നാനോടെക്നോളജി

നാനോടെക്നോളജി – റെയിൽവേ പരീക്ഷകൾക്കുള്ള സമ്പൂർണ്ണ ജി.കെ. കാപ്സ്യൂൾ

“അതിസൂക്ഷ്മമായ ശാസ്ത്രം, പക്ഷേ സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥ, ആരോഗ്യം, പരിസ്ഥിതി എന്നിവയിൽ മെഗാ ആഘാതം.”


1. നാനോടെക്നോളജി എന്താണ്?
  • നിർവചനം: 1–100 നാനോമീറ്റർ (nm) സ്കെയിലിൽ (1 nm = 10⁻⁹ m) വസ്തുക്കൾ, ഉപകരണങ്ങൾ, സംവിധാനങ്ങൾ എന്നിവ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന ശാസ്ത്രത്തിന്റെയും എഞ്ചിനീയറിംഗിന്റെയും ശാഖ.
  • നാമകരണം: പ്രൊഫ. നോറിയോ ടാനിഗുച്ചി (ടോക്കിയോ സർവകലാശാല, 1974).
  • ജനപ്രിയമാക്കിയത്: ഡോ. കെ. എറിക് ഡ്രെക്സ്ലർ അദ്ദേഹത്തിന്റെ 1986 ലെ “എഞ്ചിനുകൾ ഓഫ് ക്രിയേഷൻ” എന്ന പുസ്തകത്തിലൂടെ.

2. പ്രധാന വസ്തുതകളും കണക്കുകളും
പാരാമീറ്റർ മൂല്യം
1 നാനോമീറ്റർ 10⁻⁹ m ≈ മനുഷ്യന്റെ മുടിയുടെ വീതിയുടെ 1/80,000
ഡിഎൻഎ ഹെലിക്സിന്റെ വലിപ്പം ≈ 2 nm
ചുവന്ന രക്താണുവിന്റെ വലിപ്പം ≈ 7,000 nm
1 nm ക്യൂബിൽ (സ്വർണം) ഉള്ള ആറ്റങ്ങൾ ≈ 88,000
2023 ലെ ലോക നാനോടെക് വിപണി US $ 76 ബില്യൺ
2030 ലെ പ്രതീക്ഷിത വിപണി US $ 125 ബില്യൺ (CAGR ~9 %)
ഇന്ത്യയുടെ നാനോ-മിഷൻ ബജറ്റ് (2019-24) ₹ 650 കോടി

3. ചരിത്രപരമായ സമയരേഖ
വർഷം സംഭവം
1959 റിച്ചാർഡ് ഫെയ്‌ൻമാൻ ദർശനപരമായ പ്രഭാഷണം നടത്തി “താഴെ ധാരാളം സ്ഥലമുണ്ട്” (29 ഡിസം).
1974 “നാനോടെക്നോളജി” എന്ന പദം ആദ്യമായി ഉപയോഗിച്ചത് ടാനിഗുച്ചി.
1981 സ്കാൻനിംഗ് ടണലിംഗ് മൈക്രോസ്കോപ്പ് (STM) കണ്ടുപിടിച്ചു – ബിന്നിഗ് & റോറർ (നോബൽ 1986).
1985 ബക്മിൻസ്റ്റർഫുള്ളറീൻ (C₆₀) കണ്ടെത്തൽ – കർൽ, ക്രോട്ടോ & സ്മാലി (നോബൽ 1996).
1991 സുമിയോ ഇയിജിമ കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ (CNT) കണ്ടെത്തി.
2000 യുഎസ് ദേശീയ നാനോടെക്നോളജി പ്രവർത്തനം (NNI) ആരംഭിച്ചു.
2001 ഇന്ത്യ നാനോ-സയൻസ് & ടെക്നോളജി പ്രവർത്തനം (NSTI) ഡിഎസ്ടിയുടെ കീഴിൽ ആരംഭിച്ചു.
2007 ഇന്ത്യയുടെ നാനോ-മിഷൻ അംഗീകരിച്ചു (5 വർഷത്തേക്ക് ₹ 1,000 കോടി).
2019 ദേശീയ നാനോ-സയൻസ് & ടെക്നോളജി മിഷൻ (NSTM) 12-ാം പദ്ധതി വിപുലീകരണത്തിന് കീഴിൽ.

