட்டை, வேர் முதலியவை மருந்துக்கு உதவுகின்றன. நுணா இலைச் சாறு ஒரு பங்குடன், உத்தாமணி இலைச் சாறு, நொச்சியிலைச் சாறு, பொடுதலைச் சாறு ஆகியவற்றை ஒரு பங்கு சேர்த்து, ஒன்றாகக் கலக்கி, 6 மாதம் முதல் 2 ஆண்டு வயதுடைய குழந்தைகளுக்கு வேளை ஒன்றுக்கு 40–60 துளியும், 3 ஆண்டுக்கு மேற்பட்ட குழந்தைகளுக்கு 80–120 துளிகளும் என, 2 அல்லது 3 நாள்களுக்குத் தர, மாந்தம் நீங்கும்.
கருக்குக் குடிநீர். மாந்தத்திற்கு நுணாயிலை, நொச்சியிலை, வேலிப் பருத்தியிலை, கழற்சிக் கொடியிலை வகைக்கு 35 கிராம் எடுத்துச் வறுத்துக் கருக்கி, நீர் விட்டு ஓமம், வசம்பு, சுக்கு, மிளகு, பொடுதலை, பெருங்காயம், திப்பிலி ஆகியவற்றை நல்லெண்ணெயில் சிவக்க வறுத்து, அந்நீரில் போட்டுக் காய்ச்சித் தரலாம். நுணா இலை, ஓமம், பொடுதலை இலை, நொச்சி பாலை, வேளை வேர், பூண்டு, வசம்பு ஆகியவற்றை நறுக்கி, வறுத்துக் குடிநீர் செய்து தர, மாந்தம் நீங்கும். இலையைக் குடி நீர் செய்து தர, சூதகத்தைச் சீராக்கும். நுணா இலைச் சாறு 500 மி.லிட்டருடன், ஆமணக்கெண்ணெய் 1000 மி.லி., வெங்காயச் சாறு 400 மி.லி. வெந்தயம் 20 கிராம் எடுத்துக் காய்ச்சி, பதத்தில் வடித்துக் கொண்டு, 10 கிராம் வீதம் தர மாந்தக் காய்ச்சல் நீங்கும். நுணா இலையை மை போல் அரைத்துத் தேங்காயளவு எடுத்து, அத்துடன் 35 கிராம் காட்டுச் சீரகத்தைச் சேர்த்து, இரும்பு வாணலியில் நல்லெண்ணெய் 1 லி. விட்டு மேற்கூறியவற்றைச் சேர்த்துச் சிறு தீயாக எரிக்க வேண்டும். அடியில் தங்கும் ‘கற்கம்’ எனப் படும் அடி அண்டல் மெழுகு போல் கையில் ஒட்டும் பருவத்தில், அடுப்பிலிருந்து இறக்கி, எண்ணெயை ஊற்றிச் சேமித்துக் வைத்துக் கொண்டு, வெண் குட்டத்தின் புள்ளிகளில் தடவி வர வேண்டும். இதில் கிடைத்த கற்கத்தைச் சுண்டைக்காயளவு எடுத்து, பாலுடன் கலந்து, காலை, மாலை சாப்பிட வேண்டும்.
நுணாப் பல்பொடி. நுணாக் காய், உப்பு சம அளவு எடுத்து, ஒரு குடுவைக்குள் வைத்து, வரட்டியில் புடம் போட்டு எடுத்துப் பொடித்துப் பல் துலக்கி வர, பல் சொத்தை, பல்லரணை முதலியவை நீங்கும். காயைப் பிழிந்து, சாறெடுத்துத் தொண்டையில் பூசத் தொண்டை நோய் நீங்கும் அல்லது பாகு செய்தும் குடிக்கலாம். நுணாப் பட்டைத் தைலம் காய்ச்சல், முறைக் காய்ச்சல், குன்மம், மண், அரையாப்பு, கழலை முதலியவற்றை நீங்கும்.
தைலத்தைத் தயாரிக்கும் முறை. நுணாப் பட்டையை எடுத்து, நீர் சேர்த்து அடுப்பிலிட்டு எரித்து, எட்டில் ஒன்றாய்ச் சுண்டக் காய்ச்சி, இளநீர் பழச் சாறு நல்லெண்ணெய் சேர்த்துத் தைலமாகத் தயாரிக்க வேண்டும்.
இந்தத் தைலத்தை வாரம் இரு முறை தலையில் தேய்த்துக் குளிக்க, மேற்கூறிய நோய்கள் தீரும். நுணா மர வேர் எடுத்து அடித்து, அளவுடன் நீரில் போட்டுக் காய்ச்சி, சாற்றை மட்டும் குடிக்க, இரண்டொரு தடவை பேதியாகி, மலத்தை வெளியே தள்ளும். —கோ.அர்ச்சுனன்
நுரைப்பித்தன் கீரை
இதன் தாவரவியல் பெயர் ரோத்தியா இண்டிகா (Rothia indica) ஆகும். இதன் இணை தாவரப் பெயர்கள் ரோத்தியா ட்ரைபோலியேட்டா (R.trifoliata), ட்ரைகோநெல்லா இண்டிகா (Trigonella indica), டில்வினியா ட்ரைஃபோலியேட்டா (Dillwynia trifoliata) என்பவையாகும்.
ஃபேபேசிக் குடும்பத்தைச் சேர்ந்த இதனை, இந்தியா தவிர இலங்கை, அமெரிக்கா போன்ற நாடுகளில் காணலாம். பூக்களை, நவம்பர்–பிப்ரவரி மாதங்களில் மிகுதியாகக் காணலாம். கனிகள் டிசம்பர் முதற் கொண்டு தோன்றுகின்றன.
அமைப்பு. இது தரையில் படர்ந்து, பல கிளைகளைக் கொண்டிருக்கும் ஒரு பருவச் செடியாகும். இலைகள் விரல்கள் போன்ற மூன்று கூட்டிலைகள் கொண்டவை. கூட்டிலைகள் மீது பட்டுப் போன்ற மயிர் இழைகள் இருக்கும். முனை மழுங்கிய இலையோரங்களில், மெல்லிய மயிரிழைகள் காணப்படும்.
இலை காம்பின் நீளம் 1 செ.மீ. சிற்றிலைக் காம்பின் நீளம் 0.5 மி.மீ. முட்டை வடிவ, 3 மி.மீ. அளவான இலையடிச் செதில்கள் பிரிந்தவை. பூக்கள் 6 மி.மீ. குறுக்களவுள்ளவை. தனியாகவோ, மூன்று பூக்களுள்ள கொத்தாகவோ இவை இருக்கும்.
மஞ்சரி துணர் (raceme) வகையைச் சேர்ந்தது. பூக் காம்பின் நீளம் 2. மி.மீ. புல்லிக் குழல் சமமில்லாதது. 5 மி.மீ. அளவான மேலிரண்டு உதடுகள் அகலமாகவும், பற்களுடனும், ஈட்டி வடிவாகவும் காணப் படும்.
சமமான, மஞ்சள் நிற அல்லி இதழ்கள் நீண்ட காம்பு கொண்டிருக்கும். இறக்கை அல்லி இதழ் குறுகியிருக்கும். படகு அல்லி இணைந்திருக்கும். மகரந்தத் தாள்கள் இணைந்து, கற்றையானவை. 4 மி.மீ. நீளமான மகரந்தக் கம்பிகள் குழாயாக இணைந்து, மேலே பிளவு பட்டிருக்கும். சீரான மகரந்தப் பைகள் நுணுக்கமானவை; பல சூல்கள் கொண்ட 3.5 மி.மீ. அளவுள்ள சூல் பை காம்பற்றது. சூலகத் தண்டு 1 மி.மீ. நீளத்தில் நேராகவும், நூல் போன்றும், காணப் படும். சூலக முடி நுணுக்கமான தலை வடிவாயிருக்கும். கனி மேன்மையாகவும், நேராகவும், தட்டையாகவும், அமுங்கியும் இருக்கும். ஒவ்வொரு கனியிலும் 20 அல்லது மேற்பட்ட விதைகளிருக்கும். பின் புற இணைப்பில், இது பிளவு படக் கூடியது. விதைகள் 1 மி.மீ. அளவில், ஊதா நிறத்தில் சிறுநீரக வடிவிலிருக்கும்.
பயன். இலைகளையும், காய்களையும் சமைத்து, உண்ணலாம். களர், உவர் நிலங்களில், இத்தாவரம் நன்கு வளரும். இச்செடியைப் பசுந்தாளுரமாகப் பயன் படுத்தலாம். —கோ.அர்ச்சுனன்
<!----மேலே உள்ள பிரிக்கும் கோட்டை நீக்க வேண்டாம். முந்தைய தலைப்பு இங்கு முடிவுற்றது. புதிய தலைப்பு அடுத்த பக்கத்தில், ஆரம்பம் ஆகிறது. பக்க ஒருங்கிணைப்பின் போது, தலைப்புகளைப் பிரிக்க இக்கோடு தேவை. ----> நுரையீரல்
சுவாசத்திற்கு உதவும் நுரையீரல்கள், பக்கத்திற்கு ஒன்றாக, மார்பறையில் இதயத்தை அடுத்து அமைந்துள்ளன. அரைக் கூம்பு வடிவில் உள்ள நுரையீரலுக்கு ஓர் உச்சி, பகுதியும் அடிப் பகுதியும் உண்டு. உட்பக்கம், வெளிப் பக்கம் என இரு பக்கங்களும், முனி, பின், கீழ் என மூன்று விளிம்புகளும் உள்ளன. வல நுரையீரல் ஏறத்தாழ 22 அவுன்ஸ் அளவும், இட நுரையீரல் 20 அவுன்ஸ் அளவும் உள்ளன.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப்படுகிறது.----> கருப் பருவத்தில் கடினமாயும், நீரில் மூழ்கக் கூடியதாகவும் இருக்கும். நுரையீரல், பிறந்தவுடன் குழந்தை சுவாசிப்பதால் காற்று புகுந்து, மென்மையாகிப் பஞ்சு போல், துளைகளுடன் காணப் படும். இது அழுத்தக் கற்றைகளில், உள்ள காற்று அடுத்துள்ள சுவரைக் கிழித்துச் செல்வதால், நறநறவென ஒலி உண்டாகும். பிறக்கும் போது, செந்நிறத்தில் மென்மையாகக் காணப் படும் நுரையீரல், நாளடைவில் தூசி, கரி படிந்து, பழுப்பு அல்லது கரு நிறமடையும். நுரையீரலுறை, மார்பு அறையையும், நுரையீரலையும் சுற்றி, இரு மெல்லிய சவ்வு போல் காணப் படும். இடையே உள்ள நீர்மம், உராய்வைத் தடுப்பதுடன், அழுத்தம் குறைவாக இருக்குமாறும் வைத்திருக்கும். காயங்களின் போது, இதனிடையே சீழ், நீர், குருதி, காற்று ஆகியன சேர்வதற்கு வாய்ப்புண்டு.
வல நுரையீரல் சரிந்த மற்றும் குறுக்குப் பிளவுகளால் (oblique and horizontal fissure) மேல், நடு, கீழ் என மூன்று மடல்களாகப் (lobes) பிரிக்கப் படுகிறது. மாறாக, இட நுரையீரலில் உள்ள சரிந்த பிளவு மேல், கீழ் என இரு மடல்களாகப் பிரிக்கிறது. வல நுரையீரலின் உட்பகுதி (medial aspect) நுழைவாய்ப் பகுதி எனப் படும். உட்பகுதியில், பின் வரும் உறுப்புகள் நுழைகின்றன. அவை தமனி மேல் மற்றும் தமனி கீழ் வளி நாளத் தமனி, நுரையீரல் சிரை, நரம்பு வலை, நிண நீர்க் கணுக்கள் என்பன. இதயத்தின் வல மேலறை, வலக் கீழறைகளில் மேற் பெருஞ்சிரை, கீழ்ப் பெருஞ்சிரை, அசை கால் சிரை, சுவாசக் குழாயின் வலப் பக்கத்தில் உணவுக் குழல், வேகஸ் (Vagus) நரம்பு ஆகியவை அடுத்துள்ளன.
இட நுரையீரல் நுழை வாயில் வளி நாளி, வளி நாளித் தமனி, நுரையீரல் தமனி, மேல் நுரையீரல் சிரை, கீழ் நுரையீரல் சிரை, நரம்பு வலை, நிண நீர்க் கணுக்கள் ஆகியவையும் இதயத்தின் இடப் பக்கம், பெருந் தமனி, இடக் காரையடித் தமனி, உணவுக் குழல், இடப் புயத் தலைச் சிரை (left branchiocephalic vein) ஆகியவையும் காணப் படுகின்றன.
நுரையீரலில் ஏற்படும் பாதிப்புகள். காயம், சீழ்க் கட்டி, தொற்றினால் ஏற்படும் அழற்சி, புற்றுக் கட்டி, காச நோய்த் தாக்கம், வளி நாளி அடைப்பால் ஏற்படும் தளர்ந்த நுரையீரல் ஆகியவை நுரையீரலைப் பாதிக்கும்.
