ఆపరేషన్ల నుంచి అంతరిక్షం వరకు.. అయస్కాంతాలు ప్రపంచాన్ని ఎలా మార్చేస్తున్నాయంటే..

లోహపు దవడలతో కూడిన ఒక చిన్న పరికరం పేషెంట్ పిత్తాశయాన్ని జాగ్రత్తగా పట్టుకుంటుంది. ఆ పరికరాన్ని ఎవరూ పట్టుకోలేదు. అయినా మనిషి శరీరం లోపల అది కదులుతోంది.

దానిని ఒక రోబో ద్వారా బయట నుంచి నియంత్రిస్తారు. కదలడానికి అది ప్రత్యేక అయస్కాంతాన్ని ఉపయోగిస్తుంది.

"మేం శరీరంలోని క్లిష్టమైన నిర్మాణాలను, రక్త నాళాలను చూడగలిగాం'' అని అమెరికాలోని ఓహయోలో క్లీవ్‌ల్యాండ్ క్లినిక్‌కు చెందిన డాక్టర్ మాథ్యూ క్రోహ్ చెప్పారు.

ఆయన రోబో సాయంతో పిత్తాశయాన్ని తొలగించారు. మాథ్యూ క్రోహ్, తన బృందం ఇటీవల కొన్ని నెలల్లో హైటెక్ వ్యవస్థను ఉపయోగించి చేసిన పదుల శస్త్రచికిత్సల్లో ఇదొకటి.

ఈ విధానంతో మనిషి శరీరంపై తక్కువ కోతలుంటాయని, సాధారణ శస్త్ర చికిత్స చేసినట్లే ఉంటుందని మాథ్యూ క్రోహ్ వివరించారు.

ఇలాంటి ప్రత్యేక అయస్కాంతాలను వైద్యంలోనే కాదు, ఇతర రంగాల్లోనూ పెద్ద ఎత్తున వినియోగిస్తుంటారు.

అరుదైన మూలకాలతో తయారీ..

శాశ్వత అయస్కాంతాలను శతాబ్దాలుగా ఉపయోగిస్తున్నారు. అయితే, ఈ అయస్కాంతాలను మరింత శక్తివంతంగా, సమర్థవంతంగా తీర్చిదిద్దడం కోసం పరిశోధనా బృందాలు, కంపెనీలు తీవ్ర ప్రయత్నాలు చేస్తున్నాయి.

ఎందుకంటే, ఈవీ మోటార్లు, విండ్ టర్బైన్‌ల వంటి అభివృద్ధి చెందుతున్న సాంకేతికతల్లో అయస్కాంతాను ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తున్నారు. విద్యుదీకరణకు ఇవి చాలా ముఖ్యం.

ప్రస్తుతం చైనా 90 శాతానికిపైగా మార్కెట్ వాటాతో ప్రపంచ 'శాశ్వత అయస్కాంత' ఉత్పత్తిలో ఆధిపత్యం చెలాయిస్తోంది.

"నా జాబ్ చాలా బాగుంది. ఇలా ఎవరూ ఇన్నీ విషయాల్లో భాగస్వాములవుతారని నేననుకోను" అని యూకేలోని బంటింగ్ మాగ్నెటిక్స్ కంపెనీ టెక్నికల్ ప్రొడక్ట్ మేనేజర్ మాథ్యూ స్వాలో అంటున్నారు.

కోక్లియర్ ఇంప్లాంట్ల నుంచి ఆల్టన్ టవర్స్‌తో సహా రోలర్‌కోస్టర్‌లపై అత్యవసర బ్రేక్‌ల వరకు అన్ని రకాల వ్యవస్థల్లోనూ ఉపయోగించే అయస్కాంతాలను బంటింగ్ మాగ్నెటిక్స్ సంస్థ తయారు చేస్తుంది. అంతేకాదు నాసాకు కూడా అయస్కాంతాలను సరఫరా చేసింది.

గత పదేళ్లలో అరుదుగా లభించే నియోడైమియంతో తయారైన హయ్యర్ గ్రేడ్ అయస్కాంతాల లభ్యత మెరుగుపడిందని మాథ్యూ అంటున్నారు.

గతంలో 200°C వరకు ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకోగలిగేలా రూపొందిన హయ్యర్ గ్రేడ్ అయస్కాంతం N35 వాడేవారని, తాజాగా N52 గ్రేడ్ రకాలు కూడా అందుబాటులోకి వచ్చాయని తెలిపారు.

