మోడర్న్‌ ఆల్కెమీ.. లాబ్‌లో బంగారం

పసుపు రంగులో ధగధగలాడే బంగారం అంటే ప్రపంచవ్యాప్తంగా జనాల్లో అంతులేని మోజు. బంగారం అరుదుగా దొరుకుతుంది. బంగారు గనులు అతి పరిమితంగా ఉంటాయి. అందుకే బంగారానికి అంత విలువ. ఇబ్బడి ముబ్బడిగా దొరికే తక్కువ విలువ చేసే లోహాలతో బంగారం తయారీకి మధ్య యుగాల్లోనే ప్రయత్నాలు మొదలయ్యాయి. శతాబ్దాల ప్రయత్నాల తర్వాత శాస్త్రవేత్తలు లాబొరేటరీల్లో విజయవంతంగా బంగారాన్ని తయారు చేయగలిగారు. లాబొరేటరీల్లో బంగారాన్ని తయారు చేసే ప్రక్రియలనే ‘మోడర్న్‌ ఆల్కెమీ’గా అభివర్ణిస్తున్నారు. మోడర్న్‌ ఆల్కెమీ కథా కమామిషూ తెలుసుకుందాం.

బంగారం విలువ ఎక్కువ కాబట్టి దానికి అంత గిరాకీ. పురాతన కాలంలో నగలకే కాదు, నాణేలకూ బంగారమే వినియోగించేవారు. ఆధునిక ఆర్థిక వ్యవస్థలకు కూడా బంగారమే కీలకం. అరుదుగా ఉండే గనులను అన్వేషించి, వాటిని తవ్వి, ముడి ఖనిజాన్ని శుద్ధి చేయాలంటే రకరకాల దశల్లో రకరకాలుగా మనుషులు శ్రమించాల్సి ఉంటుంది. అంత శ్రమ లేకుండా, తక్కువ విలువైన లోహాలతో బంగారం తయారీ చేస్తే బాగుంటుందనే ఆలోచన మనుషులకు పురాతన కాలం నుంచే ఉండేది. తక్కువ విలువైన లోహాలతో బంగారం తయారీ ఎలా చేయాలనే దానిపై నానా రకాల ప్రక్రియలను ఊహించారు. 

వాటిపై రకరకాలుగా ప్రయోగాలు చేశారు. క్రమంగా ఈ ప్రక్రియలకు సంబంధించిన ‘శాస్త్రం’ ఒకటి రూపుదిద్దుకుంది. మనవాళ్లు దీనిని ‘పరుసవేది’ అని, ‘రసవిద్య’ అని అన్నారు. పాశ్చాత్యులు ‘ఆల్కెమీ’ అన్నారు. ‘అల్‌–కిమియా’ అనే అరబిక్‌ పదం నుంచి ‘ఆల్కెమీ’ అనే మాట వచ్చింది. దాదాపు నాలుగువేల ఏళ్ల కిందట ఆల్కెమీ ఆసియా, యూరోప్, ఆఫ్రికా ఖండాల్లోని వివిధ రాజ్యాల్లో విస్తృత ప్రాచుర్యంలో ఉండేది. పురాతన గ్రీకు, రోమన్‌ రాజ్యాల కాలంలో పాశ్చాత్య ప్రపంచంలో విపరీతమైన వేలంవెర్రి ఉండేది. అప్పట్లో ఈజిప్టులోని అలెగ్జాండ్రియా నగరం ఆల్కెమీ పరిశోధనలకు కేంద్రంగా ఉండేది. అదేకాలంలో, ప్రాచ్య ప్రపంచంలో భారత ఉపఖండం, చైనా ఆల్కెమీ ప్రయోగాలకు ఆలవాలంగా ఉండేవి.
 