4. നാനോ-ഘടനകളും ഉദാഹരണങ്ങളും
ഘടന വലിപ്പം ഉദാഹരണ ഉപയോഗം
ക്വാണ്ടം ഡോട്ട് 2–10 nm QLED ടിവികൾ, ബയോ-ഇമേജിംഗ്
നാനോകണിക (Ag) 10–50 nm റെയിൽവേയിലെ ആന്റിബാക്ടീരിയൽ പൂശുകൾ
കാർബൺ നാനോട്യൂബ് 1–50 nm Ø ഭാരം കുറഞ്ഞ ഓവർഹെഡ് റെയിൽവേ വയറുകൾ
ഫുള്ളറീൻ (C₆₀) 0.7 nm മരുന്ന് വിതരണം, ലൂബ്രിക്കന്റുകൾ
നാനോകോംപോസിറ്റ് ശക്തമായ റെയിൽ കോംപോസിറ്റുകൾ, സ്വയം-ശുദ്ധീകരണ കോച്ച് പെയിന്റുകൾ

5. ഇന്ത്യൻ റെയിൽവേയിലെ പ്രയോഗങ്ങൾ
മേഖല നാനോ-സജ്ജീകരിച്ച പരിഹാരം
കോച്ചുകൾ നാനോ-TiO₂ സ്വയം-ശുദ്ധീകരണ & ആന്റി-മൈക്രോബിയൽ പെയിന്റുകൾ (1-ആം ട്രയൽ 2019, ഹുബ്ബള്ലി വർക്ക്ഷോപ്പ്).
ട്രാക്കുകൾ നാനോ-വർദ്ധിത R400W & R350HT റെയിലുകൾ → 40 % കൂടുതൽ ഉപയോഗ ആയുസ്സ്.
വയറുകൾ CNT-ഉറപ്പിച്ച കാറ്റനറി വയറുകൾ → 20 % വൈദ്യുതി ലാഭം, 30 % ഭാരം കുറവ്.
ബെയറിംഗുകൾ നാനോ-ലൂബ്രിക്കന്റുകൾ → 15 % ഊർജ്ജ നഷ്ടം കുറയ്ക്കൽ.
സെൻസറുകൾ റിയൽ-ടൈം CO₂ & പുക കണ്ടെത്തലിനുള്ള നാനോ-കെമിറെസിസ്റ്റർ കോച്ചുകളിൽ.
വെള്ളം സ്റ്റേഷനുകളിലെ RO പ്ലാന്റുകളിൽ നാനോ-സിൽവർ & TiO₂ മെംബ്രെയ്നുകൾ → 99.9 % ബാക്ടീരിയ കൊല്ലൽ.

6. ദ്രുത റഫറൻസ് പട്ടികകൾ

A. നാനോ-സ്കെയിൽ vs. വസ്തുക്കൾ

വസ്തു ഏകദേശ വലിപ്പം
ആറ്റം (H) 0.1 nm
ഗ്ലൂക്കോസ് തന്മാത്ര 1 nm
വൈറസ് 50–200 nm
ബാക്ടീരിയ 1,000 nm (1 µm)

B. സർക്കാർ സ്ഥാപനങ്ങളും ലാബുകളും (ഇന്ത്യ)

ആക്രോണിം പൂർണ്ണ രൂപം സ്ഥാനം
DST-NSTM ഡിപ്പാർട്ട്മെന്റ് ഓഫ് സയൻസ് & ടെക് – നാനോ മിഷൻ ന്യൂ ഡൽഹി
JNCASR ജവഹർലാൽ നെഹ്രു സെന്റർ ഫോർ അഡ്വാൻസ്ഡ് സയൻസ് റിസർച്ച് ബെംഗളൂരു
IIT-B സെന്റർ ഫോർ നാനോ-സയൻസ് & എഞ്ചിനീയറിംഗ് മുംബൈ
ARC-I അഡ്വാൻസ്ഡ് റിസർച്ച് സെന്റർ ഫോർ പൗഡർ മെറ്റലർജി ഹൈദരാബാദ്
CGCRI സെൻട്രൽ ഗ്ലാസ് & സെറാമിക് റിസർച്ച് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് കൊൽക്കത്ത