அறுவைக்குப் பின், நுரையீரல் கோளாறுகள். மேல் வயிற்றுப் பகுதி மற்றும் தொற்றுடன் கூடிய பாதிப்புக்குச் செய்யப் படும் அறுவையிலும், ஆண்களிலும், முதியோரிடமும் நாட்பட்ட வளி நாளி அழற்சியாலும், புகைப்போரிடமும், மயக்க மருந்து மற்றும் வலியினால் அசையாது படுத்திருப்பதாலும் உண்டாகிறது. வளி நாளியில் மிகை சுரப்பு, வளி நாளித் தொற்று, அழற்சி தவறாகச் சுவாச குழாயினுள் நுழைந்த புறப் பொருள்களால் உண்டாகும் அடைப்பு, நுரையீரல் புரை ஆகியவை நுரையீரலில் தோன்றலாம். —மா. ஜெ. ஃபிரெடரிக் ஜோசப் துணை நூல். A.J. Harding Rains and H.David Ritchie, Bailey & Love's Short Practice of Surgery, H.K. Lewis & Co., Ltd., London, 1977; G.J. Romanes (Ed.), Cunningham's Text book of Anatomy, Twelfth Edition, Oxford University Press, 1981.
நுரையீரல் (கால்நடை)
சுவாச மண்டலத்தின் இன்றியமையா உறுப்பான நுரையீரல், உடலுக்குத் தேவையான ஆக்சிஜனை உள்ளே இழுத்துக் கொண்டு, குருதியில் உள்ள தேவையற்ற கார்பன் டை ஆக்சைடு வளிமத்தை வெளியேற்றும் வளிமப் பரிமாற்றப் பணியை மேற்கொள்கிறது. நுரையீரலின் பணி அனைத்துக் கால்நடைகளிலும் ஒரே மாதிரியாக இருந்த போதிலும், அதன் உருவ அமைப்பில் சில வேறுபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது.
நுரையீரலின் அமைப்பு. மாடுகளில் இடம், வலம் என இரண்டு நுரையீரல்கள், மார்புக் கூட்டின் பெரும் பகுதியை அடைத்துக் கொண்டுள்ளன. ஏறக் குறைய 3 கி.கி. எடையுள்ள இந்நுரையீரல்கள், நீண்டு சுருங்கும் தன்மையுடனும், மென்மையுடனும், பஞ்சு போன்றும் காணப் படும். இதன் நிறம், உள்ளிருக்கும் குருதியின் அளவைப் பொறுத்து மாறுபட்டாலும், உயிருள்ள நுரையீரல் இளஞ்சிவப்பு வண்ணத்தில் காணப் படும். அழுத்தும் போது, மொடமொட வென்று ஒலி எழுப்பக் கூடியதாகவும், நீரில் மிதக்கும் தன்மை உடையதாகவும் இருக்கும். வல நுரையீரல், இட நுரையீரலை விடச் சற்றே பெரியதாகக் காணப் படும். பொதுவாக நுரையீரல்கள் மார்புக் கூட்டின் உட்புற அச்சில் வார்த்தெடுக்கப்பட்ட வடிவத்தை ஒத்திருக்கும். கருவிலி ருக்கும் போது, நுரையீரல்கள், சிறியனவாகவும், ஒலியெழுப்பும் தன்மையற்றும், நீரில் மூழ்கக் கூடியவையாகவும் இளஞ்சாம்பல் நிறத்துடனும் காணப் படும்.
ஒவ்வொரு நுரையீரலும் இரு புறப் பரப்புகளையும், இரண்டு எல்லைகளையும், ஓர் அடிப் பகுதி மற்றும் ஒரு நுனிப் பகுதி ஆகியவற்றையும் கொண்டிருக்கும். இரண்டு நுரையீரல்களும் மூன்று, மூன்று இதழ்களாக ஆழமாகப் பிளவு பட்டிருக்கும். <!---- Words repeated, removed ----> நுரையீரல்களின் உட்புறப் பரப்பின் மையப் பகுதியில் உள்ள சிறு பள்ளத்தில் (hilus) மூச்சுக் குழல், குருதி நாளங்கள், நிண நீர்க் குழல்கள் ஆகியவை கற்றையாய் நுழைந்திருக்கும். மூச்சுக் குழல் இடம், வலம் என இரு பிரிவுகளாகப் பிரிந்து, நுரையீரல்களின் இதழ்களுக்கு இணைப்பு ஏற்படுத்தியிருக்கும்.
குதிரைகளில், மாடுகளைப் போலல்லாமல், நுரையீரல்கள் உடற் பகுதியையும், நுனிப் பகுதியையும் கொண்டிருக்கும். மேலும், ஆழமான பிளவுகளால் பிரிக்கப்பட்டிரா. இதழிடைத் திசுக்கள் (Interlobular tissue) குறைவாக உள்ளமையால், நுரையீரல்களின் இதழ்ப் பிரிவுகள் நன்கு புலனாகா. மேலும், வல நுரையீரல் ஓர் இடைப்பட்ட இதழையும் கொண்டிருக்கும்.
நாய்களில், வல நுரையீரல் நான்கு இதழ்களாகவும், இட நுரையீரல் மூன்று இதழ்களாகவும் அமைந்திருக்கும். எனினும், இதன் இதழ்ப் பிரிவுகள் தெளிவாக இரா. நகரத்தில் வாழும் நாய்களின் இதழிடைத் திசுக்கள் நிற மாற்றம் அடைந்திருக்கும்.
சுவாசத்தின் தன்மை. கால்நடைகள் நின்று கொண்டிருக்கும் போது, சற்றுத் தொலைவில் இருந்து கவனித்தால், சுவாசத்தின் தன்மையை நன்கு அறிந்து கொள்ளலாம். படுத்திருந்தல், உடற் பயிற்சி, அச்சமுற்றிருந்தல் போன்ற காரணங்களால், சுவாசத்தில் மாறுபாடுகள் தென்டக் கூடும். ஒரு நிமிடத்திற்கு மாடு 10–30, குதிரை 8–10, செம்மறி ஆடு, பன்றி போன்றவை 10–20, வெள்ளாடு 25–35 முறைகளில் சுவாசிக்கின்றன. இதனை விலா எலும்புகளின் இயக்கம், மூக்குத் துளைகளின் இயக்கம், வெளியேற்றப்படும் காற்றைத் தொட்டறிதல் போன்றவற்றால் அறியலாம். சுவாசத்தின் அளவு அதிகரித்தோ, குறைந்தோ இருக்குமானால், அது ஒரு நோயின் வெளிப்பாடே என்பதை அறிந்து கொள்ளலாம். சுற்றுப்புற வெப்ப நிலை அதிகரிப்பதால், சுவாசத்தின் அளவும் இரு மடங்காக அதிகரிக்கக்கூடும்.
சுவாச இலயம். பொதுவாக ஆரோக்கியமான சுவாசம், காற்றை உள்ளிழுத்தல், காற்றை வெளியேற்றல், இடை நிறுத்தல் என ஒரே அளவிலான மூன்று நிலைகளைக் கொண்டிருக்கும். இதில் ஒன்றிலோ, மூன்றிலுமோ மாறுபாடு இருப்பின், அதுவும் நோயின் அறிகுறியாகும். நீண்ட நேரம் காற்று உள்ளிழுக்கப்படுமாயின், மேல் சுவாச மண்டலத்தில் ஏதாவது அடைப்பிருக்கக் கூடும். நீண்ட நேரம் காற்று வெளியேற்றப் படுமாயின், அது நுரையீரலின் குறைந்த இயக்கத்தைக் குறிக்கும். பெரும்பாலான நோய்களில், இடை நிறுத்தம் இராமலே, இரு பகுதியாகச் சுவாசம் நிகழ்ந்து கொண்டிருக்கும்.
நுரையீரல் நோய்கள். நுரையீரல்களுக்குக் குருதி வரும் போது, அதிலுள்ள கார்பன் டை ஆக்சைடு வளிமத்தை அகற்றி, குருதியினுள் ஆக்சிஜன் ஏற்றும் திறனைக் கொண்டே, நுரையீரல்களின் நலம் அளவிடப் படுகிறது. இவ்விரு செயல்களும், பல்வேறு நோய்க் காரணங்களால் பாதிக்கப் படுவதுண்டு. இதனால், உடற் திசுக்களுக்குத் தேவையான ஆக்சிஜன் கிடைக்காததோடு, கார்பன் டை ஆக்சைடு தேக்கமும் ஏற்படும். இவ்வாறு குருதியிலும், திசுக்களிலும் தேங்கும் கார்பன் டை ஆக்சைடு, தானாகவே மூளையில் உள்ள சுவாசத்தைக் கட்டுப் படுத்தும் பகுதியைத் தூண்டி, சுவாச இயக்கங்களை அதிகப் படுத்தி விடுவதுண்டு. சுவாசத்திற்குப் பயன் படும் தசைகள் செயலிழந்து விடுமாயின், இத்தகைய தூண்டுதல் பயனளிப்பதில்லை. கீழ்க் காணும் காரணங்களால், நுரையீரல்களின் வளிமப் பரிமாற்றப் பணி பாதிக்கப் படுகிறது.
சுவாச மண்டல நோய்கள். நிமோனியா, வீக்கம் போன்ற காரணங்களால் நுரையீரல் பாதிக்கப் படுதல், நுரையீரல்களில் உள்ள சிறு காற்றுப் பைகளில் அடைப்பேற்படுதல், காற்றறைகளின் அழுத்தம் உயர்ந்து விடல்.
குருதி மண்டல நோய்கள். பிறவியிலிருந்து உருவாகும் இதயக் கோளாறு, அதிர்ச்சி, நீர்ப் பற்றாக் குறை போன்ற நிலை, குருதியின் நீர்மப் பகுதி குறைந்து அடர்த்தி அதிகரித்தல், ஆக்சிஜனைத் திசுக்களுக்குக் கொண்டு செல்லும் சிவப்பணுக்களின் பற்றாக் குறையால் ஏற்படும் குருதிச் சோகை நோய், நைட்ரைட் போன்ற நச்சுப் பொருள்களால் சிவப்பணுக்களில் விளையும் மாற்றங்கள்.
நரம்பு மண்டல நோய்கள். சுவாசத்திற்கு உதவும் தசைகளுக்குச் செல்லும் நரம்புகளில் ஏற்படும் கோளாறுகளால் தசைகள் செயலிழந்து விடல், நிக்கோடின் சல்ஃபேட் போன்ற நச்சுப் பொருள்களால், மூளையில் உள்ள சுவாசத்தை இயக்கும் பகுதி செயலிழத்தல், ஏனைய மூளை நோய்களால் சுவாசத்தை இயக்கும் பகுதி தூண்டப்படுதல்.
பிற காரணங்கள். வலி, காய்ச்சல், வயிற்றில் அமிலத் தன்மை கூடுதல் போன்ற காரணங்களால், சுவாசம் பாதிக்கப் படுதல், கரிம பாஸ்ஃபேட், அம்மோனியா போன்ற பண்ணை வேதிப் பொருள்கள், நச்சுத் தாவரங்கள், களைகள் போன்றவற்றால் பாதிக்கப் படுதல், தீ மற்றும் நச்சு வளிமங்களால் ஆக்சிஜன் பற்றாக் குறை ஏற்படுதல், உயரமான இடங்களில் போதுமான ஆக்சிஜன் இராமை.
நுரையீரல் நோய்களைக் கட்டுப் படுத்துதல். நல்ல காற்றோட்டமான இடங்களில் மட்டுமே, கால்நடைகள் பராமரிக்கப் படுதல் வேண்டும். சுற்றுப் புறம் குளிர்ச்சியாக இருப்பது இன்றியமையாதது. குளிர் மிகுந்த நாள்களில் கூடுதல் வெப்பம் கொடுக்க வேண்டும். காற்று, புகை, தூசு இல்லாமல் தூய்மையாக இருக்க வேண்டும். தொடர்ச்சியான இருமல், சளி போன்றவற்றிற்கு உடன் மருத்துவம் அளிக்க வேண்டும். பாதிக்கப்பட்ட கால்நடைகளைத் தனியே பிரித்து, மருத்துவம் அளிக்க வேண்டும். கால்நடைகளை மிகுதியாக ஒரே இடத்தில் அடைத்து வளர்க்காமல், சிறு சிறு குழுக்களாகப் பிரித்துப் பராமரித்தல் வேண்டும். சுற்றுப் புறங்களைத் தூய்மையாக வைத்துக் கொள்ள வேண்டும். —ஆர், கோவிந்தராஜு
நுரையீரல், இதய நாட்பட்ட நோய்
நுரையீரல் இயக்கச் சீர் குலைவால் இதயத்தின் வல வெண்டிரிக்கிள் தாக்கமுற்று, அதனைப் பெருக்கமடையச் செய்வதன் மூலம், இந்நோய் நிலை (Chronic corpulinonale) உண்டாகிறது. இதில், இரு நுரையீரல்களும் பெருமளவு பாதிக்கப் பட்டிருக்கும்.
இந்த நோய்க்கு முன்னோடியாக நுரையீரல் தமனியின் குருதி அழுத்தம் மிகுந்திருக்கும். இதனைச் சீராக்கா விட்டால், வல வெண்டிரிக்கிள் மிகை வளர்ச்சியும், செயலிழப்பும் ஏற்படும். வல வெண்டிரிக்கிளின் மிகை வளர்ச்சி காரணமாக, இட வெண்டிரிக்கிளின் செயல் திறன் பாதிப்பதில்லை. ஆனால், நுரையீரல் தமனிக் குருதி அழுத்தம் அளவுக்கு மிகையாகி விடலாம். ஆக்சிஜன் குறை நிலை (hypoxia) இருந்தால், வெண்டிரிக்கிளின் செயல் திறன் பாதிக்கப் படும்.