ఆనాటి కాలంలో వేర్వేరు దేశాల్లోని రసవేత్తలు సీసం వంటి తృణలోహాలతో బంగారం తయారు చేసే ప్రక్రియ సహా కృత్రిమ పద్ధతుల్లో విలువైన రత్నాలను తయారు చేయడం, నకిలీ బంగారం, నకిలీ వెండి వంటి లోహాలను తయారు చేయడం వంటి ప్రక్రియలను వివరిస్తూ గ్రంథాలు రాశారు. క్రీస్తుశకం ఏడో శతాబ్ది నాటికి రసవిద్య ఒక మార్మికశాస్త్రం స్థాయికి చేరుకుంది. ఆల్కెమీ పేరుతో ఆనాటి సమాజంలో రకరకాల మోసాలు కూడా జరిగేవి. ఈ పరిస్థితిని భరించలేక ఇంగ్లండ్‌లో కింగ్‌ హెన్రీ–ఐV ఆల్కెమీని నిషేధించాడు.

అప్పట్లో దగ్గరగానే ఊహించారు
మిగిలిన లోహాలతో పోల్చుకుంటే, పాదరసంతో బంగారం తయారీ కొంత సులువు. పాదరసం ఎక్కడ? బంగారం ఎక్కడ? ఈ రెండింటికీ పోలిక ఏమిటి? పాదరసంతో బంగారం తయారీ ఏమిటి? అని కొట్టి పారేయకండి. రసాయనిక శాస్త్రంతో కనీస పరిచయం ఉంటే, రెండింటికీ సంబంధం ఏమిటో సులువుగానే అర్థమవుతుంది. ఆవర్తన పట్టికలో పక్కపక్కనే ఉండే మూలకాలు బంగారం, పాదరసం. వీటిలో బంగారం పరమాణు సంఖ్య 79, పాదరసం పరమాణు సంఖ్య 80. సాంకేతికంగా అర్థం చేసుకోవాలంటే, పాదరసం పరమాణువులోని 80వ ప్రోటాన్‌ను తొలగించగలిగితే, అది బంగారం పరమాణువుగా మారుతుంది. ఆధునిక కాలంలో కృత్రిమంగా బంగారాన్ని తయారు చేయడానికి శాస్త్రవేత్తలు పాదరసాన్నే ఎంపిక చేసుకున్నారు. 

కొందరు శాస్త్రవేత్తలు 1941లో ప్రయోగాత్మకంగా పాదరసం పరమాణువుల్లోని 80వ ప్రోటాన్‌ను తొలగించి, బంగారాన్ని సృష్టించగలిగారు. దీనికోసం వారు కాంతివేగంతో న్యూట్రాన్‌ కిరణాలను పంపి, పాదరసం పరమాణువుల్లోని 80వ ప్రోటాన్‌ను తొలగించారు. ఈ ప్రక్రియను ‘న్యూట్రాన్‌ బాంబార్డ్‌మెంట్‌’ అంటారు. ఈ ప్రయోగంలో తయారైన బంగారం పరమాణువులు అణుధార్మికతతో ఉండటమే కాకుండా, బాహ్య వాతావరణానికి బహిర్గతమైనప్పుడు రసాయనిక చర్యలకు లోనై, నశించిపోయాయి. ప్రయోగశాలలో బంగారాన్ని సృష్టించే ప్రక్రియల్లో ఇది తొలి పాక్షిక విజయం. అంతకంటే ముందు పురాతన రసవేత్తలెవరూ తక్కువ విలువైన లోహాలతో బంగారాన్ని తయారు చేసిన దాఖలాల్లేవు.

ఆవర్తన పట్టిక అంటే ఏమిటో తెలియని కాలంలో, మూలకాల పరమాణు సంఖ్యలపై ఏమాత్రం అవగాహన లేని కాలంలో మన భారతీయ రసవేత్తలు పాదరసం నుంచి బంగారాన్ని తయారు చేయడం సాధ్యమేనని ఊహించారు. క్రీస్తుశకం పదో శతాబ్దికి చెందిన బౌద్ధ గురువులు సిద్ధ నాగార్జునుడు, సిద్ధ నిత్యానందుడు పాదరసం నుంచి బంగారం తయారీ సాధ్యమేనని ప్రగాఢంగా విశ్వసించారు. నాగార్జునుడు తన ‘రసేంద్ర మంగళం’, నిత్యానందుడు తన ‘రసరత్నాకరం’ గ్రంథాల్లో పాదరసం నుంచి బంగారాన్ని తయారు చేయడం గురించి విపులంగా రాశారు. బంగారానికి, పాదరసానికి గల దగ్గరి సంబంధం వాళ్లకు ఎలా తెలిసిందనేది ఇప్పటికీ అంతుచిక్కని విషయమే! 