7. ഒറ്റവാക്യ റിവിഷൻ ബുള്ളറ്റുകൾ
  • നാനോയുടെ സുവർണ്ണ അനുപാതം: 1–100 nm, ഇവിടെ ക്വാണ്ടം & ഉപരിതല പ്രഭാവങ്ങൾ ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നു.
  • മുകളിൽ നിന്ന് താഴേക്ക് സമീപനം: എച്ചിംഗ്/ലിത്തോഗ്രഫി; താഴെ നിന്ന് മുകളിലേക്ക്: ആറ്റങ്ങളുടെ സ്വയം-സംഘടന.
  • CNT ടെൻസൈൽ ശക്തി സ്റ്റീലിനേക്കാൾ 50× കൂടുതലാണ്, ഭാരത്തിൽ.
  • നാനോ-പൂശുകൾ ലൊക്കോമോട്ടീവ് പിസ്റ്റണുകളിൽ ഘർഷണം 25 % കുറയ്ക്കുന്നു.
  • ഭാരത് നാനോ-പ്രൊഡക്റ്റ്സ് ലിമിറ്റഡ്. (ഹൈദരാബാദ്) നാനോ-TiO₂ വാണിജ്യപരമാക്കുന്ന ആദ്യത്തെ പിഎസ്യു.
  • നാനോ-സിൽവർ സോക്സുകൾ ആർആർബി സ്റ്റാഫിന് 2022 ൽ വിതരണം ചെയ്തു, ഫംഗൽ അണുബാധ തടയാൻ.
  • ലോക നാനോ ദിനം: 9 ഒക്ടോബർ (10⁻⁹).

8. റെയിൽവേ പരീക്ഷകൾക്കുള്ള 15+ എംസിക്യൂകൾ
Click to expand MCQs with answers
  1. ‘നാനോടെക്നോളജി’ എന്ന പദം നാമകരണം ചെയ്തത്
    A) റിച്ചാർഡ് ഫെയ്‌ൻമാൻ
    B) നോറിയോ ടാനിഗുച്ചി
    C) എറിക് ഡ്രെക്സ്ലർ
    D) സുമിയോ ഇയിജിമ
    ഉത്തരം: B

  2. 1 നാനോമീറ്റർ തുല്യമാണ്
    A) 10⁻⁶ m
    B) 10⁻⁹ m
    C) 10⁻¹² m
    D) 10⁻³ m
    ഉത്തരം: B

  3. കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ കണ്ടെത്തിയത് ആരാണ്?
    A) കർൽ & ക്രോട്ടോ
    B) ബിന്നിഗ് & റോറർ
    C) സുമിയോ ഇയിജിമ
    D) സി.വി. രാമൻ
    ഉത്തരം: C

  4. ഇന്ത്യയുടെ ആദ്യ നാനോ-മിഷൻ ആരംഭിച്ചത്
    A) 2001
    B) 2005
    C) 2007
    D) 2014
    ഉത്തരം: C

  5. ഫുള്ളറീൻ C₆₀ അറിയപ്പെടുന്നത്
    A) ബക്കിബോൾ
    B) ക്വാണ്ടം ഡോട്ട്
    C) നാനോറോഡ്
    D) ഗ്രാഫീൻ ഷീറ്റ്
    ഉത്തരം: A

  6. ഇന്ത്യൻ റെയിൽവേയുടെ സ്വയം-ശുദ്ധീകരണ കോച്ച് പെയിന്റുകളിൽ ഏത് നാനോ-വസ്തുവാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്?
    A) നാനോ-സിൽവർ
    B) നാനോ-ZnO
    C) നാനോ-TiO₂
    D) നാനോ-Al
    ഉത്തരം: C

  7. ലോക നാനോ ദിനം ആചരിക്കുന്നത്
    A) 1 മെയ്
    B) 9 ഒക്ടോബർ
    C) 28 ഫെബ്രുവരി
    D) 15 സെപ്റ്റംബർ
    ഉത്തരം: B

  8. കാർബൺ നാനോട്യൂബിന്റെ ടെൻസൈൽ ശക്തി സ്റ്റീലിനേക്കാൾ ______ മടങ്ങ് ഏകദേശം ആണ്.
    A) 5
    B) 10
    C) 25
    D) 50
    ഉത്തരം: D