"ఇపుడు అయస్కాంతం పరిమాణాన్ని 60 శాతం తగ్గించొచ్చు, దాని పనితీరులో మార్పుండదు" అని మాథ్యూ చెప్పారు.

ఎలక్ట్రిక్ మోటారులో కాయిల్ తిరగడానికి అయస్కాంత క్షేత్రం సహాయపడుతుంది. ఉదాహరణకు యాక్సిల్‌ డ్రైవ్ చేయడానికి, ఎలక్ట్రిక్ కారు చక్రాలను తిప్పడానికి ఉపయోగిస్తారు.

హయ్యర్ గ్రేడ్ అయస్కాంతాలు మరింత సమర్థవంతమైన మోటార్లు, కొద్దిగా తేలికైన కార్ల తయారీకి ఉపయోగపడతాయి. కాగా, అయస్కాంతం సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి డిస్ప్రోసియం అనే అరుదైన మూలకాన్ని కొద్ది మొత్తంలో కలుపుతుంటారు.

చైనా ఆధిపత్యానికి కారణమేంటి?

''ఈ అయస్కాంతాల ఉత్పత్తిలో చైనా ఆధిపత్యం చెలాయించడానికి ఒక కారణం ఆర్థిక ప్రోత్సాహకాలు'' అని మెటల్స్ & మైనింగ్ సీనియర్ విశ్లేషకుడు రాస్ ఎంబుల్టన్ చెప్పారు.

చైనాలో శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థాలను ఎగుమతి చేస్తే 13 శాతం వ్యాట్ తగ్గింపు ఉంటుంది. అంతేకాదు ప్రాంతీయ ప్రభుత్వాలు ఇంధన ఖర్చుల్లో రాయితీలు ఇస్తాయి.

ఇది అయస్కాంతం తయారీ పరిశ్రమలను పెంచడంలో సహాయపడుతోంది.

"మీరు చైనా బయట ఉంటే సవాలుతో కూడుకున్న పరిశ్రమ" అని ఎంబుల్టన్ చెప్పారు.

అయితే, ఈ సమస్య ఔత్సాహికులను ఆపలేదు. అరుదైన మూలకాలు లేకున్నా మంచి నాణ్యమైన అయస్కాంతాలను తయారు చేయగలిగామని అమెరికన్ సంస్థ 'నిరాన్ మాగ్నెటిక్స్' తెలిపింది.

వారు ఐరన్ నైట్రైడ్ అయస్కాంతాలను తయారు చేయడానికి ఇనుము, నైట్రోజన్‌ను ఉపయోగించారు.

కాగా, తన కంపెనీలో వినియోగించే సాంకేతికతల గురించి వివరించడానికి చీఫ్ ఎగ్జిక్యూటివ్ జోనాథన్ రౌన్‌ట్రీ నిరాకరించారు. అయితే తన కంపెనీ ఇప్పటికే చాలా అయస్కాంతాలను తయారు చేసిందని చెప్పారు. వీటిలో మొదటిది స్పీకర్లలో ఉపయోగిస్తారు.

అయస్కాంత క్షేత్ర బలాన్ని టెస్లాలలో కొలుస్తారు. అయితే, నిరాన్ అయస్కాంతాలు ప్రస్తుతం ఒక టెస్లా వద్ద ఉన్నాయి.

ఐరన్ నైట్రైడ్‌తో 2.4 టెస్లాల శక్తివంతమైన అయస్కాంతాలను తయారు చేయడం సాధ్యమవుతుందని రౌన్‌ట్రీ అంటున్నారు.

మొదటి నుంచి కొత్త అరుదైన అయస్కాంతాలను తయారు చేయడంతో పోలిస్తే రీసైక్లింగ్ అయస్కాంతాలు పర్యావరణానికి చాలా అనుకూలంగా ఉంటాయి.

కొత్త ఆవిష్కరణలు..

బ్రిటన్‌లోని బర్మింగ్‌హామ్ విశ్వవిద్యాలయం పాత ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు, కంప్యూటర్ హార్డ్ డ్రైవ్‌ల నుంచి అరుదైన మిశ్రమాలను వెలికితీసే సాంకేతికతను రూపొందించింది.

హూప్రోమ్యాగ్ అనే కంపెనీ ఈ సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని ఉపయోగించి అరుదైన మిశ్రమాలను విజయవంతంగా వెలికితీసింది.