நோய்ப் பிரிவும் அதற்குரிய மருத்துவ முறைகளும். உடற் கூற்று இயல் படி, நுரையீரல் குருதிக் குழாய்ச் சுவர்களின் எதிர்ப்புத் திறன் (resistance) அதிகரித்தல்.
சிறிய நுரையீரல் குருதிக் குழாய்களில் அடைப்பு. இந்நோயில், சிறிய நுரையீரல் தமனிகளில் பரவலாக அடைப்பு ஏற்படுகிறது. இதற்கு முக்கிய காரணம், பல குருதிக் குழாய்த் தடுக்கையே ஆகும். பல குருதிக் கட்டிகள் (thrombi), தாமாகவே உண்டாகும் நுரையீரல் குருதி மிகு அழுத்தம் முதலியன பிற காரணங்கள் ஆகும்.
நுரையீரல் குருதி மிகு அழுத்தம் உருவான பிறகு, நுரையீரல் நோயை நலமாக்கல் எளிதன்று. ஏனெனில், நுரையீரலில் பல சிறு குருதிக் குழாய்களில் ஏற்படும் அடைப்பு சீராக்கக் கூடியதன்று. தொடர்ந்து, ஆக்சிஜன் தருவதே தற்போது நடைமுறையில் உள்ள மருத்துவ முறையாகும்.
பரவலாக, நுரையீரல் குற்றிடை (interstitial) அல்லது நார் நிலை (fibrosis) மற்றும் குறு மணிக் கட்டி (granuloma), நோய் வகையில் காச நோய்த் தோற்றம் (sarcoidosis) மற்றும் குறிப்பான காரணமற்ற குறு மணிக் கட்டி, நுரையீரல் இணைப்புத் திசு கடினமாதல்(Scleroderma), பல வகைப் பட்ட நுரையீரல் குற்றிடை அல்லது மூச்சுச் சிற்றறைகளின் சுவர்களின் நார் நிலை, கல் நார் நுரையீரல் அழற்சி (asbestosis) ஆகியவை அடங்கும். இந்நோயாளிகளுக்கு ஆக்சிஜன் தருவது மிகவும் பயனளிக்கும். நுரையீரல் நோய்த் தொற்று இருந்தால், அதற்கும் மருத்துவம் அளிக்க வேண்டும். ஸ்டீராய்டுகளும் இதற்கு உதவும்.
குருதிக் குழாய் இயக்க அதிகரிப்பால், நுரையீரல் குருதிக் குழாய் எதிர்ப்புத் திறன் அதிகரிக்கலாம். குருதிக் குழாய் இயக்க அதிகரிப்புக்கு முக்கிய காரணம், மூச்சுச் சிற்றறையின் அருகிலுள்ள சிறிய குருதிக் குழாய்கள் சுருங்கி விடும். குருதியில் அமிலத் தன்மை (acidosis) இருந்தால், குருதிக் குழாயில் ஏற்படும் விளைவுகள் மேலும் கூடுதலாக இருக்கும். இந்நோயாளிகளிடம் சுவாசம் அல்லது மார்பு இயக்கு தசைகளைக் கட்டுப்படுத்தும் முறையில் தவறு இருக்கலாம்.
இந்நோய்க்கான மருத்துவத்தில் சுவாச நோய்த் தொற்றை நலமாக்கலும், மூச்சுக் குழாய் விரிவு நிலையைச் சரி செய்தலும், குறிப்பிடத் தக்கவை. நீண்ட நேரத்திற்கு ஆக்சிஜன் செலுத்துவதன் மூலம், நுரையீரல் குருதிக் குழாய் மிகை அழுத்தத்தைச் சீராக்கலாம். இந்நோயின் மருத்துவம் நுரையீரல் சீர் குலைவை எந்த அளவிற்கு நலமாக்க முடியும் என்பதைப் பொறுத்து உள்ளது. பொதுவாக, இந்நோயாளிகளின் உடல் நிலை முன்னேற்றம் நிறைவளிக்காது. மூச்சுக் குழல் விரிவாக்கிகளும், நுண்ணுயிர் எதிர் மருந்துகளும் ஸ்டீராய்டுகளும் இதற்கு உறு துணையாகும். —சி. ஆதித்தன் துணை நூல். Maxwell M. Wintrobe (Ed.) et.al., Harrisons Text book of Internal Medicine, Seventeenth Edition, McGraw-Hill Kogakusha, Ltd., Tokyo, 1974.
நுரையீரல், கரிப் படிவு நோய்
பல்வேறு நிறமிகள் (Pigments) உடற்திசுக்களில் படிந்து, பல வித நிறத்தைத் தோற்றுவிக்கின்றன. இத்தகைய நிறமிகளில் மெலனின் (Melanin), பில்லிருபின் (bilirubin) போன்றவை உடலிலேயே உருவாகுவதால், இவை உட்புற நிறமிகள் (Endogenous pigments) எனப் படும். இதே போல், கரித் துகள், கல் துகள், இரும்புத் துகள், பஞ்சுத் துகள் போன்றவற்றைக் காற்றோடு சேர்த்துச் சுவாசிப்பதாலும், இத்தகைய நிற மாற்றங்கள் ஏற்படுகின்றன. எனவே, இவற்றை வெளிப் புற நிறமிகள் (Ectogenous pigment) என்பர். இத்தகைய வெளிப்புற நிறமிகளில் குறிப்பிடத் தக்கது கரித் துகள் ஆகும். இக்கரித் துகளைச் சுவாசத்தின் மூலம் உட்கொள்வதால், நுரையீரல் கரிப் படிவு நோய் என்று பெயர்.
நோய்க் காரணம். இந்தக் கரித் துகள் நுரையீரல் திசுக்களிலும், நிண நீர் முடிச்சுகளிலும் (Lymphonodes) காணப் படும். இது விழுங்கும் உயிரணுக்களால் (Phagoerytes) கொண்டு செல்லப்படுவதால், சில சமயங்களில், பிற உறுப்புகளிலும் காணப் படும். இந்நோய், மனிதன், குதிரை, மாட்டினம், நாய், பூனை, கோவேறு கழுதை ஆகியவற்றைத் தாக்குகிறது. பொதுவாகக் கரிச் சுரங்கங்களில் பணி புரியும் மனிதர்களுக்கும், கரியை இழுத்துச் செல்லப் பயன் படும் கோவேறு கழுதைகளுக்கும், பெருமளவில் பாதிப்பிருக்கும். இதே போல், தொழிற்சாலைகள் நிறைந்த பகுதிகளில் வாழும் நாய்களும், பூனைகளும் மிகுதியும் பாதிக்கப் படுகின்றன. பொதுவாகக் கரித் துகள்களையும், கரிப் புகையையும் சுவாசிப்பதாலேயே இந்நோய் வருகிறது. இவ்வாறு பாதிக்கப்பட்ட கால்நடைகள் எளிதில் காச நோய்க்கு உள்ளாகின்றன.
நுரையீரல் தோற்றம். மிளகுத் தூளைத் தூவியதைப் போன்ற தோற்றத்தில் நுரையீரல் இருக்கும். அதாவது, கரித் துகள் நுரையீரல் திசுக்களில் மிகச் சிறிய புள்ளியாகவும், சிறு சிறு கீற்றாகவும் தென்படும். இது திசுவறைகளுக்கு இடையிலேயோ, திசுவறைகளிலோ காணப் படும். நுரையீரலின் திசுச் சுவர்களில் குறிப்பாக, நுரையீரலின் கீழ்ப் பகுதியே பெருமளவில் பாதிக்கப் படும். இந்தக் கரிப் படிவை ஏனைய நிறங்களில் இருந்து, எளிதில் அறிந்து கொள்ளலாம். இதற்கு அதன் கரிய நிறமும், வேதி முறைப் படி, எவ்விதக் கரைப்பானிலும் கரையாத தன்மையும் உதவுகின்றன.
அறிகுறி. தொடர்ந்தும், மீண்டும், மீண்டும் கரித் துகள்களைச் சுவாசிப்பதாலேயே, இந்நோய் உருவாகிறது. இதற்குக் குறிப்பிடத் தக்க அறிகுறிகள் இல்லை. சிறிதளவு நார்த் தன்மையை நுரையீரல் அடையக் கூடும். எனினும், இந்நிறமிகள் உயிருள்ள வரை நுரையீரலில் இருந்து கொண்டே இருக்கும். இதனால், பிற நுரையீரல் நோய்கள் வருவதற்கு வாய்ப்பிருக்கிறது. அதிக அளவிலான கரிப் படிவு சிலிக்கான்-டை–ஆக்சைடுடன் இணைந்திருக்குமாயின், நுரையீரலுக்கு நார்த் தன்மை (fibrosis) ஏற்படக் கூடும். சுரங்கத்தில் பணி புரிவோருக்கு இந்நிலை ஏற்படும். இதனாலேயே, மிக அதிக அளவில் கருமையடைந்த நுரையீரலைச் சுரங்க வாசியின் நுரையீரல் (miner's lungs') என்று குறிப்பதுண்டு. —ஆர். கோவிந்தராஜு
நுரையீரல், காச நோய்
தற்காலத்தில், சிறப்பான காச எதிர் மருந்துகள் இருப்பதால், நுரையீரல் காச நோய் அறுவை என்பது அரிதாக உள்ளது. இவ்வகை அறுவை மருத்துவத்தில் அமுக்க முறை முதலில் பயன்படுத்தப் பட்டது. இட நுரையீரல் காசக் காயக் குழி இருந்தால், இட நுரையீரலைச் சுற்றியுள்ள ஃபுளூரா உறைக்குள் 250–500 மி.லி. காற்றைச் செலுத்தி, அந்த நுரையீரலை அமுக்குவர். இதனால், காயக் குழி நசுக்கப் பட்டு, நாளடைவில் சீரடைகிறது.
சில போது, இரண்டு நுரையீரல்களிலும் காசக் காயக் கட்டிகள் இருக்கலாம். அப்போது, உதர விதானத்தின் அடியில் 500–600 மி.லி. காற்றைச் செலுத்தி, இரண்டு நுரையீரல்களும் அமுக்கப் படுகின்றன. முன்னது, நுரையீரல் உறைக் காற்று (Pneumothorax) எனவும், பின்னது உதரவுறைக் காற்று (Pneumoperitoneum) எனவும் குறிக்கப் படும்.
சில போது, விதான நரம்பு (Phrenic vein) பாதிக்கப் பட்ட நுரையீரலின் பக்கத்தில் துண்டிக்கப் படுகிறது. இந்நரம்பே உதர விதானத்திற்கு நரம்பூட்டம் தரும். இதைத் துண்டித்து விட்டால், உதர விதானம் செயலிழந்து விடுகிறது. ஆகவே, மேல் நோக்கிச் சென்று, இரண்டு நுரையீரல்களையும் நன்கு நசுக்கி, நோய் நைவுகளுக்கு ஓய்வு கொடுத்து, சீரடையச் செய்கிறது. மேற்கூறிய முறைகள் அனைத்தும், நுரையீரல்களுக்கு ஓய்வு கொடுப்பவையாகும்.
மார்பு நெகிழ்ப்பு (thoraxoplasty) என்னும் அறுவை முறையில், முதலாம் விலா எலும்பு தவிரப் பிற 6–8 விலா எலும்புகள், பாதிக்கப்பட்ட நுரையீரலின் பக்கத்தில் அகற்றப் படுகின்றன. பல விலா எலும்புகள் அகற்றப் படுவதால், நுரையீரல் சுருங்கி ஹைலம் நோக்கி அமுக்கப் படுகிறது. தொரபோகிளாஸ்டியும் அமுக்க முறை மருத்துவமாகும். இம்முறை தற்போது பெருமளவில் கை விடப் பட்டு விட்டது.
போதிய மருந்துகள் அளித்தும், பாதிக்கப் பட்ட நுரையீரல் நோயாளிக்கு இருமலும், காய்ச்சலும், சளியும், காச நுண்ணுயிரியும் இருந்தால், பாதிக்கப் பட்ட நுரையீரலையோ, நுரையீரலின் பகுதியையோ அகற்றுவதும் நலம் பயக்கும். ஆயினும், தற்போது காச நோய்க்கான அறுவை என்பது அரிதாகவே உள்ளது. —அ. கதிரேசன் துணை நூல். Dr. K.N. Rao et. al., (Eds.,) Text book of Tuberculosis, Second Edition, Vikas Publisihing House Pvt. Ltd., New Delhi, 1981; அ.கதிரேசன், காச நோய், முதல் பதிப்பு, தமிழ்ப் பல்கலைக் கழகம், தஞ்சாவூர், 1986.
நுரையீரல், காற்று நுண்ணறை
மனித சுவாசப் பாதை மூக்கில் தொடங்கி, நுரையீரல் சிற்றறையில் முடிவடைகிறது. இதற்கிடையே, இது பல உட்பிரிவுகளாகப் பிரிகிறது. இந்த உட்பிரிவால் சுவாசப் பையின் பரப்பளவு பன்மடங்கு அதிகரிக்கிறது. சுவாசப் பையில், ஏறக் குறைய 300 மில்லியன் நுரையீரல் சிற்றறைகள் உள்ளன. ஒவ்வொரு சிற்றறையையும், நுரையீரல் தந்துகிகள் (capillaries) சூழ்ந்துள்ளன. பல இடங்களில் நுரையீரல் சிற்றறையில் உள்ள சுவாசக் காற்றுக்கும், தந்துகிகளில் உள்ள குருதிக்கும் இடையே மிக, மிக மெல்லிய திசுக்களே உள்ளன. நுரையீரல் தந்துகிகளுடன் தொடர்புடைய சிற்றறைச் சுவர்களின் மொத்த பரப்பளவு ஏறத் தாழ 70 ச.மீ. ஆகும்.
