മഹാനായ ഗാഡോലിനിയം

ഡോ.പി.ഷൈജു

ഭൂമിയെ മാരകമായ അള്‍ട്രാവയലറ്റ്  രശ്മികളില്‍ നിന്നും സംരക്ഷിച്ചു നിര്‍ത്തുന്ന ഓസോണ്‍ കുടയെപറ്റി നിങ്ങള്‍ കേട്ടിട്ടില്ലേ? ജീവനെ തന്‍റെ കീഴില്‍ രക്ഷിച്ചു നിര്‍ത്തുന്ന ഈ കവചത്തിനു മനുഷ്യന്‍ പരിസ്ഥിതി മലിനീകാരികളായ വസ്തുക്കള്‍ കൊണ്ട് ദ്വാരം സൃഷ്ടിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. റഫ്രിജറേറ്ററുകളിലും മറ്റും  സാധാരണ ഉപയോഗിക്കാറുള്ള ശീതീകാരികളായ ക്ലോറോഫ്ലൂറോകാര്‍ബണുകള്‍ അഥവാ CFCകളാണ് ദ്വാരമുണ്ടാകുന്ന വില്ലന്‍മാരില്‍ പ്രമുഖര്‍. CFC കളുടെ ഉപയോഗം അതുകൊണ്ടു തന്നെ ആഗോളതലത്തില്‍ നിയന്ത്രിക്കപ്പെട്ടു. പുതിയ ശീതീകാരികള്‍ ഉപയോഗിച്ച് തുടങ്ങി. ഓസോണ്‍ കുട ശക്തിപ്പെട്ടു തുടങ്ങി. പക്ഷേ CFC പകരമെത്തിയ ഹൈഡ്രോക്ളോറോഫ്ലൂറോ കാര്‍ബണുകളും (HCFCs), ഹൈഡ്രോഫ്ലൂറോ കാര്‍ബണുകളും (HFCs) വന്‍തോതില്‍ ആഗോളതാപനത്തിനിടയാക്കുന്ന ഹരിതഗൃഹ വാതകങ്ങളാണ്. അതോടെ പരിസ്ഥിതി സൌഹൃദമായി എങ്ങനെ ഫ്രിഡ്ജ് പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കാമെന്ന് ശാസ്ത്രം ആലോചിച്ചു തുടങ്ങി. അപ്പോളാണ് റെയര്‍ എര്‍ത്ത് മൂലകങ്ങളില്‍ പെട്ട ഒരംഗം സഹായ വാഗ്ദാനവുമായി എത്തുന്നത്. ഗാഡോലിനിയം എന്നാണ് മൂലകത്തിന്‍റെ പേര്. ഇതിന്‍റെ ഫെറോകാന്തിക ഗുണം ഉപയോഗിച്ച് തണുപ്പുണ്ടാക്കാം. സഹ കുടുംബക്കാരായ ചില റെയര്‍ എര്‍ത്തുമൂലകങ്ങളുമായി ചേര്‍ത്താല്‍ ഐസുണ്ടാകുന്നതിനും താഴെ -8 ഡിഗ്രീ സെല്‍ഷ്യസ് വരെ താപനില താഴ്ത്താം. ശബ്ദമോ, കുലുക്കമോ ഉണ്ടാക്കാതെ ഓസോണ്‍ വിരുദ്ധ വാതകങ്ങള്‍ പുറപ്പെടുവിക്കാതെ ആഗോള താപനം കൂട്ടാതെ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കാവുന്ന ഇത്തരം റഫ്രിജറേറ്ററുകള്‍ സാധാരണക്കാരന് താങ്ങാവുന്ന വിലയ്ക്ക് പുറത്തിറക്കാനുള്ള യത്നം ഇപ്പോളും നടന്നു കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. പരിസ്ഥിതി സൌഹൃദപരമായി റഫ്രിജറേറ്റര്‍ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കാന്‍ സഹായിക്കുമെന്ന് കരുതുന്ന ഗാഡോലിനിയത്തെ നമുക്കൊന്ന് പരിചയപ്പെടാം.  