బంగారం బాదరబందీలు
ప్రయోగశాలల్లో బంగారాన్ని తయారు చేయడం సాధ్యమేనని ఇప్పటికే శాస్త్రవేత్తలు స్థూలంగా రుజువు చేయగలిగారు. ఇప్పటి వరకు అందుబాటులో ఉన్న పద్ధతుల్లో ప్రయోగశాలల్లో బంగారం తయారీ చాలా ఖర్చుతో కూడుకున్న పని కావడంతో గనుల్లో దొరికే బంగారానికి ప్రత్యామ్నాయంగా ప్రయోగశాలల్లో తయారైన బంగారాన్ని పరిగణించడం సాధ్యమయ్యే పరిస్థితులు లేవు. ఇప్పటి పద్ధతుల్లో బంగారాన్ని ప్రయోగశాలల్లో భారీ స్థాయిలో తయారు చేయడం వీలయ్యే పరిస్థితులు కూడా లేవు. గనుల్లో దొరికే బంగారం కంటే చౌకగా ప్రయోగశాలల్లో బంగారాన్ని తయారు చేయగల పద్ధతులు అభివృద్ధి చెందితే తప్ప జనాలకు పెద్దగా ప్రయోజనం ఉండదు.
 
ఇప్పటి వరకు ఇన్ని ఫలితాలను సాధించిన శాస్త్రవేత్తలు కొన్నాళ్లకు ప్రయోగశాలల్లో తక్కువ ఖర్చుతోనే ఎక్కువ పరిమాణంలో బంగారాన్ని తయారు చేయగల పద్ధతులను రూపొందించ గలుగుతారనే ఆశాభావం కూడా ఉంది. ఒకవేళ శాస్త్రవేత్తలు ఆ ప్రయత్నాల్లో విజయం సాధించినా, ప్రయోగశాలల్లో తయారైన బంగారానికి మార్కెట్‌లో అంత త్వరగా ఆమోదం లభించకపోవచ్చనే అనుమానాలు కూడా ఉన్నాయి. సంప్రదాయ పద్ధతులకు అలవాటు పడిన జనాలు గనుల్లో దొరికిన బంగారానికే ఎక్కువగా మొగ్గు చూపే అవకాశాలు ఉన్నాయని మార్కెట్‌ నిపుణులు చెబుతున్నారు. 

ఇప్పటికే శాస్త్రవేత్తలు ప్రయోగశాలల్లో కృత్రిమ వజ్రాలను విజయవంతంగా తయారు చేస్తున్నారు. వీటిని ఆభరణాల్లో కూడా విరివిగా వాడుతున్నారు. గనుల్లో దొరికిన వజ్రాలతో పోల్చుకుంటే, కృత్రిమ వజ్రాలకు గిరాకీ తక్కువగా ఉంటోంది. ఆ అనుభవంతోనే ప్రయోగశాలల్లో తయారైన కృత్రిమ బంగారానికి కూడా ఆశించిన గిరాకీ ఉండకపోవచ్చనే అంచనాలు ఉన్నాయి. గనుల్లో దొరికే బంగారానికి, ప్రయోగశాలల్లో తయారు చేసిన కృత్రిమ బంగారానికి స్వచ్ఛతలో, నాణ్యతలో ఎలాంటి తేడా లేకపోయినా, కృత్రిమ బంగారానికి జనాదరణ ఏమేరకు ఉంటుందనేదే అనుమానం.