நுரையீரல் சிற்றறைச் சுவர்கள் இரண்டு வகையான புறச் சதப் படலச் செல்களால் (epithelial cells) ஆனவை. வகை I 1 செல்கள் தட்டையாகவும், அதிக அளவு திசுப்பாய்மம் (cytoplasm) பெற்றவையாகவும் இருக்கும். வகை II செல்கள், சிறிது தடிப்பாக இருக்கும். இந்த செல்கள் (surfactant) என்னும் நீர்மத்தை வெளியிடுகின்றன. இது நுரையீரல் சிற்றறையின் விரிவடையும் திறன் (stretchability) சீராக இருக்க, மிக இன்றியமையாதது.
சுவாசித்த காற்று, நுரையீரல் சிற்றறையில் தந்துகிச் சுவர் வழியாக ஊடுருவிக் குருதியில் ஆக்சிஜனேற்றம் அடைகிறது. இந்த ஊடுருவல் திறன், செல் சவ்வின் இரு புறமும் உள்ள காற்றின் பகுதி அழுத்த (partial pressure) வேறுபாட்டைப் பொறுத்துள்ளது. செல் சவ்வின் பரப்பளவு, தடிப்பு நிலை போன்றவையும் இதனைப் பாதிக்கக் கூடும். நுரையீரல் தந்துகிகளில் உள்ள குருதி மிக அதிகமாக ஊடுருவும் பரப்பின் வழியாகச் செல்கிறது. எனவே, நுரையீரல் குருதிப்பாய்வு தந்துகிகளில் ஒரு நிமிட நேரத்திற்கும் குறைவாகவே இருந்தாலும், வளிமப் பரிமாற்றம் நிகழ்ந்து விடுகிறது.
நுரையீரல் சிற்றறையில் உள்ள காற்றிலிருந்து, ஆக்சிஜன் தொடர்ந்து குருதி ஓட்டத்துள் ஊடுருவிக் கொண்டிருக்கும். இதற்கு மாறாகக் குருதி ஓட்டத்திலிருந்து, கார்பன் டை ஆக்சைடு நுரையீரல் சிற்றறையில் உள்ள சுவாசக் காற்றுக்குள் சென்று கொண்டிருக்கும். இதற்குக் காரணம், ஆக்சிஜன் பகுதி அழுத்தம் சிற்றறையில் உள்ள காற்றில், 100 மி.மீ. பாதரச அழுத்தமாகவும், குருதிப் பாய்வில் 40 மி.மீ. பாதரச அழுத்தமாகவும் இருப்பதேயாகும்.
மாறாக, கார்பன் டைஆக்சைடின் பகுதி அழுத்தம் சிரையில் மிகுதியாகவும், நுரையீரல் சிற்றறையில் குறைவாகவும் இருக்கும். இந்தப் பகுதி அழுத்த வேறுபாடே, ஆக்சிஜன், கார்பன் டை ஆக்சைடு ஆகியவற்றின் பரிமாற்றத்திற்குக் காரணமாகிறது. இந்தப் பரிமாற்றம் மூலம், நுரையீரல் சிற்றறையில் ஆக்சிஜன் அளவு குறைந்து கார்பன் டைஆக்சைடின் அளவு மிகுந்திருக்கும். வெளிச் சுவாசத்தின் போது, இந்த காற்று வெளியேற்றப் பட்டு, உட்சுவாசத்தின் போது, புதிய காற்று தொடர்ந்து நுரையீரல் சிரைக்கு வரும். —சி. ஆதித்தன் துணை நூல். Cyrill A. Kelle (Ed.), Wright's Applied Physiology , Thirteenth Edition, Oxford University Press, Oxford, 1982.
நுரையீரல், குருதிக் கசிவு
நுரையீரலுக்குக் குருதியினை எடுத்துச் செல்லும் குருதிக் குழாய்களில், குருதி அதிக அளவில் இருக்கும் போது, நுரையீரலில் குருதிக் கசிவு ஏற்படுகிறது. கால்நடைகளில் இறப்பை ஏற்படுத்தும் பல்வேறு நோய்களில், இந்நிலை முடிவாக உண்டு. நிமோனியா எனப் படும் நுரையீரல் வீக்க நிலையில், குருதிக் கசிவு முதல் நிலையாகத் தோன்றுகிறது. இது புகை, எரிச்சலைத் தரும் நீர்மப் புகை, ஒவ்வாமை ஆகியவற்றால் ஏற்பட வாய்ப்புண்டு. நோய்வாய்ப் பட்டு படுத்த நிலையில் உள்ள கால்நடைகளிலும், இந்நிலை ஏற்படுகிறது.
இதயம் செயலற்றதாகும் போது, குருதி நுரையீரலுக்குச் செல்ல வழியிராமையால், நுரையீரலில் குருதி தேங்கி, கசிவு ஏற்பட வாய்ப்புண்டு. குதிரைகள் நீண்ட தொலைவு ஓட்டப் படும் போது, இந்நிலை ஏற்படலாம். சில வகை வேதிப் புகைகளைச் சுவாசிக்க நேரிடும் போதும், கால்நடைகளின் நுரையீரலில் குருதிக் கசிவு ஏற்படலாம். ஆர்கானிக் பாஸ்ஃபரஸ் வகைப் பூச்சிக் கொல்லிகளைக் கால்நடைகள் உட்கொள்ள நேரிடும் போது, இந்நிலை தோன்றும். எலிகளைக் கொல்ல, ஆல்பா நேப்தைல் தைபோ யூரியா எனப் படும் ஒரு வகை வேதிப் பொருள் பயன் படுகிறது. இது நுரையீரலில் குருதிக் கசிவினை மிகுதிப் படுத்தி, இறப்பை ஏற்படுத்துகிறது. இந்நிலை, பண்ணைக் கால்நடைகளிலும் ஏற்படக் கூடும்.
குருதிக் கசிவு ஏற்படும் போது, நுரையீரலில் உள்ள சுவாச நுண்ணறைகள் அடை படுகின்றன. இதனால், ஆக்சிஜனை உட்கவரும் அளவு பெரிதும் குறைகிறது. இதனால், கார்பன் –டை–ஆக்சைடு வெளியேற்றமும் தடைபடுகிறது. இந்நிலை மிகக் கடுமை அடையும் போது, கால்நடைகள், சுவாசித்தலில் கடினம் ஏற்படும். மேல் மூச்சு, கீழ் மூச்சு வாங்கும். வயிற்றுப் பகுதியும் நெஞ்சுப் பகுதியும், மேலும், கீழும் வேகமாக ஏறி இறங்கும். பாதிக்கப் பட்ட கால்நடை, முன் கால்களைப் பரப்பி இருக்கும். நாடித் துடிப்பு அதிகரித்துக் காணப் படும். சளியுடன் கூடிய இருமல் இருக்கும். சில கால்நடைகளின் மூக்கிலிருந்து சளி வடியும். சில நேரங்களில், சளியுடன் குருதியும் கலந்திருக்கும். இவ்வாறு, கடுமையான சுவாசக் கோளாறு உண்டாகும் போது, இறப்பு நேரிடலாம்.
பாதிக்கப் பட்ட கால்நடைகளை வெளிப்புற ஆய்வு செய்வதன் மூலம், ஓரளவிற்கு நோயினைக் கண்டறியலாம். ஆனால், குருதி ஆய்வில், ஈசனோபில் வகைச் செல்கள் அதிக எண்ணிக்கையில் இருப்பதன் மூலம், இந்நோயினை உறுதி செய்யலாம். பிண ஆய்வின் போது, பாதிக்கப் பட்ட கால்நடைகளின் நுரையீரல்கள் குருதிச் சிவப்பு நிறத்தில் இருக்கும். நோயின் கடுமையைப் பொறுத்து, நிற மாறுதல் இருக்கும். நுரையீரல் சுருங்கி விரியும் தன்மை இழந்து காணப் படும். நோய்க்கான காரணத்தை முதலில் கண்டறிதல் வேண்டும். நோய், நுண்ணுயிரிகளால் உண்டாகி இருந்தால், நோய் எதிர்ப்பு மருந்துகளை அளித்தல் சிறந்தது. நோய் ஒவ்வாமையால் ஏற்பட்டு இருந்தால், அதற்குத் தகுந்த மருந்துகளை அளிக்க வேண்டும். பாதிக்கப் பட்ட கால்நடைகளுக்கு உடனடியாக ஓய்வு அளித்தல் வேண்டும். கடுமையான கசிவு நிலையில், 1 கி.கி. உடல் எடைக்கு 10 மி.கி. குருதியினை உடலிலிருந்து வெளியேற்றுதல் ஓரளவிற்கு உதவும். ஆக்சிஜன் செலுத்தலும், பயனளிக்கலாம். நுரையீரலில் நீர்த் தேக்கம் மிகுதியாக இருப்பதால், அட்ரோபின் வகை மருந்து அளித்தல் நோயினின்று விடுபட உதவும். பூச்சி கொல்லி மருந்துகளால் பாதிக்கப் படும் போது, எவ்வகைப் பூச்சி கொல்லி மருந்தினால் பாதிப்பு ஏற்பட்டுள்ளது என்பதைக் கண்டறிந்து, நோயகற்றும் முறைகளைக் கையாள வேண்டும். —வி.புருஷோத்தமன்
நுரையீரல், சிரைப்பை
இதனை நான்கு வகையாகப் பிரிக்கலாம். புறச் சீதப் படலச் சிரைப்பை (epithelial cyst). இது குழந்தையின் கரு வளர்ச்சியின் போது ஏற்படும் குறைபாடுகளால், உண்டாகிறது. இது பெரிய அளவில் தனித்தோ, பல சிறிய சிரைப்பைகளாகவோ இருக்கலாம். இதன் சுவர்கள் நுரையீரலில் காணப்படும் புறச் சீதப் படலச் செல்கள் மற்றும் சிறிதளவு குருத்தெலும்புத் தசை அல்லது சுரப்பிகளால் ஆனவை.
எக்ஸ் ஊடு கதிர் வரை படத்தில் ஆய்வு செய்யும் போது, இது கோளமான நிழல்கள் போன்று தோன்றும். இதன் சுவர்கள் மெல்லியவையாகவும், தெளிவாகவும் தெரியும். இதனுள் காற்று, நீர் அல்லது இவை இரண்டுமே இருக்கலாம். இந்நோயின் தன்மை, நுரையீரல் சிரைப்பையின் அளவைப் பொறுத்துள்ளது. இது பெரிய அளவில் இருந்தால், நுரையீரலை இறுக்கும். இதனால், மூச்சுத் திணறல், மார்பு இறுக்கம் முதலிய நோய்க் குறிகள் இருக்கும். இது குறிப்பாகக் குழந்தைகளில் கடுமையான விளைவுகளை உண்டாக்கும். மேலும், நோய்த் தொற்று ஏற்பட்டால், காய்ச்சல், இருமல், சளி முதலியவையும் இருக்கும். இதற்கான மருத்துவம், அறுவை முறையே; தனித்த சிரைப்பையாக இருந்தால், அறுவை மூலம் சீராக்கலாம். ஆனால், நோய்த் தொற்றுடன் கூடிய பல சிரைப்பைகள் இருந்தால், அறுவை செய்ய முடியாது. நுண்ணுயிர் எதிர் மருத்துகளைக் கொடுத்து, நோயின் கடுமையைக் குறைக்கலாம்.
நுரையீரல் வளியூத்த நீர்ப்பை. இது நுரையீரல் சிற்றறைகளின் இயல்பு நிலைச் சீர் குலைவால் உண்டாகிறது. இது பிறப்பில் ஏற்படும் கேடு (congenital) காரணமாக, நுரையீரலில் நீள் ஆற்றலுடைய திசுக்கள் அல்லது சிறு மூச்சுக் குழாய்களின் குருத்தெலும்பு இரா நிலையால் உண்டாகும். சில சமயங்களில், நுரையீரல் திசுக்களில் அழிவு ஏற்படுவதாலும் உண்டாகும். இதன் விளைவாக, நுரையீரல்கள் இயல்பான அளவுக்கு மேல் விரிவுடைந்து, நுரையீரல் சிற்றறைகளின் சுவர்கள் உடைந்து விடுகின்றன. இந்நிலை சிறிது சிறிதாக அதிகரிக்கும் போது, அருகருகே உள்ள சேதமடைந்த நுரையீரல் சிற்றறைகள் சேர்ந்து, பெரியதொரு சிரைப்பை உருவாகிறது. இதன் சுவர்களில், புறச் சீதப் படலச் செல்கள் இரா.