ఈ సంవత్సరం చివర్లో అటువంటి పదార్థాన్ని ఉపయోగించి అయస్కాంతాల వాణిజ్య ఉత్పత్తిని ప్రారంభించాలని లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది.

ఇంతలో నోవెన్ మాగ్నెటిక్స్ అనే అమెరికా కంపెనీ మాగ్నెట్ రీసైక్లింగ్ కోసం సొంత సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేసింది.

దీని ప్రక్రియ గురించి, ఉత్పత్తి అయిన అయస్కాంతాల గ్రేడ్‌ల గురించి అడిగితే కంపెనీ చీఫ్ కమర్షియల్ ఆఫీసర్ పీటర్ అఫియునీ పూర్తి వివరాలు చెప్పడానికి నిరాకరించారు.

అయితే, ఆశించిన ఫలితాన్ని సాధించడానికి రికవర్ చేసిన మెటీరియల్‌‌కు కొద్ది మొత్తంలో మిశ్రమం కలిపామని మాత్రం చెప్పారు.

కొత్త అయస్కాంతాల సాంప్రదాయిక ఉత్పత్తితో పోలిస్తే ఈ ప్రక్రియ దాదాపు 40 శాతం ఎక్కువ సమర్థవంతమైనదిగా చెబుతున్నారు.

వైద్యరంగంలో..

ఉపయోగంలో లేని ఎలక్ట్రానిక్ పరికరంలో పాత అయస్కాంతం నాణ్యతను తెలుసుకోవడం కష్టంగా ఉంటుందని మెటల్స్ & మైనింగ్ సీనియర్ విశ్లేషకుడు రాస్ ఎంబుల్టన్ చెప్పారు.

రాబోయే ఏళ్లలో ఈవీ మోటార్లు, విండ్ టర్బైన్‌ల ప్రారంభ తరం జీవితకాలం ముగియనుందని, దీంతో రీసైక్లింగ్ కోసం మరింత అయస్కాంత పదార్థం అందుబాటులోకి రానుందని భావిస్తున్నారు.

"ఆ మెటీరియల్ మళ్లీ తిరిగి రావడానికి కొంత టైం పడుతుంది" అని ఎంబుల్టన్ చెప్పారు. ఈలోపు తమ రీసైక్లింగ్ ప్రక్రియలను పూర్తి చేయడానికి కంపెనీలకు అవకాశం ఉంది.

ఆడియో స్పీకర్ల మార్కెట్‌ను నిరాన్ లక్ష్యంగా చేసుకోవడం ఆసక్తికరంగా ఉందని షెఫీల్డ్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన నికోలా మోర్లీ చెప్పారు.

"ఆడియో స్పీకర్లను చౌకగా ఉత్పత్తి చేయగలరని వారు భావిస్తున్నారు" అని నికోలా అంటున్నారు.

గత దశాబ్దంలో అయస్కాంత టెక్నాలజీ అభివృద్ధి వేగవంతం కావడం ప్రారంభించిందని ప్రొఫెసర్ మోర్లే చెప్పారు.

భూమి చుట్టూ తిరుగుతున్న అంతరిక్ష వ్యర్థాలను సేకరించడానికి ఉపగ్రహాలపై అయస్కాంతాలను అమర్చడం వంటి వాటిని మాథ్యూ ఉదహరించారు.

శస్త్ర చికిత్సలను మునుపటి కంటే తక్కువ హానికరం చేయగల అధునాతన అయస్కాంతాల కోసం ఎదురు చూస్తున్నామని డాక్టర్ క్రోహ్ చెప్పారు.

అలాంటి టెక్నాలజీ సాయంతో ఊపిరితిత్తులకు సంబంధించిన శస్త్రచికిత్స లేదా ఎండోస్కోపీలు సులువుగా నిర్వహించొచ్చని తెలిపారు.

ఇది ప్రారంభం మాత్రమేనని, రానున్న కాలంలో ఇంకా ఎన్నో ఆవిష్కరణలు వస్తాయని క్రోహ్ అభిప్రాయపడ్డారు.

ఇవి కూడా చదవండి:

(బీబీసీ తెలుగును ఫేస్‌బుక్ఇన్‌స్టాగ్రామ్‌, ట్విటర్‌లో ఫాలో అవ్వండి. యూట్యూబ్‌లో సబ్‌స్క్రైబ్ చేయండి.)