1700കളുടെ അവസാനപാദത്തില്‍ ഈ മൂലകത്തിന്‍റെ കഥ തുടങ്ങുന്നു. വിലയേറിയ മനോഹരങ്ങളായ പിഞ്ഞാണപാത്രങ്ങളുടെ നിര്‍മ്മാണത്തില്‍ നൂറ്റാണ്ടുകളോളം ചൈനക്കായിരുന്നു കുത്തക. 1708ല്‍ ഫെല്‍ഡ്സ്പാറും (ഭൂമിയില്‍ ധാരാളമായി കാണപ്പെടുന്ന ഒരു സിലിക്കേറ്റ് ധാതു), ക്വാര്‍ട്സും (വെള്ളാരംകല്ല്) ഉപയോഗിച്ച് പിഞ്ഞാണ പാത്രങ്ങള്‍ നിര്‍മ്മിക്കാനുള്ള തന്ത്രം  രണ്ട് ജര്‍മന്‍കാര്‍   കണ്ടെത്തി. അതോടെ യൂറോപ്പില്‍ പലയിടത്തായി പിഞ്ഞാണപാത്ര നിര്‍മ്മാണ ഫാക്ടറികള്‍ സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടു. സ്വീഡനിലെ സ്റ്റോക്ഹോമില്‍ 1726ല്‍ സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ട ഫാക്ടറിയും അത്തരത്തിലുള്ളതായിരുന്നു. ഫാക്ടറിയിലേക്കായി ഗുണമേന്‍മയുള്ള ഫെല്‍ഡ്സ്പാറും ക്വാര്‍ട്സും ഖനനം ചെയ്തെടുത്തത് ഇറ്റര്‍ബി പട്ടണത്തിനടുത്തുള്ള ക്വാറിയില്‍ നിന്നായിരുന്നു. പുറംഗ്രാമം എന്നര്‍ത്ഥം വരുന്ന സ്വീഡിഷ് ഭാഷയിലെ ഇറ്റര്‍ എന്നും ബി എന്നുമുള്ള രണ്ട് വാക്കുകളില്‍ നിന്നാണ് സ്ഥലത്തിന് ഇറ്റര്‍ബി എന്ന പേര് വന്നത് (ഇറ്റര്‍ എന്നാല്‍ പുറത്ത് എന്നും ബി എന്നാല്‍ ഗ്രാമം എന്നുമാണ് അര്‍ത്ഥം). 