இந்நோயின் குறிப்பிடத் தக்க அறிகுறி மூச்சுத் திணறல் ஆகும். இது நல்ல நிலையில் உள்ள நுரையீரல் திசுக்கள் விரிந்த காற்றுப் பையினால் அழுத்தப் படுவதாலும், நுரையீரல் சிற்றறையில் காற்றுப் பரிமாற்றம் சரி வர நடைபெறாமையாலும் ஏற்படுகிறது. பல சமயங்களில், இந்நோயுடன் நெடுநாள் மூச்சுக் குழாய் அழற்சியும் இருக்கும். நுரையீரல் காற்றுப் பை தனித்து இருந்தால், அதனை அறுவை மூலம் அகற்றி விடலாம். ஆனால், இது நுரையீரல் முழுவதும் பரவி இருந்தால், அறுவை செய்ய முடியாது.
ஒட்டுண்ணிப் பூச்சிகளால் ஏற்படும் நுரையீரல் சிரைப்பை. இது சாதாரணமாக எக்கைனோகாக்கஸ் கிரானுலோசிஸ் (Echinococcus granulosus) என்னும் ஒட்டுண்ணியால் உண்டாகிறது. இந்தப் பூச்சி, நுரையீரலைப் பாதிப்பதன் மூலம் ஹைடாடிட் சிரைப்பை (hydatid cyst) என்ற நோயை உண்டாக்குகிறது. இது குழந்தைகளிடமும், இளைஞர்களிடமும் மிகுந்து காணப் படுகிறது. இது தனித்தோ, பல எண்ணிக்கையிலோ காணப் படும். சில சமயங்களில், எவ்விதமான நோயின் அறிகுறியையும் வெளிப் படுத்தாமல் இருக்கும். அறிகுறிகள் இருக்கும் போது, இது மூச்சுத் திணறல், மார்பு வலி, மார்பு இறுக்கம் முதலிய விளைவுகளை உண்டாக்கும்.
மூச்சுக் குழாயில் காயம் இருந்தால், இருமலுடன் குருதி ஒழுக்கு இருக்கும். சில சமயங்களில், இருமலுடன் மிக அதிக அளவில் நீர் கலந்த சளி இருக்கும். இது கடுமையான மூச்சுத் திணறலையும், சில சமயங்களில் மரணத்தையும் விளைவிக்கலாம். இந்நோய்க்கு அறுவையே பயனளிக்கும்.
போலி நுரையீரல் சிரைப்பை (psudo cysts) சில சமயங்களில் ஏற்படும் நுரையீரல் அழற்சி காரணமாக, நுரையீரலில் குழி உண்டாகிறது. இது பல சமயங்களில், புறச் சீதப் படலச் சிரைப்பையை ஒத்திருக்கும். நாள் பட்ட குழிகளின் சுவர்கள் செதில் புறத் தோலிய செல்களினால் (squamous cells) ஆகியிருக்கும். இந்தப் போலிச் சிரைப்பை ஸ்டேஃபைலோ காக்கஸ், காச நோய், நிமோனிய அல்லது நுரையீரல் சீழ்க் கட்டியினால் உண்டாகலாம். இதன் உண்மைத் தன்மையை நோயின் வரலாறு, நோயின் போக்கு, எக்ஸ் கதிர் ஆய்வு மூலம் கண்டறியலாம். —சி. ஆதித்தன் துணை நூல். A..J. Harding Rains and H.David Ritchie, Bailey & Love's Short Practice of Surgery, Seventeenth Edition, H.K. Lewis & Co., Ltd., London, 1977.
நுரையீரல், சீழ்க் கட்டி
இது அழிவுற்ற நுரையீரல் பகுதியில், சீழ் தேங்கியிருக்கும் நிலையைக் குறிக்கிறது. நுரையீரலில் பொதுவாக ஓர் இடத்திலோ, பல இடங்களிலோ சிறிய அல்லது பெரிய சீழ்க் கட்டிகள் தோன்றலாம்.
காரணங்கள். நோய்த் தொற்றால் உண்டாகும் நுரையீரல் சீழ்க் கட்டியின் காரணங்கள் நிமோனியா உண்டாவதற்கானவை போன்றதே. பொதுவாக, மூக்கு, வாய், தொண்டைப் பகுதியில் உள்ள நோய்த் தொற்றுப் பகுதிகள் நுரையீரலினுள் உறிஞ்சப் படுவதால், சீழ்க் கட்டிகள் உண்டாகின்றன. சீழ்க் கட்டிகள் தோன்றக் காரணமாகும் நுண்ணுயிர்களாகக் கோ. நிமோனியா (K. Preumonia), எஸ். ஆரேஸ் (S. Aureus), வளி விரும்பா நுண்ணுயிர் (anacrobic organisms) போன்றவை உள்ளன.
சில சமயங்களில், நுரையீரல் புற்றுகள் (tumours), அயற்பொருள்கள் (foreign body) அல்லது மூச்சுக் குழாய் இறுக்கம் (bronchial stenosis) முதலியன மூச்சுக் குழாயின் செயல் திறனைத் தடுப்பதன் மூலம், நுரையீரல் சீழ்க் கட்டி உண்டாகும் வாய்ப்பை அதிகரிக்கின்றன. அரிதாகக் குருதி ஓட்டத்தின் மூலமும், நுண்ணுயிரிகள் நுரையீரலுள் பரவுவதன் மூலமும் உண்டாகலாம். காளான், அமீபாப் பூச்சிகள், காச நோய்களும் சில நேரங்களில், நுரையீரல் திசுக்ககளில் அழிவை உண்டாக்குவதன் மூலம், சீழ்க் கட்டி உருவாகக் காரணமாக அமையும்.
நோயின் தன்மைகள்: ஸ்டஃபைலோகாக்கஸ், ஸ்ட்ரப்டோ காக்கஸ், கிராம் நேர் நுண்ணுயிரிகளால் உண்டாகும் நுரையீரல் நோய்த் தொற்று மிக விரைவாகப் பரவி, நுரையீரல் அழற்சி ஏற்படலாம். இதனால், ஒன்று அல்லது மேற்பட்ட சீழ்க் கட்டிகள் உருவாகலாம். இந்நிலையில் தொடர்ந்து, காய்ச்சல், மிகையளவு சளி, ருதித் தோய்ந்த இருமல் முதலியன இருக்கும்.
வளி விரும்பா நுண்ணுயிரிகளால் உண்டாகும் நுரையீரல் சீழ்க் கட்டி, பல வித நோயின் அறிகுறிகளை உண்டாக்கும். இது சிறிதளவு இருமலாகவோ, கடுமையான விளைவுகளை உண்டாக்கும் நோயாகவோ இருக்கலாம். இந்நோயின் கடுமை சிறிது சிறிதாக அதிகரிக்கும். பல வாரங்களுக்குப் பிறகு, இது உடல் நிலையைப் பெருமளவு பாதிக்கும். பொதுவாக, அதிக சளியுடன் கூடிய இருமல் இருக்கும். சளி கெடு நாற்றத்துடனும், குருதி கலந்தும் இருக்கும்.
காய்ச்சல், மார்பு வலி, மூச்சுத் திணறல், வலிமையின்மை, பசியின்மை, உடல் களைப்பு முதலிய அறிகுறிகள் இருக்கும். இந்நோயாளியின் வாயில் பொதுவாகச் சொத்தைப் பற்களோ, நோய்த் தொற்றான உறுப்போ இருக்கலாம். இந்நோயை, நோயின் வரலாறு அறிகுறி, குருதி, சிறு நீர் ஆய்வுகளின் முடிவுகளிலிருந்து அறுதியாகக் கண்டறிய முடியாது. இந்நோய் இருப்பதற்கான உறுதியான சான்று, எக்ஸ் கதிர் வரை பட ஆய்வில் சீழ்க் கட்டிக் குழிவு (abscess cavity) இருப்பதைக் கண்டறிவதும், இந்நோய்க்குக் காரணமான நுண்ணுயிரிகளை, சிளயில் நுண்ணோக்கி மூலம் அடையாளம் காண்பதும் ஆகும். மருத்துவம். இந்நோயின் வரலாறு, எக்ஸ் கதிர் வரைப்பட ஆய்வு, சளி ஆய்வு முதலியவற்றின் மூலம் இந்நோய் உண்டாவதற்கான காரணமான நுண்ணுயிரி, வளி விரும்பும் அல்லது வளி விரும்பா வகையைச் சேர்ந்ததா எனக் கண்டறியலாம்.
காற்றுத் தேவையான நுண்ணுயிரியால் உண்டான நோய்க்கு, அதற்குரிய நுண்ணுயிர் எதிர் மருந்தைக் கொடுக்க வேண்டும். காற்றுத் தேவையற்ற நுண்ணுயிரி காரணமாக இருந்தால், கிளிண்டாமைசின் என்னும் மருந்தே சிறந்ததாகும். முன்னேற்றம் உள்ள வரை எட்டு மணி நேரத்திற்கு ஒரு முறை 600 மி.கி. மருந்தைச் சிரை வழியாக கொடுக்க வேண்டும். பிறகு, 300 மி.கி. மருந்தை, ஆறு மணி நேரத்திற்கு ஒரு முறை வாய் மூலம் தரலாம். சில மருத்துவர்கள், பெனிசிலினுக்கு மாற்றாகக் கிளின்டாமைசின் மருந்தைக் கொடுப்பர். இம்மருந்துகளைக் குறைந்தது ஆறு வாரங்களாவது கொடுக்க வேண்டும். இல்லையெனில், இந்நோய் மீண்டும் வர வாய்ப்பு உண்டு. மேலும், சீழ்க் கட்டியிலிருந்து சீழ் வடிவதை அதிகரிக்க, சில மார்பு உடற்பயிற்சி முறைகளையும் உடல் நிலை மாற்ற வடிப்பு (Postural drainage) முறைகளையும் பயன் படுத்த வேண்டும். இதனால், பயன் கிடைக்கவில்லை யென்றால், மூச்சுக் குழாய் உள் நோக்கியினைப் (bronchos copy) பயன் படுத்தலாம். அரிதாகவே அறுவை தேவைப் படும். —சி. ஆதித்தன் துணை நூல். Maxwell M. Wintrobe (Ed.) et. al., Harrison's Principles of Internal Medicine, Seventh Edition, McGraw–Hill Kogakusha, Ltd., Tokyo, 1974.
நுரையீரல், தமனித் தடுக்கை
மண்டலச் சிரையிலிருந்தோ (Systemic vein) மிக அரிதாக இதயத்தின் வலப் பகுதியிலிருந்தோ உருவாகும் குருதிப் படுகையின் (thrombus) ஒரு பகுதி பிரிவுற்று, குருதி ஓட்டத்தில் வெளியிடப் படும் போது, நுரையீரல் தமனித் தடுக்கை (Pulmonary embolism) ஏற்படுகிறது.
முதன்மை நுரையீரல் தமனியை இவ்விதம் தடுக்கை அடைக்கும் போது, திடீர் மரணம் ஏற்படுகிறது. நுரையீரலின் சிறிய தமனிகள் அடைபட்டால், நுரையீரல் குருதி ஓட்டத் தடை, திசு அழிவு ஆகியவை ஏற்படுகின்றன. நுரையீரல் மிகைக் குருதி அழுத்தம், வல இதயத் திறன், நாட்பட்ட தளர்வு போன்ற சிக்கல்கள் தோன்றும் போதே, மீண்டும், மீண்டும் நிகழும் அறிகுறியற்ற நுரையீரல் தமனித் தடுக்கை, பாதிப்பு ஏற்பட்டுள்ளது என்று உணர்த்துகிறது.
காரணவியல். பெரும்பாலும் கூபகச் சிரை (pelvic vein) அல்லது கால்களின் ஆழ் சிரைகள் போன்றவற்றிலேயே சிரைக் குருதிப் படுகை உருவாகிறது. இவ்வகைக் குருதிப் படுகை பெரும்பாலும் குருதி ஓட்டத் தேக்கத்தால் ஏற்படுவதால், நெடு நாள் படுக்கையிலிருந்த நோயாளிகளுக்கே நுரையீரல் தமனித் தடுக்கைப் பாதிப்பு நிகழ்கிறது.
பத்து விழுக்காட்டுக்கும் குறைவான நோயாளிகள், இதய மேலறை விரைவுச் சிலிர்ப்பு (atrial fibrillation) உள்ளோராக இருக்கின்றனர். இந்நிலையில், இதயத் திறன் குன்றலும் சேர்ந்து, இதய வல மேலறையில் (right atrium) குருதிப் படுகை உருவாகித் தடுக்கை காரணமாகிறது.
நோயின் தன்மை. மிகவும் கடுமையான குறு நுரையீரல் தமனித் தடுக்கை நிலையில், நோயாளி திடீரென மூச்சுத் திணறலுடன் நிலை குலைந்து விட வாய்ப்புண்டு. இதய மிகு துடிப்பு, கழுத்துச் சிரையழுத்த அதிகரிப்பு போன்ற அறிகுறிகள் பெரும்பாலும் காணப் படும்.
மிதமான தடுக்கை நிலையில் தற்காலிக மூச்சுத் திணறல் (dyspnoea), மயக்கம், இதய மிகு துடிப்பு போன்ற அறிகுறிகள் இருக்கும். நுரையீரலின் சிறிய புறத் தடுக்கையால், பெரும்பாலும் நுரையீரல் குருதி ஓட்டத் தடைத் திசு அழிவு ஏற்படும். இந்நிலையில், நுரையீரல் உறை வலி, தீவிரமான அல்லது மீண்டும், மீண்டும் ஏற்படும் இருமல், குருதி ஒழுக்கு. மைய நீல ஏற்றம் (central cyanosis), இதய மிகு துடிப்பு, மூச்சுத் திணறல், காய்ச்சல், வெள்ளை அணுக்கள் அதிகரிப்பு போன்றவை ஏற்படும்.
