സ്മാർട് ഫോൺ കെമിസ്ട്രി

സ്മാർട് ഫോൺ കാണുമ്പോൾ ഇലക്ട്രോണിക്സും ഹാർഡ്‌വെയറും സോഫ്റ്റ്‌വെയറും ഒക്കെയാവും നമ്മുടെ മനസ്സിൽ വരിക. അല്ലേ? എന്നാൽ, സ്മാർട് ഫോണുകളെ സ്മാർട് ആക്കുന്നതിൽ കെമിസ്ട്രിക്കും വലിയൊരു പങ്കുണ്ട്.

ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ (പീരിയോഡിക് ടേബിൾ) 118 മൂലകങ്ങളുള്ളതിൽ, സന്തുലിതമായതും റേഡിയോ ആക്ടീവ് അല്ലാത്തതുമായ മൂലകങ്ങൾ 83 എണ്ണമാണെന്നു കാണാം. അതിൽ ഏകദേശം 70 മൂലകങ്ങളും നിങ്ങളുടെ സ്മാർട് ഫോണിലുണ്ട്! അറുപതിലേറെ ലോഹങ്ങൾ ചേർന്നാണ് ഫോണിനെ സ്മാർട് ആക്കുന്നത്. ഇതിൽ ഏറ്റവും പ്രാധാന്യം അർഹിക്കുന്നവയാണ് റെയർ എർത്ത് ലോഹങ്ങൾ (rare earth metals).

ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ 57 മുതൽ 71 വരെയുള്ള മൂലകങ്ങളും സ്കാൻഡിയം (അറ്റോമിക് നമ്പർ 21), യിട്രിയം (അറ്റോമിക് നമ്പർ 39) എന്നിവയുമാണ് റെയർ എർത്ത് ലോഹങ്ങൾ. ഇവയിൽ റേഡിയോ ആക്ടീവായ പ്രൊമിഥിയം ഒഴിച്ചു ബാക്കിയുള്ള 16 മൂലകങ്ങളും സ്മാർട് ഫോൺ നിർമാണത്തിൽ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. ഈ മൂലകങ്ങളും ഫോണിന്റെ പ്രവർത്തനവും എങ്ങനെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന് നോക്കാം.

കൂടുതൽ സ്മാർട് ഫോണുകളുടെയും സ്ക്രീൻ നിർമിച്ചിരിക്കുന്നത് ‘അലുമിനോ സിലിക്കേറ്റ്’ എന്ന ദൃഢപ്പെടുത്തിയ ഗ്ലാസ് കൊണ്ടാണ്. പൊട്ടാസ്യം എന്ന മൂലകവും ഗ്ലാസിന്റെ ശക്തി കൂട്ടാൻ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. ഈ ഗ്ലാസുകൾ, ഗൊറില്ല ഗ്ലാസുകൾ എന്ന അപരനാമത്തിലാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്. വളരെ യാദൃച്ഛികമായി ഉണ്ടായതാണ് ഗൊറില്ല ഗ്ലാസുകൾ. 1952ൽ യുഎസിലെ കോർണിങ് ഗ്ലാസ് കമ്പനിയുടെ ലാബിൽ ഒരു ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഗ്ലാസും പൊട്ടാസ്യവും കൂട്ടിച്ചേർത്തു ചൂടാക്കി. ഫർണസിൽ 600 ഡിഗ്രിക്കു പകരം 900 ഡിഗ്രിയിൽ ചൂടായി. എല്ലാം ഉരുകി ഫർണസിന്റെ ‘പണി തീർന്നിട്ടുണ്ടാകും’ എന്നു കരുതിയ ശാസ്ത്രജ്ഞൻ പക്ഷേ, അദ്ഭുതപ്പെട്ടു – അത് ഉരുകിയിട്ടേ ഇല്ല. അബദ്ധത്തിൽ താഴെ വീണ ആ ഗ്ലാസ് പൊട്ടിയതുമില്ല. അങ്ങനെയാണ് ഗൊറില്ല ഗ്ലാസിന്റെ ജനനം.