യോവൻ ഗഡോലിൻ

1787ല്‍ സ്വീഡിഷ് പട്ടാള ഓഫീസറും അമേച്വര്‍ ഭൌമശാസ്ത്രജ്ഞനുമായ കാള്‍ അറീനിയസ് ഇറ്റര്‍ബിയിലെ ക്വാറി സന്ദര്‍ശിച്ചു. പട്ടാളത്തിലെ ജോലിയുടെ ഭാഗമായി  വെടിമരുന്നിനെക്കുറിച്ച് പഠിക്കാനിറങ്ങുകയും അത് വഴി രസതന്ത്രത്തിലും ധാതുവിജ്ഞാനീയത്തിലും  ആകൃഷ്ടനാവുകയും ചെയ്ത ചരിത്രമാണ് അദ്ദേഹത്തിനുള്ളത്. ഇറ്റർബിയിലെ ക്വാറിയിൽ ശിലാധാതുക്കളെ പറ്റി പഠിക്കാനെത്തിയ അറീനിയസിന്‍റെ  ശ്രദ്ധ വെള്ളാരംകല്ലുകൾക്കിടയിലുള്ള, കൽക്കരിപോലെ കറുത്ത, എന്നാൽ ഭാരമുള്ള ഒരു തരം കല്ലിൽ പതിഞ്ഞു. അതുവരെ ആരും വിശദീകരിക്കാത്ത ആ ശിലയ്ക്ക് ഇറ്റർബിയുടെ സ്മരണാർത്ഥം ഇറ്റർബൈറ്റ് എന്ന പേര്  അദ്ദേഹം നൽകി. ഇറ്റര്‍ബൈറ്റിനെക്കുറിച്ച്  കൂടുതൽ അറിയാനായി അദ്ദേഹം അത് മൈൻ ഇൻസ്പെക്ടറായിരുന്ന റൈനോൾഡ് ജിയറിന് അയച്ചുകൊടുത്തു. ഒരു വർഷത്തോളം നീണ്ടുനിന്ന ചില പ്രാഥമിക പരിശോധനകൾക്ക് ശേഷം ജിയർ ഇറ്റർബൈറ്റിനെക്കുറിച്ച് ഒരു ലേഖനം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ഇരുമ്പ് പോലുള്ള ലോഹങ്ങൾക്ക് പുറമേ ആയിടെ ഷീലേ കണ്ടെത്തിയ ടങ്സ്റ്റണും പുതിയ ശിലയിലുണ്ടാകാമെന്നായിരുന്നു ലേഖനത്തിന്‍റെ ചുരുക്കം. പക്ഷേ ശാസ്ത്രത്തിൽ പ്രത്യേകിച്ച് രസതന്ത്രത്തിൽ അതീവ കുതുകിയായ അറീനിയസ് ഇതുകൊണ്ട് തൃപ്തനായില്ല. ഫ്രാൻസ് സന്ദർശനവേളയിൽ ലാവോസിയയെ സന്ദർശിച്ച് ആ കാലത്ത് ഭൂരിപക്ഷ അംഗീകാരമുണ്ടായിരുന്ന ഫ്‌ളോജിസ്റ്റൺ സിദ്ധാന്തം തെറ്റാണ് എന്ന കാര്യം പരീക്ഷണങ്ങ ളിലൂടെ മനസ്സിലാക്കുകയും ജ്വലനത്തിന്റെ പുതിയ ആശയത്തിനായി വാദിക്കുകയും ചെയ്ത വ്യക്തിയായിരുന്നു അറീനിയസ്. തന്റെ അവസാനനാളുകളിൽ പോലും ആരോഗ്യപ്രശ്‌നങ്ങൾ വകവെക്കാതെ പ്രശസ്ത രസതന്ത്രജ്ഞനായ ബെർസീലിയസിന്റെ പ്രഭാഷണങ്ങൾ കേൾക്കാൻ അദ്ദേഹം പോകാറുണ്ടായിരുന്നത്രെ. അത്രയേറെ  ജീജ്ഞ്ജാസുവായ അറീനിയസ്സിന്  ജിയറിന്‍റെ ലേഖനം തൃപ്തികരമാകാഞ്ഞതില്‍ അത്ഭുതമില്ല.

ഇറ്റര്‍ബൈറ്റിനെകുറിച്ച് കൂടുതൽ പഠിക്കാനായി അറീനിയസ് ഫിൻലാന്റിലെ ആബോ സർവ്വകലാശാലയിലെ രസതന്ത്ര പ്രഫസർ യോവൻ ഗഡോലിനെ സമീപിച്ചു. രസതന്ത്രത്തില്‍ അക്കാലത്തെ അഗ്രഗണ്യനായ വ്യക്തിയായിരുന്നു ഗാഡോലിന്‍. സ്വീഡിഷ്, ഫിന്നിഷ്, ഇംഗ്ലീഷ്, ഫ്രഞ്ച്, ജര്‍മന്‍, റഷ്യന്‍, ലാറ്റിന്‍ തുടങ്ങിയ ഭാഷകളില്‍ പ്രവീണനായ അദ്ദേഹം വിവിധ യൂറോപ്യന്‍ രാജ്യങ്ങള്‍ സന്ദര്‍ശിക്കുകയും രസതന്ത്രത്തില്‍ കൂടുതല്‍ അവഗാഹം നേടുകയും ചെയ്തിരുന്നു. വാതകങ്ങളുടെ വിശിഷ്ടതാപ ധാരിതയെ പറ്റിയും, ധാതുക്കള്‍, ലോഹങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയവയെ പറ്റിയും  ശ്രദ്ധേയമായ അനേകം ശാസ്ത്രലേഖനങ്ങള്‍ അദ്ദേഹത്തിന്‍റേതായി ഉണ്ടായിരുന്നു. മികച്ച ഒരു അദ്ധ്യാപകന്‍ കൂടിയായിരുന്ന  ഗാഡോലിനാണ്   സ്വീഡിഷ് ഭാഷയിലെ ആദ്യ ആധുനിക രസതന്ത്ര പാഠപുസ്തകം പുറത്തിറക്കിയത്. ഫ്ലോജിസ്റ്റണ്‍ സിദ്ധാന്തത്തിന് വിരുദ്ധമായി ഓക്സിജനാണ് കത്താന്‍ സഹായിക്കുന്നതെന്ന ലാവോസിയയുടെ ആശയം അദ്ദേഹം ആ ഗ്രന്ഥത്തില്‍ അവതരിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ടായിരുന്നു !. ഇതെല്ലാം പരിഗണിച്ചാണ് അറീനിയസ് ഇറ്റര്‍ബൈറ്റ് സാമ്പിള്‍ ഗാഡോലിനെ ഏല്‍പ്പിച്ചത്. 