ஆய்வு. எக்ஸ் கதிர் வரைபட ஆய்வில் நுரையீரல்கள் இயல்பாகத் தோன்றும். சில சமயம் அடைப்புக்கு உள்ளவதால், இயல்பாகக் காணப் பட வேண்டிய தமனியில் நாளக் குறிகள் (vascular maskings) தெளிவுறத் தெரியா. நோய் அறுதியிட உதவும் நம்பகமான ஆய்வு, நுரையீரல் குருதி நாள் வரைபட (angiography) ஆய்வாகும். நுரையீரல் குருதி ஓட்டத் தடைத் திசு அழிவுற்ற நிலையில், பாதிக்கப்பட்ட நுரையீரல் பகுதி எக்ஸ் கதிர் ஊடுருவல் தன்மையிழந்து காணப் படுவதுடன் புளுரக நீர்ம நிலையும் காணப் படும். ஊடு அணு ஆய்வு (radionucleide scanning). இம்முறை சாதாரண எக்ஸ் கதிர் வரைபடத்தின் மூலம் கண்டறிய இயலாத, குருதி ஓட்டம் குறைந்த, நுரையீரல் பகுதிகளைக் கண்டு கொள்ள இயல்வதால், நுரையீரல் தமனித் தடுக்கை நிலையை அறுதியிட உதவும்.
நோயின் போக்கும், நோய் முன் கணிப்பும். நோய்க் கடுமையான நுரையீரல் தமனித் தடுக்கை நிலை பெரும்பாலும் மரணத்தில் ஆழ்த்தி விடும். மிதமான தடுக்கை நிலை உயிருக்கு ஊறு விளைவிக்க வில்லையெனினும், பிற்காலத்தில் கடுமையான பாதிப்பு ஏற்பட இருப்பதையே அது உணர்த்துகிறது. மீண்டும், மீண்டும் ஏற்படும் தடுக்கை (recurrent emboli). நுரையீரல் மிகைக் குருதி அழுத்தம் மற்றும் வல இதயச் செயலிழப்பு ஆகிய சிக்கல்கள் தோன்றக் காரணமாகிறது. பெரும்பாலான சமயங்களில், நுரையீரல் குருதி ஓட்டத் தடையழிவு கரைந்து, இயல்பு நிலையை அடைந்து விடும். ஆனால், சில சமயங்களில் அழிவுற்ற பகுதியில், இரண்டாம் தர நோய்த் தொற்றுக்கு (secondary infection) உள்ளாகிச் சீழ்க் கட்டியாக மாறலாம்.
மருத்துவம். தடுக்கை நிலைக்கு உட்பட்ட உடனே, சிரை வழியாக ஹெப்பாரின் என்னும் குருதி உறைவு எதிர் மருந்தை, மூன்று நாள்களுக்குச் செலுத்த வேண்டும். அதன் பிறகு, வாய் வழிக் குருதி உறைவு எதிர் மருந்தைக் கொடுக்க வேண்டும். இதன் மூலம், சிரையில் குருதிப் படுகை தோன்றாமல் தடுக்கலாம்.
மைய நீல ஏற்றம் இருப்பின், ஆக்சிஜனைச் செலுத்த வேண்டும். படுக்கையில் இருக்கும் நோயாளிகளை அறுவைக்குப் பிறகோ, வேறு நோய் நிலைகளாலோ விரைவில் எழுந்து நடமாடுமாறும், உடற்பயிற்சி செய்யுமாறும் அறிவுறுத்த வேண்டும். அவ்வாறு இயலாத நிலையில், கால்களை அடிக்கடி நீட்டி மடக்குமாறு அறிவுறுத்த வேண்டும். மேற்கூறிய முறைகளில் சிரைக் குருதிப் படுகை தோன்றுவதைத் தடுக்கலாம். மீண்டும், மீண்டும் நிகழும் நுரையீரல் தமனித் தடுக்கை நோயில் குருதி உறைவு எதிர் மருந்து மருத்துவத்தோடு, அறுவையையும் கையாள வேண்டும். அறுவை முறையில் கீழ்ப் பெருஞ்சிரையில் வடிப்பான் பொருத்துவதன் மூலமாகக் குருதிப் படுகை பிரிவுற்ற இதயம் மூலமாக நுரையீரலை அடைந்து தடுக்கையாக மாறாமல் தடுக்கலாம். —சி. ஆதித்தன் துணை நூல். John Mcleod, Davidson's Principles and Practice of Medicine, Fourteenth Edition, ELBS, London, 1985.
நுரையீரல், தமனித் தடுப்பு இறுக்கம்
இதய வலக் கீழறையின் குருதி வெளியேற்றத் தடை ஏற்படக் காரணமாக நுரையீரல் தமனித் தடுப்பு இயக்கம் (pulmonary stenosis) அமைகிறது. இவ்விறுக்கம் வால்வின் மேலோ, கீழோ, தடுப்பு மட்டத்திலோ ஏற்படலாம்.
ரூபெல்லா என்னும் மீநுண்ணுயிரி கருவில் உள்ள குழந்தையைப் பாதித்தால், நுரையீரல் தமனிகளின் பல இடங்களில் இறுக்கம் ஏற்படலாம். மேலும், மரபு வழியாகவோ, தனிப்பட்ட முறையிலோ, இவ்வகை பல இட இறுக்கங்கள் ஏற்படலாம். தடுப்பு இறுக்கம் ஏற்பட்டுள்ள இடத்தை விட, இறுக்கத்தின் கடுமை அளவே நோயின் போக்கை அறுதியிடுகிறது. மிதமான தடுப்பு இறுக்கத்தின் கடுமை அளவே நோயின் போக்கை அறுதியிடுகிறது. மிதமான தடுப்பு இறுக்கத்தில் அறிகுறி இராது. நாளடைவில், நோயின் தீவிரத்திலும், பெரிய மாற்றங்கள் நிகழ்வதில்லை. ஆனால், கடுமையான இறுக்கத்தில், நோயாளியின் வயது முதிர்ச்சிக்கு ஏற்பக் காலப் போக்கில், நோய் கடுமையாகிறது.
நோயின் தன்மை. இந்நோய் மூச்சுத் திணறல், சோர்வு, மயக்கம், வலக் கீழறையின் திறன் குன்றல் ஆகிய அறிகுறிகளை உண்டாக்கும். அன்றாடச் செயற்பாடு, உடற்பயிற்சி ஆகியவற்றின் போது, நுரையீரலுக்குச் செல்ல வேண்டிய மிகையான குருதிப் பாய்வு தடைப்படுவதால், மேற்கூறிய அறிகுறிகள் மிகையாகின்றன.
கடுமையான தடுப்பு இறுக்கம் உள்ள போது, வலக் கீழறை சுருக்க அழுத்தம், இடக் கீழறையின் சுருங்கல் அழுத்தத்தையும் விஞ்சி விடும். வலக் கீழறை உருப் பெருக்கம் அடைவதால், அதன் இணங்கு திறன் (compliance) குறைகிறது. இதனால், கீழறைகள் குருதி நிரப்புதல் (ventricular filling), இயல்பு நிலையில் நிகழ வல மேலறை கூடுதல் ஆற்றலுடன் சுருங்க வேண்டியுள்ளது. நோய் அறுதியிடலுக்கு மார்பு நடு எலும்பின் வலப் புறப் பகுதி புடைத்து இருத்தல், இதயச் சுருக்கல், உந்து முணுமுணுப்பு (systolic ejection), தொடு அதிர்வு (palphale thrill) ஆகிய அறிகுறிகள் உதவும்.
ஆய்வு. மிதமான பாதிப்பில் இதய மின் வரைபடம் இயல்பாக இருக்கலாம். சற்றுக் கடுமையான அல்லது மிகக் கடுமையான பாதிப்பில் வலக் கீழறை உருப் பெருக்கம், வல அச்சுப் பிறழ்தல் (right axis deviation) போன்ற மாற்றங்களும் இருக்கும். எக்ஸ் கதிர் மார்புப் பட ஆய்வில், மிதமான மற்றும் சற்றுக் கடுமையான பாதிப்புகளில் மாற்றங்கள் இரா. தடுப்பு இறுக்கத்திற்குப் பின், அருகிலிருக்கும் முதன்மைத் தமனி அல்லது இடப்புற நுரையீரல் தமனி விரிவுற்றுக் காணப் படலாம். மிகக் கடுமையான இறுக்கத்தில், வல மேலறையும், வலக் கீழறையும் பெருக்கமுற்றுக் காணப் படுவதுடன், நுரையீரல் நாளக் குறிகள் குறைந்துமிருக்கும்.
மருத்துவம். சற்றுக் கடுமையான, மிகக் கடுமையான தடுப்பு இறுக்கத்திற்குப் பெரும்பாலும் அறுவை மட்டுமே மருத்துவமாகும். நுரையீரல் கடைத் தமனிகளின் (peripheral arteries) பல இட குறுகல் பாதிப்பு பொதுவாக, அறுவை செய்ய இயலாத நிலையாகும். இருப்பினும், ஒரு கிளை நாளத்தில் தனித்துள்ள இறுக்கத்ததையோ, முதன்மைத் தமனி விரியும் இடத்தில் உள்ள இறுக்கத்தையோ, அறுவை மூலம் சீராக்கலாம். —சி. ஆதித்தன் துணை நூல். Maxwell M. Wintrobe (Ed.) et. al., Harrison's Principles of Internal Medicine, Seventh Edition, McGraw–Hill Kogakusha, Ltd., Tokyo, 1974.
நுரையீரல் புழு
கால்நடைகளைத் தாக்கும் உள் ஒட்டுண்ணிகளில், நுரையீரலை உறைவிடமாகக் கொண்டிருக்கும் புழுக்களுக்கு, நுரையீரல் புழுக்கள் (lungworms) என்று பெயர். இரண்டு வகையான நுரையீரல் புழுக்கள், கால்நடைகளைத் தாக்குகின்றன.
டிக்டியோகாலிடே. இதில் டி. பிலேரியா எனப் படும் வகை ஆட்டினங்களையும், டி. விவிப்பேரஸ்ட் எனப்படும் வகை மாட்டினங்களையும் தாக்குகின்றன. இப்புழு சற்றே பெரியதாகவும், தடித்தும் காணப் படும். கால்நடைகளின் பெரிய மூச்சுக் குழலில் (large bronchi) தங்கியிருக்கும், இது நேரிடையான வாழ்க்கைச் சுழற்சி முறையைக் கொண்டதாகும்.
மெடா ஸ்ட்ராங்கிலாய்டே. இதில் பி.ரூஃபெஸென்ஸ் எனப் படும் வகை ஆட்டினங்களையும், மெ. ஸால்மி ஆகியவை பன்றிகளையும் தாக்குகின்றன. இப்புழு சிறியதாகவும், மிகவும் நீளமாகவும் காணப் படும். கால்நடைகளின் சிறிய மூச்சுக் குழல்களில் (finer bronchi) தங்கியிருக்கும். இது இடைப்பட்ட மறைமுக வாழ்க்கைச் சுழற்சி முறையைக் கொண்டிருக்கும்.
சாணத்தில் இதன் இளம் புழுக்களோ, முட்டைகளோ வெளியேறிய பின், மண் புழு, நத்தை போன்றவற்றைத் தாக்கி, மூன்றாம் நிலைப் புழுக்களாகும் வரை வளர்கின்றன. பொதுவில், அனைத்து நுரையீரல் புழுக்களும், கால்நடைகளின் சுவாசப் பாதைகளில் முட்டைகளை இடுகின்றன. பிறகு, அவை அங்கிருந்து இருமலால் விழுங்கப் பட்டு, உணவு மண்டலத்தை அடைகின்றன. அங்கிருந்து, சாணத்துடன் கலந்து முட்டைகளாகவோ, முதல் நிலைப் புழுக்களாகவோ வெளியேறுகின்றன. வெளியேறி, ஏறத் தாழ ஒரு வார காலத்திற்குப் பின், முன்றாம் நிலையை அடைந்து, கால்நடைகளால் உட்கொள்ளப் படுகின்றன. பின்னர், சிறு குடற்சுவரைத் துளைத்துக் கொண்டு, நிணநீர் முடிச்சுகளை அடைந்து, இறுதியில் நுரையீரலை அடைகின்றன.
நோயின் தன்மை. டிக்டியோகாலிடே இனப் புழுக்கள், கால்நடைகளுக்குப் பெருமளவிலான அரிப்பை ஏற்படுத்தி, மூச்சுக் குழல் மற்றும் நுரையீரல் நோய்களைத் தோற்றுவிக்கின்றன. சில சமயங்களில், நுரையீரலின் இதழ்களைக் கெட்டிப் படுத்திச் செயலிழக்கவும் செய்து விடுகின்றன. இருமல், சளி, சுவாசத்தில் கடினம், வயிற்றுப் போக்கு போன்ற அறிகுறிகள் தென்படும். நோய் முதிர்ந்த நிலையில், கால்நடைகள் மெலிந்து, திறனிழந்து, கீழ்ப் புற வீக்கங்களுடன் காணப் படும். பாதிக்கப்பட்ட கால்நடைகளில் குறிப்பாக, இளங்கன்றுகளில் ஒரு மாறுபாடான தொடர் இருமல் இருந்து கொண்டிருக்கும். இதை ‘ஹஸ்க்’ (Husk) அல்லது ‘ஹுஸ்’ (Hoose) என்று குறிப்பர்.