സ്മാർട് ഫോണുകളുടെ ടച്ച് സ്‌ക്രീനിനെ ‘കപ്പാസിറ്റീവ് ടച്ച് സ്ക്രീനുകൾ’ എന്നു പറയും. സ്‌ക്രീനിൽ തൊടുമ്പോൾ ആ ഭാഗത്തുനിന്ന് ഉണ്ടാവുന്ന ചെറിയൊരു ഇലക്ട്രിക്കൽ വ്യതിയാനമാണ് മൊബൈൽ ഫോണിന്റെ പ്രവർത്തനം കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കുന്നത്. ഗ്ലാസ് ഒരു ‘ഇൻസുലേറ്റർ’ ആണെന്നറിയാമല്ലോ? അപ്പോൾ അത് വൈദ്യുതി കടത്തിവിടില്ല. അതിനായി ഗ്ലാസിന്റെ പുറത്ത് ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്ന ‘ഇൻഡിയം ടിൻ ഓക്‌സൈഡ്’ എന്ന സുതാര്യമായ വളരെ നേർത്തൊരു ആവരണമാണ് ‘ടച്ച് സ്ക്രീൻ’ ആയി പ്രവർത്തിക്കാൻ ഗ്ലാസിനെ സഹായിക്കുന്നത്.

ഫോണിന്റെ പ്രവർത്തനങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കുകയും അതിന്റെ തലച്ചോറായി പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ചിപ്പുകൾ ഉണ്ടാക്കിയിരിക്കുന്നത് സിലിക്കൺ എന്ന മൂലകത്താലാണ്. ആന്റിമണി, ഗാലിയം, ആർസെനിക്, ഫോസ്ഫറസ് എന്നിവയും ചിപ്പിനെ ഒരു അർധചാലകമായി (Semiconductor) മാറ്റാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഭാഗങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കിയിരിക്കുന്നത് കോപ്പർ, സിൽവർ, ഗോൾഡ്, ടാന്റലം, സിങ്ക്, നിക്കൽ എന്നീ മൂലകങ്ങൾ കൊണ്ടാണ്. സർക്യൂട്ടുകൾ വിളക്കിച്ചേർക്കുന്നതിനായി ഉപയോഗിക്കുന്ന സോൾഡറിൽ ടിൻ, കോപ്പർ, സിൽവർ എന്നീ മൂലകങ്ങളാണ്.

മൊബൈൽ ഫോണിൽ ‘ലിഥിയം അയോൺ’ ബാറ്ററികളാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഇതിൽ ലിഥിയം, കൊബാൾട്ട്, കാർബൺ, അലുമിനിയം, ഓക്സിജൻ എന്നീ മൂലകങ്ങൾ കാണാം. ഫോണിന്റെ സ്‌പീക്കറിനുള്ളിലെ കാന്തത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത് പ്രാസോഡിമിയം, നിയോഡിമിയം, ഗഡോലിനിയം എന്നീ ലോഹങ്ങളുടെ മിശ്രിതമാണ്. ഫോൺ വൈബ്രേറ്റ് ചെയ്യാനുള്ള യൂണിറ്റിൽ നിയോഡിമിയവും ടർബിയവും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഫോണിന്റെ ലോഹ ആവരണത്തിൽ നിക്കൽ, മഗ്നീഷ്യം എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നു.സ്മാർട് ഫോണുകൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ ഹാർഡ്‌വെയറിനും സോഫ്റ്റ്‌വെയറിനും മാത്രമല്ല, മെറ്റീരിയൽസ് കെമിസ്ട്രിക്കും കൂടി നമ്മൾ നന്ദി പറയേണ്ടതുണ്ട്.

(അയർലൻഡിലെ സ്ലൈഗോ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്‌നോളജിയിലെ നാനോ ടെക്നോളജി ആൻഡ് ബയോ എൻജിനീയറിങ് വിഭാഗം മേധാവിയാണ് ലേഖകൻ)