 ഇറ്റര്‍ബൈറ്റിന്‍റെ പേര് ഗാഡോലിന്‍ ഇറ്ററൈറ്റ്  എന്നു  പരിഷ്കരിച്ചു. തുടര്‍ന്ന് 1794ല്‍  അദ്ദേഹം തന്‍റെ വിശ്ലേഷണ ഫലങ്ങള്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ” ഇറ്ററൈറ്റ് സാമ്പിളില്‍ 31 ശതമാനം സിലിക്കയും, 19 ശതമാനം  അലൂമിനിയം ഓക്സൈഡും, 12ശതമാനം അയേണ്‍ ഓക്സൈഡും അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്.  സുപ്രധാനമായ ഒരു കാര്യം സാമ്പിളിന്‍റെ 38 ശതമാനം ഇത് വരെ അറിയപ്പെടാത്ത ഒരു മൂലകത്തിന്‍റെ ഓക്സൈഡ് ആണ് എന്നതാണ് “.   ഇതായിരുന്നു  അദ്ദേഹത്തിന്‍റെ കണ്ടെത്തല്‍ . പുതിയ മൂലകത്തിന്‍റെ ഓക്സൈഡിനു   ഇട്രിയ എന്നു പേരിട്ടു. മൂലകത്തിന് ഇട്രിയം എന്നും. (പക്ഷേ ഗാഡോലിന് ഈ വിശ്ലേഷണത്തില്‍ ഒരു ചെറിയ പിഴവ് പറ്റി. ഇറ്ററൈറ്റില്‍ ശരിക്ക് അലൂമിനിയം ആയിരുന്നില്ല ബെറിലിയം ആയിരുന്നു ഉണ്ടായിരുന്നത്. ബെറിലിയം അന്ന് കണ്ടെത്തിയിരുന്നില്ല.  1798ല്‍ ല്യൂയിസ് നിക്കോളാസ് വാക്വലീന്‍ ആണ്  ബെറിലിയം കണ്ടെത്തിയത്).

ഇറ്ററൈറ്റില്‍ നിന്നും ഗാഡോലിന്‍ പുതിയ മൂലകം  കണ്ടെത്തിയതോടെ രസതന്ത്രത്തിലെ പ്രമുഖന്‍മാരുടെ ശ്രദ്ധ അതിലേക്കു തിരിഞ്ഞു. വാക്വലീന്‍, ഹെന്‍റിച്ച് ക്ലാപ്രോത്ത്, ബെര്‍സീലിയസ്  തുടങ്ങിയവര്‍ അതിലുള്‍പ്പെടുന്നു. വാക്വലീന്‍, ഹെന്‍റിച്ച് ക്ലാപ്രോത്ത് തുടങ്ങിയവര്‍ ഇറ്ററൈറ്റിന്‍റെ പേരോന്നു മാറ്റി. ഗാഡോലിനിനോടുള്ള  ആദരവ് കാണിക്കാന്‍  ഗാഡോലിനൈറ്റ് എന്ന പേരാണ് അവര്‍ സ്വീകരിച്ചത്.  മൂലക ചരിത്രത്തില്‍ ഗാഡോലിനൈറ്റ് ഒരു വമ്പന്‍ വഴിത്തിരിവാണ് ഉണ്ടാക്കിയത്. പത്തു മൂലകങ്ങള്‍ ഈ ശിലയില്‍  നിന്നു കണ്ടെത്തി. ഇട്രിയം, ഇറ്റര്‍ബിയം, ടെര്‍ബിയം, എര്‍ബിയം, തൂലിയം, സ്കാന്‍ഡിയം, ഹോള്‍മിയം, ഡിസ്പ്രോസിയം, ല്യൂട്ടീഷ്യം എന്നിവ ഉള്‍പ്പെടുന്ന പട്ടികയില്‍ നമ്മുടെ ഗാഡോലിനിയവും ഉള്‍പ്പെടുന്നു.