நோய்த் தடுப்பு முறை. இலையுதிர் காலத்திலும், குளிர் காலத்திலும், நுரையீரல் புழுக்களின் தாக்குதல் மிகுதியாக இருக்கும். இச்சமயங்களில், கால்நடைகளை மேய்ச்சலுக்கு வெளியில் அனுப்பாமல், கொட்டிலிலேயே வைத்திருப்பதன் மூலம் நுரையீரல் புழுக்களின் தாக்குதல் குறையும்.
ஈரக் கசிவான பகுதிகளிலும், தாழ்வான இடங்களிலும் உள்ள மேய்ச்சல் தரைகளுக்குக் கால்நடைகளை அனுப்பாமல் தவிர்க்க வேண்டும். இளங்காலை நேரங்களில், பனித் துளியுடன் ஈரமாக உள்ள புல் வெளிகளில் கால்நடைகளை மேய விடக் கூடாது. புல்வெளி உலர்ந்த பின், பகற்பொழுதில் மட்டுமே மேய்ச்சலுக்கு அனுப்ப வேண்டும்.
சுழல் முறை மேய்ச்சலைப் பயன் படுத்துவது மிகவும் சிறந்தாகும். இதனால், இளம் புழுக்களின் வளர்ச்சி பாதிக்கப் பட்டு இறந்து போவதோடு, புல் வளர்ச்சியும் நன்றாக இருக்கும். கால்நடைகளின் கழிவுப் பொருள்கள் உடனுக்குடன் அகற்றப்பட்டு, இளம் புழுக்களின் வளர்ச்சியைக் கட்டுப் படுத்தப் போதுமான காலம் வரை சேமித்து வைத்த பின்னரே, உரமாகப் பயன் படுத்த வேண்டும்.
கொட்டிலின் தரைப் பகுதி, தீவனத் தொட்டி ஆகியவற்றைச் சுடு நீரைப் பயன் படுத்தி, அவ்வப்போது தூய்மைப் படுத்த வேண்டும். பாதிக்கப்பட்ட கால் நடைகளுக்குக் கால்நடை மருத்துவர் மூலம் தகுந்த மருத்துவமளிக்க வேண்டும்.
நுரையீரல் புழுக்களுக்குத் தற்போது தடுப்பு மருத்துகள் கண்டு பிடிக்கப்பட்டுள்ளன. இவ்வகைப் புழுக்களைக் கதிரியக்கம் கொண்டு, செயலற்ற தாக்கிய பின்பு, தடுப்பு மருந்து பயன் படுத்தப் படும். —ஆர். கோவிந்தராஜு
நுரையீரல் மாற்றம்
திசுக்களையும், உறுப்புகளையும் இடம் பெயர்த்து மாற்றி, மாற்று இடத்தில் பொருத்துவது நீண்ட காலமாக நடைபெற்று வருகிறது. கி.மு. 1000இலேயே தோல் இட மாற்றம் செய்யப் பட்டது. 19ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில், விழிப் பளிங்குப் படலமும், எலும்பும் இட மாற்றம் செய்யப் பட்டன. அலெக்சிஸ் கார்வெல் என்பார், பல உறுப்புகளின் இட மாற்றத்திற்கு வழி வகுத்தார். தடுப்பாற்றல் நிகழ்வான மறுதலித்தலே சிக்கலாக இருந்தது. தற்போது பெருமளவில் செய்யப் படுவது சிறுநீரக இட மாற்றமேயாகும்.
1986ஆம் ஆண்டு யார்க்ஷயரில் 7 மணி நேரத்தில், இதயம், நுரையீரல், கல்லீரல் ஆகிய உறுப்புகள் அகற்றப் பட்டுப் புதியன பொருத்தப் பட்டன. 35 வயதான அந்நோயாளி, அறுவைக்குப் பின்னர், ஒரு சில வாரங்களே உயிர் வாழ்ந்தார்.
நுரையீரல் மாற்றம் மிக அரிதாகச் செய்யப் படுகிறது. இவ்வகை நோயாளிகள் 6 வாரங்களே உயிருடன் இருந்தனர். 1980ஆம் ஆண்டு வரை 37 நோயாளிகளுக்கு அறுவை செய்யப் பட்ட போதும், ஒருவர் கூட உயிருடன் இல்லை. 10 மாதங்கள் வரை உயிர் வாழ்ந்த சிலர் உள்ளனர். மூச்சுக் கிளைக் குழலைத் தைக்கும் போது ஏற்படும் நசிவும், பின்னப் பட்டு இணைந்த குருதி நாளங்களின் குறுகலும், சிக்கல்களாக உள்ளன.
பெருமளவிலான எம்பசீமாவிலும், நார்ப் பொருள் கொண்ட காற்று நுண்ணறைகளில் அழற்சி இருக்கும் போதும், நுரையீரல் இட மாற்றம் செய்யலாம். மறுதலிப்பைத் தவிர்ப்பதற்கு, அசோதயோப்பிரின். பிரட்னிசோலன், ஆக்டினோமைசீன் ஸ்டீராய்டு ஆகியவை கொடுக்கப் படுகின்றன. —அ. கதிரேசன்
நுரையீரல் மீன்
குளிர் குருதி விலங்கானமீன், நீரில் வாழும் தாடையுடைய முதுகெலும்பியாகும். இதற்கேயுரிய சிறப்பு உறுப்பான துடுப்பு (fin) நீரில் நீந்துவதற்கு உதவுகிறது. மேலும், தடையின்றி நீரில் நீந்திச் செல்ல வசதியாக, இதன் உடலமைப்பு கதிர் வடிவமாக உள்ளது. உடலில் செதில்கள் காணப் படுகின்றன.
பொதுவாக மீன், குருத்தெலும்பு மீன் (Cartilaginous fishes), எலும்பு மீன் (bony fishes) என இரு வகைப் படும். மீன்கள் அனைத்துமே சுவாசித்தலின் போது, நீரிலுள்ள ஆக்சிஜனை எடுத்துக் கொள்கின்றன. இதற்கு ஏற்றாற் போல், செவுள்கள் (gills) அமைந்துள்ளன. ஆனால், எலும்பு மீன்களின் சில வகைகளில் துணைச் சுவாச உறுப்பாக நுரையீரல்கள் காணப் படுகின்றன. இவற்றின் உதவியால், இவ்வகை மீன், நீர் வற்றிய காலங்களில், காற்றிலுள்ள ஆக்சிஜனைச் சுவாசித்தலின் போது எடுத்துக் கொள்கிறது.
இவ்வாறு நுரையீரல் வழியே சுவாசிப்பதால், இதை நுரையீரல் மீன் (lung fish) என்பர். இரு வாழ்வி உயிரிகளுக்கு, (amphibians) இது நெருங்கிய உறவுடையது என்றும் கூறுவர்.
நுரையீரல் மீன், எலும்பு மீன்களில் மூக்குத் துளையுடைய மீன்களின் வகையைச் சார்ந்தது. நுரையீரல் சுவாசத்திற்கு (Lung breathing) ஏற்றவாறு, இதற்கு உள் மூக்குத் துளைகள் உள்ளன. இவ்வகை மீன்களிலிருந்தே நீர், நில வாழ்வன தோன்றியிருக்கலாம் எனக் கருதப் படுகிறது. உள் மூக்குத் துளையுடைய மீன்களின் வகையைச் சார்ந்த டிப்னாய் வரிசை மீன்களே உண்மையான நுரையீரல் மீன்களாகும். நன்னீரில் வாழும் இம்மீன்கள் ஆறு வகைகள் அடங்கிய சிறு குழுவாக விளங்குகின்றன. தற்போது மூன்று பொது இனங்களே உள்ளன.
எபிசெரட்டோடஸ் (Epiceratodus) என்னும் மீன் ஆஸ்திரேலியா நாட்டின் குளங்களிலும், ஆறுகளிலும் வாழ்கிறது. புரோட்டாப்டீரஸ் (Protopterus) என்னும் மீன் ஆப்பிரிக்காவில், ஆறு குளங்களிலுள்ள சேற்றில் வாழ்கிறது. லெபி டோசைரஸ் (Lepi dosiren) தென் ஆப்பிரிக்காவின் சேற்று நிலங்களில் வாழ்கிறது. இவை யாவும் இரு விதங்களில் சுவாசிப்பதால், செவுள்களையும், நுரை யீரல்களையும் பெற்றுள்ளன. டிவோனியன் காலத்தில், இவை மிகுந்த எண்ணிக்கையில், உலகத்தின் பெரும் பகுதிகளிலும் பரந்து காணப் பட்டன. ஆனால், இப்போது உலகில் ஆங்காங்கே காணப் படுகின்றன. வறட்சிக் காலங்களில் நீர் தேங்கி விடுவதால், அதில் உள்ள தாவர வகைகள் அழுகி, நீர் மாசடைகிறது. இந்நிலையில், நீரில் உயிர்க் காற்று குறைந்து விடுவதால், இம்மீன், நீரின் மேற் பரப்பிற்கு வந்து காற்றைச் சுவாசிக்கும். இது மிகவும் மந்தமான பழக்க வழக்கங்களையுடையது. 1.5 மீ. நீளம் வரை வளரும், இது கணுக்காலி, புழு, நத்தை போன்ற சிறிய விலங்குகளை உட்கொண்டு வாழ்கிறது.
<!---- பக்க ஒருங்கிணைப்புக்காகப் படம், பக்கத்தின் ஆரம்பத்தில் இருந்து, பத்திகளுக்கு நடுவில் நகர்த்தப் படுகிறது.----> நுரையீரல் மீனின் உடல் வட்டமான செதில்களால் (Cycloid scales) மூடப் பட்டிருக்கும். வால் துடுப்பு (tail fin) இரு சம பாதிகளையுடைய (diphycercal) வகையைச் சேர்ந்தது. முதுகு நாண் (Notochord) தலையிலிருந்து வால் வரை தொடர்ச்சியாக அமைந்துள்ளது. இது முள்ளெலும்புகளால் பிரிக்கப் படவில்லை. மண்டை வன் கூட்டின் (Skull) மேல் பகுதியில், சில எலும்புத் தகடுகளே உள்ளன. தாடை, நேர்முக இணைப்பு முறையில் கபாலத்திலிருந்து தொங்க விடப் பட்டுள்ளது. பற்கள் ஒன்று சேர்ந்து, பெரிய பற் தட்டுகளாக அமைந்துள்ளன. குடலின் நன்கு வளர்ச்சியுற்ற சுருள் தடுக்கிதழ் ஒன்று உள்ளது. உணவுக் குழல், இரைப்பை, குடல் ஆகியவை குற்றிழைகளைப் (Cilia) பெற்றிருக்கின்றன.
நுரையீரல் மீனுக்கு, நான்கு இரட்டைச் செவுள்கள் உள்ளன. இவை இரு வரிசைச் செவுள் இழைகளைக் கொண்டு, முதல் நான்கு செவுள் வளைவுகளால் தாங்கப் பட்டுள்ளன. செவுள் பிளவுகள், செவுள் முடியால் மூடப் பட்டுள்ளன. நீர்ச் சுழலில், ஏனைய மீன்களில் சுவாசம் நடை பெறுவதைப் போல், இதிலும் செவுள்களால் சுவாசம் நடை பெறும்.
நுரையீரல், உணவுப் பாதையின் முதுகுப் பக்கத்தில் காணப் படும் ஒற்றைப் பையாகும். இது உணவுக் குழலில் வயிற்றுப் பக்கத்தில் ஒரு புற வளர்ச்சியாகத் தோன்றி, பிறகு, அதன் வலப் புறமாகச் சுற்றிக் கொண்டு, மேல் நோக்கிச் சென்று, ஒரு பையாக அகன்றிருக்கிறது. இதன் உட்சுவர், மடிப்புகளாகவும், குருதிக் குழாய்களைப் பெற்றுமிருக்கும். இது ஓர் இரட்டை நுரையீரல் தமனிகள் மூலம், குருதியினால் பெறுகிறது. இதிலிருந்து, இரு நுரையீரல் சிரைகளால், குருதி எடுத்துச் செல்லப்படுகிறது.
நீர் அற்ற காலங்களில், காற்றைச் சுவாசிக்கும் போது, காற்று புற மூக்குத் துளைகள் வழியாக நுரையீரலை அடைகிறது. நுரையீரலில், இக்காற்றுக்கும், நுரையீரல் தமனியால் கொண்டு வரப் பட்ட குருதிக்குமிடையே வளிமப் பரிமாற்றம் உண்டாகிறது. அடுத்து, நுரையீரல் சுருங்கும் போது, அதனுள்ளிருக்கும் தூய்மையற்ற காற்று வெளியேற்றப் படுகிறது.
