‘ಕ್ರಯೋ’ ಅಂದರೆ ‘ತಂಪು’ ಅಥವಾ ‘ಶೀತಲ’, ‘ಜೆನಿಕ್ಸ್’ ಅಂದರೆ ‘ಉತ್ಪಾದಿಸುವ’ ಎಂಬ ಅರ್ಥವನ್ನು ಗ್ರೀಕ್ ಪದಗಳಿಂದ ಪಡೆದು ‘ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ಸ್’ ಎಂದು ಹೆಸರು ಪಡೆದುಕೊಂಡಿದೆ. ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ಸ್ ನಲ್ಲಿ ನಿರತರಾಗಿರುವ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳನ್ನು ‘ಕ್ರಯೋಜನಿಸ್ಟ್’ ಮತ್ತು ಈ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ‘ಕ್ರಯೋಜನ್’ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ಸ್ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಯುನೈಟೆಡ್ ಕಿಂಗ್ಡಮ್ ನ ಜೇಮ್ಸ್ ಡೆವರ್ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿಯು 1892ನೆಯ ಇಸವಿಯಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಬಾರಿ ಕಂಡು ಹಿಡಿದರು.

ಉಷ್ಣಾಂಶ ಈ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಬಹು ಮುಖ್ಯ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ನಮ್ಮ ದೇಹದ ಉಷ್ಣಾಂಶವನ್ನೇ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳೋಣ, 98.6 F ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ ನಮ್ಮ ದೇಹದ ಅನೇಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಹಳಷ್ಟು ಮಾರ್ಪಾಡುಗಳಾಗುತ್ತವೆ, ನಮಗೆ ಜ್ವರ ಬಂದಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅದೇ ರೀತಿ ಉಷ್ಣಾಂಶ ಕಡಿಮೆಯಾದರೂ ಇನ್ನಷ್ಟು ವ್ಯತಿರಿಕ್ತ ಪರಿಣಾಮಗಳು ನಮ್ಮ ದೇಹಕ್ಕೆ ಬಂದು ಒದಗುತ್ತದೆ. ದಿನ ನಿತ್ಯ ನಾವು ಮಾಡುವ ಅಡುಗೆಯಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣಾಂಶಗಳ ಬದಲಾವಣೆಯ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನೇ ಇಟ್ಟುಕೊಂಡು ಅನೇಕ ಭಕ್ಷ್ಯಗಳನ್ನೇ ತಯಾರಿಸುತ್ತೇವೆ. ಘನವಾಗಿದ್ದ ಬೆಣ್ಣೆಯನ್ನು ಬಿಸಿ ಮಾಡಿ, ದ್ರವ ರೂಪದ ತುಪ್ಪವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತೇವೆ, ಫ್ರಿಜ್ ನ ಫ್ರೀಜರ್ ನಲ್ಲಿ ಹಾಲಿನ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಇಟ್ಟು ಐಸ್ ಕ್ರಿಂ ತಯಾರಿಸುತ್ತೇವೆ. ಹೀಗೆ ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಉಷ್ಣಾಂಶ ಬದಲಾದಾಗ ಅದರಲ್ಲಿ ಆಗುವ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಮೂಲವಾಗಿಟ್ಟು ಕೊಂಡು ಜೀವನದ ಅನೇಕ ಅವಿಷ್ಕಾರಗಳು ಮತ್ತು ದೈನಂದಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳು ಬಹಳ ವರ್ಷಗಳು, ದಶಕಗಳು, ಶತಮಾನಗಳಿಂದಲೇ ನಡೆಯುತ್ತಿವೆ.

ಉಷ್ಣಾಂಶವನ್ನು ಮೂಲವಾಗಿಟ್ಟುಕೊಂಡಿರುವ ಹಲವು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ  ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ಸ್ ಒಂದು. ಅತಿ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣಾಂಶಕ್ಕೆ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ ಅದರಲ್ಲಿ ಆಗುವ ಬದಲಾವಣೆಗಳ  ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಆ ಬದಲಾವಣೆಗಳ ಲಾಭವನ್ನು ದಿನನಿತ್ಯದ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ‘ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ಸ್’ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ಸ್ ಎಂಬ ಪದವು ಗ್ರೀಕ್ ಮೂಲದ್ದಾಗಿದ್ದು, ‘ಕ್ರಯೋ’ ಅಂದರೆ ‘ತಂಪು’ ಅಥವಾ ‘ಶೀತಲ’, ‘ಜೆನಿಕ್ಸ್’ ಅಂದರೆ ‘ಉತ್ಪಾದಿಸುವ’ ಎಂಬ ಅರ್ಥವನ್ನು ಗ್ರೀಕ್ ಪದಗಳಿಂದ ಪಡೆದು ‘ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ಸ್’ ಎಂದು ಹೆಸರು ಪಡೆದುಕೊಂಡಿದೆ. ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ಸ್ ನಲ್ಲಿ ನಿರತರಾಗಿರುವ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳನ್ನು ‘ಕ್ರಯೋಜನಿಸ್ಟ್’ ಮತ್ತು ಈ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ‘ಕ್ರಯೋಜನ್’ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.   ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ಸ್ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಯುನೈಟೆಡ್ ಕಿಂಗ್ಡಮ್ ನ ಜೇಮ್ಸ್ ಡೆವರ್ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿಯು 1892ನೆಯ ಇಸವಿಯಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಬಾರಿ ಕಂಡು ಹಿಡಿದರು.

ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ಸ್ ಬಗ್ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿವರ ತಿಳಿಯುವ ಮೊದಲು ಉಷ್ಣಾಂಶದ ಅಳತೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಬೆಳಕು ಚೆಲ್ಲೋಣ ಬನ್ನಿ. ಉಷ್ಣಾಂಶದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಂಟಿಗ್ರೇಡ್(°C), ಡಿಗ್ರಿ ಫಾರನ್ ಹೀಟ್(°F) ಮತ್ತು ಕೆಲ್ವಿನ್(K) ಎಂಬ ಮೂರು ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ ಅಳೆಯುತ್ತಾರೆ. ನೀರನ್ನು ದ್ರವ ರೂಪದಿಂದ ಘನ ರೂಪಕ್ಕೆ(ice) ತರುವ ಉಷ್ಣಾಂಶವು 0 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಂಟಿಗ್ರೇಡ್ , 32 ಡಿಗ್ರಿ ಫಾರನ್ ಹೀಟ್ ಅಥವಾ 273.15 ಕೆಲ್ವಿನ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಕೆಲ್ವಿನ್ ಎಂಬ ಘಟಕವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣ ಶೂನ್ಯ (absolute zero) ಉಷ್ಣಾಂಶವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಅಂದರೆ 0K ಅಥವಾ ಸೊನ್ನೆ ಕೆಲ್ವಿನ್ ಎಂಬುವುದು ಇದುವರೆಗೆ ಅಳತೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣಾಂಶದ ಪ್ರಮಾಣ. 0K ಯು -273.15 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಂಟಿಗ್ರೇಡ್  ಅಥವಾ -459.67 ಡಿಗ್ರಿ ಫಾರನ್ ಹೀಟ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ವಿಶ್ವದಾದ್ಯಂತ, ದೈನಂದಿನ ಬಳಕೆಗೆ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಂಟಿಗ್ರೇಡ್ ಅಥವಾ ಡಿಗ್ರಿ ಫಾರನ್ ಹೀಟ್ ಗಳನ್ನೇ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಆದರೆ ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ಸ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ, ಅತಿ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣಾಂಶಗಳ ಸೂತ್ರ (formula) ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಕೆಲ್ವಿನ್ ಘಟಕವು ಹೆಚ್ಚು ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಮುಖ್ಯ ಕಾರಣ ಕೆಲ್ವಿನ್ ಘಟಕದಲ್ಲಿ ಋಣಾತ್ಮಕ (negative) ಸಂಖ್ಯೆಗಳೇ ಇರುವುದಿಲ್ಲ, ಅಂದರೆ 0K ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣಾಂಶವು ಇರುವುದೇ ಇಲ್ಲ. ಈ ಮೂರೂ ಘಟಕಗಳ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸಿದ್ಧ ಸೂತ್ರ ಈ ಕೆಳಗಿದೆ:

ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿರುವ ಅಣುಗಳ ಚಲನಶಕ್ತಿ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿ, ಅದರಿಂದ ಅಣುಗಳ ನಡುವೆ ಇರುವ ಅಂತರವೂ ಸಾಕಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಆದಾಗ ಆ ವಸ್ತುಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೂ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ಬದಲಾದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದ ಆ ವಸ್ತುಗಳ ಉಪಯೋಗಗಳು ಮತ್ತು ಅದರಿಂದ ಮಾಡುವ ಇನ್ನಿತರ ಪ್ರಯೋಗಗಳೂ ಕೂಡಾ ಆಸಕ್ತಿಕರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅತಿ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣಾಂಶ ಅಂದರೆ ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ಸ್ ಉಷ್ಣಾಂಶ ಎಷ್ಟು? ಎನ್ನುವುದು ಚರ್ಚಾಸ್ಪದ ವಿಷಯವಾದರೂ, -150 °C  ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣಾಂಶವು  ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ ಉಷ್ಣಾಂಶ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಇದು ನಮ್ಮ ಮನೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಫ್ರಿಜ್ ಗಳಲ್ಲಿರುವ ಉಷ್ಣಾಂಶ(-32 °C) ಕ್ಕಿಂತ ಬಹುಪಟ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ.

 ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ಸ್ ನಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಶಾಶ್ವತ ಅನಿಲಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಸಾರಜನಕ( ), ಆಮ್ಲಜನಕ (), ಜಲಜನಕ (), ನಿಯಾನ್, ಹೀಲಿಯಂ ಅನಿಲಗಳನ್ನೇ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಈ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಕ್ರಯೋಜನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದು. ಈ ಅನಿಲಗಳು ತಮ್ಮ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣಾಂಶಕ್ಕೆ ಒಳಪಟ್ಟಾಗ ದ್ರವಗಳಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಅನಿಲಗಳ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಅದು ಈ ರೀತಿ ಇದೆ.

ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಅನಿಲಗಳ ಉಷ್ಣವಾಹಕತೆ, ಮೃದುತ್ವ, ವಿದ್ಯುತ್ ನಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಇತ್ಯಾದಿ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮಹತ್ತರವಾದ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಹೊಂದುತ್ತವೆ. ಈ ಬದಲಾವಣೆಗಳ ಮೂಲಕವೇ ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಜನಗಳಾಗುತ್ತದೆ. ಅವುಗಳು ಹೀಗಿವೆ:

ಅನಿಲಗಳ ಸಾಗಾಣಿಕೆ: ಸಾರಜನಕವು ಕ್ರಯಾನಿಕ್ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ (-196.1°C) ತನ್ನ ಗಾತ್ರವನ್ನು 600 ಪಟ್ಟು ಕುಗ್ಗಿಸಿ ಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಅಂತಹ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಅದರ ಸಾಗಾಣಿಕೆ ಸುಲಭ ಮತ್ತು ಅಗ್ಗವಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ 600 ಲಾರಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬೇಕಾಗುವ ಅನಿಲವನ್ನು, ದ್ರವ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಕೇವಲ ಒಂದೇ ಲಾರಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿ ಸಾಗಾಣಿಸಬಹುದು!

ಆಹಾರ ಸಂರಕ್ಷಣೆ: ಆಹಾರಗಳಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣಾಂಶ ಹೆಚ್ಚಾದರೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ವೇಗವಾಗಿ ನಡೆದು, ಅವು ಕೆಡುವ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳು ಹೆಚ್ಚು. ಆದುದರಿಂದ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ದ್ರವೀಕೃತ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಸಿಂಪಡಿಸಿದರೆ, ಆ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಉಷ್ಣಾಂಶವನ್ನು ದ್ರವಗಳು ಹೀರಿಕೊಂಡು, ಆಹಾರ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಧೀರ್ಘಕಾಲ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ.

ಅಂತರಿಕ್ಷಯಾನ (aerospace): ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ ಮೂಲಕ ದ್ರವೀಕೃತ ಆಮ್ಲಜನಕ ಹಾಗೂ ಜಲಜನಕವನ್ನು ಅಂತರಿಕ್ಷಯಾನಕ್ಕೆ ಬಳಸುವ ರಾಕೆಟ್ ಗೆ ಇಂಧನವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ.

ಕ್ರಯಾನಿಕ್ಸ್: ಪ್ರನಾಳೀಯ ಫಲೀಕರಣದ (invitro fertilization) ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಭ್ರೂಣವನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸಲು ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿಗಳ ದೇಹಗಳನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸಲು ಕ್ರಯಾನಿಕ್ಸ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ.

ಕ್ರಯೋಸರ್ಜರಿ: ಕೆಲವು ಶಸ್ತ್ರಚಿಕಿತ್ಸೆಗಳಲ್ಲಿ ಮಾರಣಾಂತಿಕ ಅಂಗಾಂಶಗಳನ್ನು (ಕ್ಯಾನ್ಸರ್ ಕೋಶಗಳು) ಸದೆಬಡಿಯಲು ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ ಉಷ್ಣಾಂಶವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕ್ರಯೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್: ಅತಿವಾಹಕತೆ (super conductivity) ಯ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳು ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಹೀಗೆಯೇ ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ಸ್ ನ ಲಾಭಗಳು ಉದ್ದ ಪಟ್ಟಿಯಾಗಿ ಬೆಳೆಯುತ್ತದೆ. ಮುಂದಿನ ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರಯೋಜನಿಕ್ಸ್ ಬಗ್ಗೆ ಇನ್ನಷ್ಟು ಮಾಹಿತಿ ಮತ್ತು ಉಪಯೋಗಗಳ ವಿವರ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ವಿಠಲ ಶೆಣೈ
Leave a replyComments (2)
  1. Nagesh Kumar CS July 2, 2020 at 5:07 pm

    ಉತ್ತಮವಾದ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಲೇಖನ. ನಮಗೆ ತಿಳಿಯದ ವಿಷಯವನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಬರೆದಿದ್ದಲ್ಲೆ ಲೇಖಕರಿಗೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು

    ReplyCancel
    • ವಿಠಲ್ ಶೆಣೈ July 3, 2020 at 10:43 am

      ಧನ್ಯವಾದಗಳು ಸರ್.

      ReplyCancel

Leave a Reply