ഗാലിസാഡ് ദെ മാരിനാക്

1880 ലാണ് ഗാഡോലിനിയം കണ്ടെത്തുന്നത്. ഗാഡോലിന്‍ അല്ല കണ്ടെത്തലിന് പിന്നില്‍. ഗാലിസാഡ് ദെ മാരിനാക് (Jean Charles Galissard de Marignac) എന്ന രസതന്ത്രജ്ഞനാണ് ആ ബഹുമതിയ്ക്കര്‍ഹന്‍. ഗാഡോലിനൈറ്റില്‍  ചെറിയ അളവില്‍ ഗാഡോലിന്‍ അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട് എങ്കിലും സമാര്‍സ്കൈറ്റ് എന്ന പേരില്‍ അറിയപ്പെട്ടിരുന്ന ധാതുവില്‍ നിന്നാണ് മാരിനാക് പുതിയ മൂലകം കണ്ടെത്തുന്നത്. റഷ്യന്‍ മൈന്‍ ഓഫീസറായിരുന്ന സമാര്‍സ്കിയുടെ സ്മരണയിലാണ് സമാര്‍സ്കൈറ്റിന് ആ പേര് വന്നത്. ഫ്രഞ്ച് രസതന്ത്രജ്ഞനായ ലേകോക്ക് – ദെ- ബോയ്സ് ബോഡ്രാന്‍ 1879ല്‍ സമാര്‍സ്കൈറ്റില്‍ നിന്നും ഒരു പുതിയ മൂലകത്തെ കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. സമേറിയം എന്ന പേര് അദ്ദേഹം ആ മൂലകത്തിന് നല്കി. ആദ്യമായാണ്  ഒരു വ്യക്തിയുടെ പേരില്‍ നിന്നും ഒരു മൂലകത്തിന് പേര് വരുന്നത്. സമാര്‍സ്കൈറ്റില്‍ നിന്നും മാരിനാക് പുതിയ മൂലകം കണ്ടെത്തിയപ്പോള്‍ അതിനുള്ള പേരും, മാരിനാകിന്‍റെ സമ്മതത്തോടെ,    ബോയ്സ്ബോഡ്രാന്‍ നിര്‍ദ്ദേശിച്ചു. “ഗാഡോലിനിയം”.  അതായിരുന്നു പേര്. ഒരു വ്യക്തിയുടെ പേരില്‍ അറിയപ്പെടുന്ന രണ്ടാമത്തെ മൂലകം. ഗാഡോലിനിന്‍റെ പേരാണ് മൂലകത്തിനിട്ടതെങ്കിലും ആ പേരിന്‍റെ മൂലരൂപം വന്നത് ഹീബ്രുവില്‍ നിന്നാണ്. ഹീബ്രുവില്‍ നിന്നു പേര് വന്ന ഏക മൂലകവും ഗാഡോലിനിയമാണ്. മഹത്തരം   എന്നാണ് ഗഡോല്‍ എന്ന ഹീബ്രൂ വാക്കിനര്‍ത്ഥം. 