కృత్రిమ బంగారంతో లాభాలు
గనుల్లోంచి తవ్వి తీసిన బంగారంతో పోల్చుకుంటే, ప్రయోగశాలల్లో తయారు చేసిన కృత్రిమ బంగారంతో చాలా లాభాలు ఉంటాయని శాస్త్రవేత్తలు చెబుతున్నారు. గనుల్లోంచి తవ్వి తీసిన బంగారం కంటే చౌకగా ప్రయోగశాలల్లో బంగారాన్ని తయారు చేయగలిగితే, గనుల తవ్వకం వల్ల పర్యావరణానికి కలిగే చేటును పూర్తిగా అరికట్టవచ్చని చెబుతున్నారు. గనుల్లోంచి బంగారాన్ని తీయడం వల్ల అడవుల నాశనం విపరీతంగా జరుగుతోంది. 

ముడి ఖనిజం నుంచి బంగారాన్ని వేరు చేయడానికి సైనైడ్‌ వంటి అత్యంత ప్రమాదకరమైన విషపదార్థాలను ఉపయోగించాల్సి వస్తోంది. గనుల్లో కార్మికుల శ్రమదోపిడీ విపరీతంగా జరుగుతోంది. బంగారు గనుల్లో పనిచేసే కార్మికులు తరచుగా ప్రమాదాల బారినపడటం, ప్రమాదకర రసాయనాలతో పనిచేయడం వల్ల వ్యాధిగ్రస్థులు కావడం జరుగుతోంది. ప్రయోగశాలల్లో చౌకగా బంగారాన్ని తయారు చేయగలిగితే, గనుల్లోని బంగారానికి ప్రత్యామ్నాయంగా జనాలు కృత్రిమ బంగారాన్ని ఆమోదించగలిగితే, ఇప్పటి వరకు గనుల వల్ల జరుగుతున్న అన్ని అనర్థాలనూ అరికట్టవచ్చని నిపుణులు చెబుతున్నారు.

బిస్మత్‌ నుంచి బంగారం
పాదరసం నుంచి బంగారాన్ని సృష్టించడం సాధ్యమైనా, ఆ ప్రయోగం పాక్షికంగా మాత్రమే విజయవంతం కావడంతో శాస్త్రవేత్తలు మరింత మెరుగైన ఫలితాలను సాధించే దిశగా ప్రయోగాలను ప్రారంభించారు. అమెరికన్‌ రసాయనిక శాస్త్రవేత్త, నోబెల్‌ బహుమతి గ్రహీత గ్లెన్‌ సీబోర్గ్‌ 1980లో బిస్మత్‌ నుంచి బంగారాన్ని విజయవంతంగా తయారు చేయగలిగాడు. బిస్మత్‌ పరమాణు సంఖ్య 83. బిస్మత్‌ పరమాణువుల్లోని అదనపు ప్రోటాన్లను ‘న్యూట్రాన్‌ బాంబార్డ్‌మెంట్‌’ కాకుండా వేరే ప్రక్రియలో విజయవంతంగా తొలగించగలిగాడు. పార్టికల్‌ యాక్సిలరేటర్‌ ద్వారా సీబోర్గ్‌ అదనపు ప్రోటాన్లను తొలగించి, బిస్మత్‌ను బంగారంగా మార్చగలిగాడు. 

ఈ ప్రయోగాన్ని సీబోర్గ్‌ తన బృందంతో కలసి లారెన్స్‌ బర్కిలీ నేషనల్‌ లాబొరేటరీలో విజయవంతంగా జరిపాడు. ఈ ప్రక్రియ బాగా ఖర్చుతో కూడుకున్నది కావడంతో దీనికి ఆదరణ లభించలేదు. ఈ పద్ధతిలో తయారు చేసిన బంగారం, గనుల్లోంచి తీసిన బంగారం కంటే ఎక్కువ ఖరీదు కావడంతో ప్రయోగం విజయవంతమైనా, జనాలకు ఉపయోగం లేకుండా పోయింది. పాదరసం నుంచి, బిస్మత్‌ నుంచి బంగారాన్ని తయారు చేసే ప్రక్రియల్లో మూలకాల పరమాణు నిర్మాణాన్ని మార్చడమే కీలకం. తక్కువ విలువ గల మూలకాల్లోని అదనపు ప్రోటాన్లను తొలగించడం ద్వారా వాటిని బంగారం పరమాణువులుగా మార్చడం సాధ్యమేనని శాస్త్రవేత్తలు రుజువు చేయగలిగారు.