இதயத்தின் கூம்புத் தமனியின் அறையில், பல வரிசை தடுக்கிதழ்கள் உள்ளன. மீன்களின் ஏனைய இனங்களில் காணப்படாத, நீர், நில வாழ்வனவற்றில் காணப் படும் அமைப்புகள், டிப்னாய் மீன்களில் காணப் படுகின்றன. வளர்ச்சியின் மிக முற்பட்ட படி நிலையில் உள்ள சில பண்புகளும் ஒருங்கே காணப் படுகின்றன. குடலிலுள்ள சுருள் தடுக்கிதழ், பொதுக் கழிவறை, கூம்புத் தமனியில் காணப் படும் தடுக்கிதழ் வரிசைகள், முள்ளெலும்புகளாகப் பிரிக்கப் படாத முதுகுத் தண்டு ஆகியவை முற்பட்ட நிலையிலுள்ள கூறுகளின் சிலவாகும். பற்களின் அமைப்பிலும், நேர்முக இணைப்பு வகை மண்டை வன் கூட்டைக் கொண்டிருப்பதிலும், இவை ஹோலோ செஃபாலியை ஒத்திருக்கின்றன. நுரையீரல், உள் மூக்குத் துளைகள், நுரையீரல் தமனிகள், சிரைகள், முன் வயிற்றுச் சிரை. கீழ்ப் பெருஞ் சிரை, இரட்டைப் பெரு மூளை, அரைக் கோளப் பகுதி ஆகியவை தற்கால மீன்களைப் போலல்லாமல், நீர், நில வாழ்வனவற்றில் காணப் படும் சிறப்புக் கூறுகளாகும். முன் தாடையெலும்பு, மேல் தாடையெலும்பு இவை இரண்டும் இல்லாமை, மண்டை வன் கூட்டின் முகடாக அமைந்துள்ளன. மைய சவ்வெலும்புகளை (median membrane bones) கொண்டிருத்தல், மேற்புறம் அமைந்துள்ள நுரையீரல் ஆகிய சிறப்புப் பண்புகள் வாழும் குழலால் வந்துள்ள மாற்றங்களாகும்.
நுரையீரல் மீன்களில் இடுப்பு வளையம் வடிவத்தில் அமைந்திருக்கும் ஒரு குருத்தெலும்புத் துண்டாகும். தோள் துடுப்பும், இடுப்புத் துடுப்பும், முறையே அவற்றின் எலும்பு வளையங்களால் தாங்கப் பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு துடுப்பும், குருத்தெலும்புக் கோல்களால் ஆன ஒரு நடுவச்சுடன் காணப் படும். இதன் இரு பக்கங்களிலும், பல குருத்தெலும்பாரைகள் உள்ளன. இவ்வாரைகள், பல வன்மையான ஆரைகளைத் தாங்கிக் (Horny rays) கொண்டிருக்கின்றன. இவையே துடுப்பின் விளிம்பைப் பிடித்துக் கொண்டுள்ளன. இத்தகைய துடுப்பு, தொடக்கத் துடுப்பு (Archipterygium) எனப் படும்.
கழிவு நீக்க இனப் பெருக்க உறுப்பு குருத்தெலும்பு மீன்களில் உள்ளதை ஒத்திருக்கும். ஓர் இரட்டைச் சிறுநீரகங்கள் உடற்குழியின் பிற்பகுதியில் இடம் பெற்றுள்ளன. சிறுநீர்க் குழாய்கள், பொதுக் கழிவறையினுள் திறக்கின்றன. ஆண் மீனின் விந்தகங்கள், விந்து நுண் குழல்கள் மூலம் சிறுநீரகங்களுடன் இணைக்கப் படுகின்றன. இதனால், சிறுநீர்க் குழாய்களே, விந்து நாளங்களாகவும் செயல் படுகின்றன. பெண் மீனில், ஓர் இரட்டைக் கருப் பைகள் உண்டு. இரண்டு கரு நாளங்கள் முன் முனையில், வயிற்றறையினுள்ளும் (abdominal cavity) மறு முனையில், பொதுக் கழிவறையினுள்ளும் திறக்கின்றன.
டிப்னாய் மீன்களிலிருந்து, நீர் நிலை வாழ்விகள் நேரடியாகத் தோன்றியிருக்கவில்லை. ஆனால், இவையிரண்டும் டிவோனியன் காலத்தில் வாழ்ந்த ஆஸ்டியோலெப்பிட்டிகளிலிருந்து தோன்றியிருக்க வேண்டுமெனபதற்குத் தக்க சான்றுகள் உள்ளன. ஆஸ்டியோலெப்பிட்டின் பண்புகளான, உள் மூக்குத் துளை, இரட்டைத் தடுப்புகளின் தன்மை, கீழ்ப் பகுதியில் சதைப் பற்றுள்ள துடுப்பு ஆகியவை நீர் நிலை வாழ்வனவற்றிலும், டிப்னாய் மீன்களிலும் ஒத்திருக்கின்றன. டிப்னாய் மீன்கள் தேங்கி நிற்கும் நீரில், குளங்களில் வாழ்வதற்கேற்பச் சிறப்புறுப்புகளைப் பெற்றுள்ளன. எனவே, ரோமர் என்பாரின் கூற்றுப்படி, டிப்னாய் மீன்கள் நீர், நில வாழ்வனவற்றிற்குத் தொடர்புடையன.
டிப்னாய் மீன்களின் பாகுபாடு. டிப்னாய் மீன்களின் வரிசை, இரண்டு துணை வரிசைகளாகப் பிரிக்கப் பட்டுள்ளது. துணை வரிசை 1. ஒற்றை நுரையீரலுடையன. (Monopneumona): இத்துணை வரிசையில் அடங்கியுள்ள மீன்களில் ஒரே ஒரு நுரையீரல் மட்டுமே காணப் படும். தொடக்கத் துடுப்பின் ஆரைகள், நன்கு வளர்ச்சியுற்றிருக்கின்றன. எபிசெரட்டோடஸ் (Epiceratodus) என்பது இதில் இடங்கியுள்ள மீனாகும். ஏறத் தாழ 15 மீ. நீளமுடைய இது தேங்கி நிற்கும் நீரில் வாழும். மிகவும் மந்த நிலையிலே காணப் படும். கணுக்காலி, புழு மெல்லுடலி போன்றவற்றை உட்கொள்ளும். வறட்சிக் காலங்களில், இம்மீன் வாழும் நீர் நிலைகள் வற்றி விட்டால், இது மேல் மட்டத்திலுள்ள காற்றை உட்கொண்டு, நுரையீரல் முறை சுவாசத்தைக் கடைப் பிடிக்கிறது.
துணை வரிசை 2. இரு நுரையீல்களுடையன. (Dipneumona): இக்குழுவில் அடங்கும் மீன்கள், இரண்டு நுரையீரல்களைக் கொண்டிருக்கும். தொடக்கத் துடுப்பின் பக்க ஆரைகள் எச்ச நிலையிலிருக்கும். எ–டு: புரோட்டோப்டீரஸ். இது 2. மீ. நீளம் வரை வளரும். பெருமளவில் உணவை உட்கொள்ளும். முரட்டுத் தன்மை வாய்ந்த இது, தவளை, பூச்சி வகைக் கணுக்காலி, மெல்லுடலி போன்றவற்றை உட்கொள்ளும். வறட்சிக் காலங்களில், இது ஈர மண்ணில் 50 செ.மீ. ஆரத்திற்கு வளை தோண்டும். வளையின் இறுதிப் பகுதி குடுவை போன்று அகன்றிருக்கும். இப்பகுதியின் உட்பரப்பில் மீனின் தோல் சுரப்பிகளின் சுரப்பு உள்ளுறை போல் பரவியிருக்கும். இதனுள் மீன் சுருண்டு கோடை உறக்கத்தில் (Summer sleep) ஆழ்ந்து விடும். லெபிடோசைரின் என்பது பழக்க வழக்கங்களில் புரோட்டோப்டீரசை ஒத்திருக்கும். —கோ.இலட்சுமணன் —ஆ.ராமசாமி
நுரையீரல் மேல் தோல் அழற்சி
நுரையீரல்களின் மேல் தோலில் ஏற்படும் வீக்கம் அல்லது அழற்சியினை நுரையீரல் மேல் தோல் அழற்சி என்பர். இந்நோய் மிக அரிதாகக் காணப்படும். பொதுவாக, இந்நோய் புற அதிர்ச்சிப் புண்ணினால், மார்பு கூட்டின் சுவரில் துளை ஏற்படுவதாலோ, கூர்மையான வெளிப் பொருள்களினால், உதர விதானத்தில் ஏற்படும் துளையினாலோ, முதன்மையாகத் தோற்றுவிக்கப் படும். மேலும், சளிக் காய்ச்சல், நுரையீரல் சீழ்க் கட்டு, துளைத்துச் செல்லும் தன்மை கொண்ட புண், அடி வயிற்றின் உட்புறம் உள்ள இரட்டைப் படையின் அழற்சி, புற்று நோய்க் கட்டு, குருதி நஞ்சூட்டு, உணவுக் குழாயில் உண்டாகும் துளை போன்ற பல தொடர்பில்லாத, தெரிந்த இரண்டாம் தரக் காரணங்களாலும் ஏற்படும்.
அறிகுறி. சுவாச இயக்கத்தின் போது, வலி காணப் படுதல். விரைந்து மூச்சு விடுதல், நுரையீரல்களின் திடீர்ச் சுருக்கத்தினால் ஏற்படும் மூச்சுத் திணறல், சற்றே வேகம் குறைந்த அழற்சியினைத் தொடர்ந்து ஏற்படும் சீழ்க் கட்டி, உடலின் இயல் தட்ப வெப்ப நிலையில் நாடித் துடிப்பில் உயர்ந்து காணப் படுதல், பசியின்மை போன்றவை நோயறிகுறிகளாகும். நோய் பாதித்த கால்நடைகள் முட்டியை விலக்கி வைத்து நிற்கும். இடம் விட்டு இடம் நகர்வதற்கு விருப்பமில்லாமல் காணப் படும். நுரையீரல் இயக்க ஆய்வு (auscultation) செய்யும் போது உராய்தல் போன்ற ஒலி கேட்கும். மார்புச் சுவரினை அழுத்தும் போது, வலி அறிகுறிகள் காணப் படும். நோயின் தன்மையினை அறிய விரல் கொண்டு, மெதுவாகத் தட்டிச் சோதனை செய்யும் போது, மந்த நிலை காணப் படும். புற நோய்க் குறிகளின் அடிப்படையில் இந்நோயினை உறுதி செய்யலாம்.
மருத்துவம். நோயின் காரணத்திற்கு ஏற்ற படி, உயிர் எதிரி (antibiotics) அல்லது சால்ஃபான் அமைடு (sulphanamide) போன்ற மருந்துகளைத் தக்கவாறு பயன் படுத்தி, மருத்துவம் செய்யலாம். கடுகு பசையினை மார்புக் கூட்டின் மேல் கட்டுதல், வெப்பமான கம்பளம் கொண்டு மார்புப் பகுதியினை மூடுதல் போன்றவை பயனளிக்கும். நுரையீரல் மேல் தோல் நீர்ப் பையில் இருந்து, அதிகமான நீரினை உறிஞ்சி எடுப்பது, நுண்ணுயிரிகளின் எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட மருந்து பொருள்களை நுரையீரல் மேல் தோல் நீர்ப் பையினுள் ஊசி மூலம் நேரிடையாகச்செலுத்துதல் ஆகியவையும் நன்மை பயக்கும். நோயகற்றும் மருந்து, அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு மருந்து. சத்துள்ள உணவு ஆகியவை மிக இன்றியமையாதவை. சிறுநீர் கழிக்கும் குழாயினை (Catheter) உள்ளுறையில் இருக்கும்படிச் செய்தல், சிறிது சிறிதாக முறையான வடிகால் அமைத்துக் கெட்ட நீரினை வெளியேற்றுதல் ஆகியவையும் குறிப்பிடத் தக்கவை. இந்நோய்த் தீர்க்கும் முறை மார்புக் கூட்டினுள் இரு பக்கத்திலும் கெட்டநீர் முழுமையாக அகற்றப் படும் வரை தொடரப் பட வேண்டும். மேலும், சளிக் காய்ச்சலுக்குச் செய்யும் மருத்துவ முறைகளையும், பின் பற்றலாம். நொதிகளைப் (Enzymes) பயன் படுத்தி, இந்நோயினை குணமாக்கலாம். மேலும், நோய் அறிகுறிகளுக்கு ஏற்றவாறு அதனைக் கட்டுப் படுத்தத் தேவையான மருந்துகளைப் பயன் படுத்தலாம். —ப. முத்துக்கிருட்டிணன்
மூலம் · source: அறிவியல் களஞ்சியம் — தமிழ்ப் பல்கலைக்கழகம் — CC BY-SA 4.0 (தொகுதி 14, பக். 23)
திருத்து / பொருள் சேர் · Edit or add a sense
வரலாறு · History (பதிப்பு 1)
JSON
⚑ புகார் · Report a problem
மேற்கோள் காட்ட · Cite this entry
நிலையான முகவரி · Permanent address: https://nigandu.oliyonresearch.com/e/2g2rsc59/
தமிழ்“நு”, ஒளியோன் நிகண்டு, Oliyon Research, பதிப்பு 1, 2026-10-26, https://nigandu.oliyonresearch.com/e/2g2rsc59/APA
Oliyon Research. (2026). நு. In Oliyon Nigandu (rev. 1). https://nigandu.oliyonresearch.com/e/2g2rsc59/MLA
"நு." Oliyon Nigandu, Oliyon Research, rev. 1, 2026-10-26, https://nigandu.oliyonresearch.com/e/2g2rsc59/.
கருத்துரை · Discussion
இன்னும் கருத்துகள் இல்லை · No comments yet.
உள்நுழைந்து கருத்து தெரிவிக்கலாம் · Sign in to comment