ഗാഡോലിനിയം ലോഹം

റെയര്‍ എര്‍ത്ത്സ്  അഥവാ ദുര്‍ലഭ മൃത്തുക്കള്‍ എന്നറിയപ്പെടുന്ന പതിനേഴ് അംഗ മൂലക കുടുംബത്തില്‍  പെടുന്ന മൂലകമാണ് ഗാഡോലിനിയം. ദുര്‍ലഭരെന്നാണ് പേരെങ്കിലും പ്രകൃതിയില്‍ ഈ കുടുംബാംഗങ്ങളില്‍ പലരുടേയും സാന്നിദ്ധ്യം തീരെ കുറവല്ല. വേര്‍തിരിച്ചെടുക്കാനും ശുദ്ധീകരിക്കാനും ഉള്ള ബുദ്ധിമുട്ട് കൊണ്ട് ആദ്യ കാലങ്ങളില്‍ ഇവയുടെ ലഭ്യത കുറവായിരുന്നു എന്നത് കൊണ്ടാണ്  ദുര്‍ലഭര്‍ എന്ന പേര്  വരാന്‍ കാരണം.  f – ബ്ളോക്ക് മൂലക കുടുംബമായ ലാന്തനോണുകള്‍ (lanthanides) ഈ കുടുംബത്തില്‍പ്പെടുന്നു. ആറ്റോമിക നമ്പര്‍ 57 ആയി വരുന്ന ലാന്തനം മുതല്‍ 71 ആയ ല്യൂട്ടീഷ്യം വരെ 15 ലോഹങ്ങള്‍ ലാന്തനോണ്‍ കുടുംബത്തില്‍ ഉണ്ട്. ലാന്തനോണ്‍ മൂലകങ്ങള്‍ അടങ്ങിയ ധാതുക്കളില്‍ സാധാരണയായി കണ്ടു വരാറുള്ള,, അവയോട് സാദൃശ്യമുള്ള, വേര്‍തിരിച്ചെടുക്കാന്‍ താരതമ്യേനെ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള, സ്കാന്‍ഡിയത്തേയും (ആറ്റോമിക നമ്പര്‍ 21) ഇട്രിയത്തേയും (ആറ്റോമിക നമ്പര്‍ 39) ലാന്തനോണുകള്‍ക്ക് ഒപ്പം ചേര്‍ത്താണ് ദുര്‍ലഭ മൃത്തുക്കള്‍ എന്നു വിളിക്കാറുള്ളത്.  ഗാഡോലിനിയം ഒരു ലാന്തനോണ്‍ മൂലകമാണ്. 

ഗാഡോലിനൈറ്റ്

ഗാഡോലിനിയത്തിന്‍റെ ആറ്റോമിക നമ്പര്‍ 64 ആണ്. പ്രതീകം Gd. ഭൂമിയില്‍ ലഭ്യതയുടെ കാര്യത്തില്‍  നിക്കലിനും  ആഴ്സനിക്കിനും ഒക്കെ മുകളില്‍ 40ആം സ്ഥാനമാണ് ഗാഡോലിനിയത്തിനുള്ളത്. കേരളത്തിലെ തീരപ്രദേശത്ത് കാണപ്പെടുന്ന മോണോസൈറ്റ് ധാതു  ഈ മൂലകത്തിന്‍റെ പ്രധാന സ്രോതസ്സാണ്. വെള്ളിപോലെ തിളങ്ങുന്ന ഗാഡോലിനിയത്തെ അടിച്ചു പരത്താനും (malleable), വലിച്ചു നീട്ടി കമ്പികളാക്കാനും (ductile) സാധിയ്ക്കും. ദ്രവണാങ്കം 1312 ഡിഗ്രീ സെല്‍ഷ്യസും തിളനില 3273 ഡിഗ്രീ സെല്‍ഷ്യസുമാണ്. ക്യുബിക് സെന്‍റീമീറ്ററിന്  7.9 ഗ്രാം ആണ് സാന്ദ്രത. പ്രകൃതിയില്‍ ഒരു റേഡിയോ ഐസോടോപ്പ് ഉള്‍പ്പെടെ ഏഴ് ഐസോടോപ്പുകളാണ് ഗാഡോലിനിയത്തിനുള്ളത്. ഇതില്‍ ഗാഡോലിനിയം -152 ആണ് ഏറ്റവും കൂടുതലായി  കാണപ്പെടുന്നത്.  ഇരുമ്പ്, ക്രോമിയം പോലുള്ള ലോഹങ്ങളുടെയും അവയുടെ സങ്കരങ്ങളുടെയും  നാശനശേഷി കുറയ്ക്കാനും, പണിത്തരങ്ങള്‍ക്ക് അവയെ കൂടുതല്‍ വഴക്കമുള്ളതാക്കി തീര്‍ക്കാനും അവയില്‍ ചെറിയ  തോതില്‍ ഗഡോലിനിയം ചേര്‍ക്കുന്നതിലൂടെ സാധിയ്ക്കും. ആര്‍ദ്രതയുള്ള വായുവില്‍ തുറന്നു വെച്ചാല്‍ ഓക്സിജനുമായി പ്രവര്‍ത്തിച്ചുണ്ടാകുന്ന ഓക്സൈഡ് ആവരണം ഈ ലോഹത്തിന്‍റെ തിളക്കം കുറയ്ക്കും. ഓക്സൈഡ് ആവരണം പാളികളായി ഇളകിപോകുന്ന സ്വഭാവമുള്ളതായത് കൊണ്ട് ലോഹനാശനം ഇരുമ്പിലെന്നപോലെ തുടര്‍ന്ന് കൊണ്ടേയിരിക്കും. ജലവുമായി വളരെ സാവകാശം പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ഗാഡോലിനിയം വീര്യം കുറഞ്ഞ ആസിഡുകളുമായി നന്നായി പ്രവര്‍ത്തിക്കും. പക്ഷേ ഹൈഡ്രോഫ്ലൂറിക് ആസിഡ് ഈ സ്വഭാവത്തിന് ഒരപവാദമാണ്. ഹൈഡ്രോഫ്ലൂറിക് ആസിഡുമായി പ്രവര്‍ത്തിച്ചുണ്ടാകുന്ന ഗാഡോലിനിയം ട്രൈ ഫ്ലൂറൈഡ് ഒരു സംരക്ഷണ കവചമായി ഗാഡോലിനിയത്തെ പൊതിയുന്നത് കൊണ്ട് തുടര്‍ന്നുള്ള രാസപ്രവര്‍ത്തനം നിലയ്ക്കും. സാധാരണയായി +3 ഓക്സീകരണാവസ്ഥയാണ് ഗാഡോലിനിയം കാണിക്കുന്നത്.