మరిన్ని పద్ధతుల్లోనూ ప్రయోగాలు
ప్రయోగశాలల్లో బంగారాన్ని తయారు చేయడం కోసం మరిన్ని పద్ధతుల్లోనూ శాస్త్రవేత్తలు ప్రయోగాలు సాగిస్తున్నారు. వీటిలో ఇప్పటి వరకు శాస్త్రవేత్తలు ఎంచుకున్న పద్ధతులు:

1 రసాయనిక పద్ధతి
 బంగారం రకరకాల భారలోహ సమ్మేళనాల ద్రావణం నుంచి బంగారు కణాలను వేరు చేసేందుకు శాస్త్రవేత్తలు లేజర్‌ పద్ధతిని కనుగొన్నారు. సమ్మేళనాల ద్రావణంలోకి శక్తిమంతమైన లేజర్‌ కాంతిని పంపడం ద్వారా బంగారు నానో కణాలను వేరు చేయగలిగారు. చాలా ఖర్చుతో కూడిన ఈ పద్ధతిలో చాలా తక్కువ పరిమాణంలో మాత్రమే బంగారం తయారీ సాధ్యమవుతోంది. కాబట్టి బంగారం తయారీకి ఈ పద్ధతి వల్ల ఉపయోగం అంతంత మాత్రమే!

2లేజర్‌ పద్ధతి
బంగారం రకరకాల భారలోహ సమ్మేళనాల ద్రావణం నుంచి బంగారు కణాలను వేరు చేసేందుకు శాస్త్రవేత్తలు లేజర్‌ పద్ధతిని కనుగొన్నారు. సమ్మేళనాల ద్రావణంలోకి శక్తిమంతమైన లేజర్‌ కాంతిని పంపడం ద్వారా బంగారు నానో కణాలను వేరు చేయగలిగారు. చాలా ఖర్చుతో కూడిన ఈ పద్ధతిలో చాలా తక్కువ పరిమాణంలో మాత్రమే బంగారం తయారీ సాధ్యమవుతోంది. కాబట్టి బంగారం తయారీకి ఈ పద్ధతి వల్ల ఉపయోగం అంతంత మాత్రమే!

3 బ్యాక్టీరియా పద్ధతి
బ్యాక్టీరియాకు, బంగారానికి సంబంధం ఏమిటని ఆశ్చర్యం కలుగుతోందా? కొన్ని రకాల బ్యాక్టీరియాలకు బంగారాన్ని తయారు చేసే శక్తి ఉంది. ‘క్యూప్రియావిడస్‌ మెటాలిడ్యూరన్స్‌’ వంటి కొన్ని రకాల బ్యాక్టీరియాలకు బంగారం కలిసిన వివిధ సమ్మేళనాల నుంచి బంగారం అయాన్లను గ్రహించి, వాటిని స్వచ్ఛమైన బంగారు కణాలుగా మార్చే సామర్థ్యం ఉంది. భారలోహ సమ్మేళనాల నుంచి బంగారాన్ని వేరు చేసేందుకు ఇలాంటి బ్యాక్టీరియాలు ఉపయోగపడతాయి. 

వీటివల్ల విషపూరితమైన భారలోహాల కాలుష్యం తగ్గి, పర్యావరణానికి కూడా మేలు జరుగుతుందని శాస్త్రవేత్తలు చెబుతున్నారు. మిషిగన్‌ స్టేట్‌ యూనివర్సిటీకి చెందిన మైక్రోబయాలజిస్టులు కాజేమ్‌ కషేఫీ, ఆడమ్‌ బ్రౌన్‌ తొలిసారిగా భారలోహ సమ్మేళనాల నుంచి బంగారాన్ని వేరుచేయగల బ్యాక్టీరియాను గుర్తించారు.