  9. നാനോ-സ്കെയിൽ ഇമേജിംഗ് സാധ്യമാക്കിയത് ഏത് മൈക്രോസ്കോപ്പാണ്?
    A) ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പ്
    B) സ്കാൻനിംഗ് ടണലിംഗ് മൈക്രോസ്കോപ്പ്
    C) ലൈറ്റ് മൈക്രോസ്കോപ്പ്
    D) സിമ്പിൾ മൈക്രോസ്കോപ്പ്
    ഉത്തരം: B

  10. നാനോ-സിൽവർ പ്രാഥമികമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് അതിന്റെ
    A) കാന്തിക ഗുണം
    B) ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണം
    C) ആന്റിമൈക്രോബിയൽ ഗുണം
    D) സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിവിറ്റി
    ഉത്തരം: C

  11. ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകളുടെ വലിപ്പ പരിധി ഏകദേശം ഇതിനിടയിലാണ്
    A) 1–10 nm
    B) 10–100 nm
    C) 100–500 nm
    D) 0.1–0.5 nm
    ഉത്തരം: A

  12. ഇന്ത്യയുടെ ദേശീയ നാനോ-സയൻസ് & ടെക്നോളജി മിഷൻ നടപ്പിലാക്കുന്നത്
    A) ഡിആർഡിഒ
    B) ഡിഎസ്ടി
    C) ഇസ്രോ
    D) റെയിൽവേ മന്ത്രാലയം
    ഉത്തരം: B

  13. ആറ്റം ഓരോന്നായി നാനോ-ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്ന സമീപനം ഏതാണ്?
    A) മുകളിൽ നിന്ന് താഴേക്ക്
    B) താഴെ നിന്ന് മുകളിലേക്ക്
    C) ഇടത്ത് നിന്ന് വലത്തോട്ട്
    D) മധ്യത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തോട്ട്
    ഉത്തരം: B

  14. 2030 ലെ പ്രതീക്ഷിത ആഗോള നാനോടെക് വിപണി ഏകദേശം
    A) $ 50 ബി.എൻ.
    B) $ 76 ബി.എൻ.
    C) $ 100 ബി.എൻ.
    D) $ 125 ബി.എൻ.
    ഉത്തരം: D

  15. റെയിൽവേ കോച്ചുകളിൽ നാനോ-പെയിന്റിന്റെ ആദ്യ ട്രയൽ നടന്നത്
    A) കപൂർത്തല
    B) ഹുബ്ബള്ലി
    C) പെരംബൂർ
    D) ബനാറസ്
    ഉത്തരം: B

  16. CNT-ഉറപ്പിച്ച കാറ്റനറി വയറുകൾ ഏകദേശം ______ % വൈദ്യുതി ലാഭിക്കാം.
    A) 5
    B) 10
    C) 20
    D) 40
    ഉത്തരം: C

  17. ഫുള്ളറീൻ കണ്ടെത്തലിനുള്ള നോബൽ സമ്മാനം നൽകിയത്
    A) 1985
    B) 1990
    C) 1996
    D) 2000
    ഉത്തരം: C

  18. ഇനിപ്പറയുന്നവയിൽ ഏതാണ് സ്വാഭാവിക നാനോ-വസ്തുവല്ലാത്തത്?
    A) കളിമണ്ണ്
    B) വൈറസുകൾ
    C) ഗ്രാഫീൻ
    D) താമരയില മെഴുക്
    ഉത്തരം: C (സംശ്ലേഷിച്ചത്)

  19. 1 nm സ്വർണം ക്യൂബിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ ഏകദേശ എണ്ണം
    A) 8,800
    B) 88,000
    C) 880,000
    D) 8.8 ദശലക്ഷം
    ഉത്തരം: B

  20. 2019-24 കാലയളവിലെ ഇന്ത്യയുടെ നാനോ-മിഷൻ ബജറ്റ് ആയിരുന്നു
    A) ₹ 350 കോടി
    B) ₹ 500 കോടി
    C) ₹ 650 കോടി
    D) ₹ 1,000 കോടി
    ഉത്തരം: C


🎯 ഓർക്കുക: നാനോ = 10⁻⁹ m; ഫെയ്‌ൻമാൻ 1959, ടാനിഗുച്ചി 1974, CNT 1991; DST-നാനോ മിഷൻ 2007; റെയിൽവേ നാനോ-TiO₂ പെയിന്റുകളും CNT വയറുകളും ഊർജ്ജവും ആരോഗ്യവും ലാഭിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.