പാതി നിറഞ്ഞ f ഉപഷെല്ലാണ് ഈ മൂലകത്തിനുള്ളത്. ഏഴ് f ഓര്‍ബിറ്റലുകളിലും ഓരോ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ വീതം. ഗാഡോലിനിയത്തിന്‍റെ പല സ്വഭാവഗുണങ്ങള്‍ക്കും ഏകാന്തരായിരിക്കുന്ന ഈ ഇലക്ട്രോണുകളാണ് കാരണക്കാര്‍. ഉദാഹരണമായി കാന്തിക ഗുണം. ജോഡികളില്ലാത്ത f ഇലക്ട്രോണുകളാണ് ഗാഡോലിനിയത്തിന്‍റെ കാന്തിക ഗുണത്തിന് കാരണം. ഇരുമ്പിനെ ഒരു കാന്തമുപയോഗിച്ച് ആകര്‍ഷിക്കാമെന്നറിയാമല്ലോ (ഏകാന്തരായ d ഇലക്ട്രോണുകളാണ് ഇരുമ്പിന്‍റെ കാന്തികയ്ക്ക് കാരണം) കാന്തം മാറ്റിയാലും ഇരുമ്പിന് അല്പം കാന്തസ്വഭാവം നില നില്‍ക്കുന്നത് കാണാം. വസ്തുക്കളുടെ ഇത്തരത്തിലുള്ള ഗുണമാണ് ഫെറോമാഗ്നറ്റിക് ഗുണം. ഗാഡോലിനിയം 20 ഡിഗ്രീ സെല്‍ഷ്യസിനു താഴെ ശക്തമായ ഫെറോ മാഗ്നറ്റിക് ഗുണം കാണിക്കുന്നു.  പക്ഷേ 20 ഡിഗ്രീ സെല്‍ഷ്യസിന് മുകളില്‍ ഗാഡോലിനിയം കാന്തങ്ങളോട് ചെറുതായേ ആകര്‍ഷണം കാണിക്കുന്നുള്ളൂ. കാന്തികത നിലനിര്‍ത്താനും സാധിക്കില്ല. അതായത് ഈ താപ നിലയ്ക്ക് മുകളില്‍ ഗാഡോലിനിയം പാരാമാഗ്നറ്റിക് ഗുണമാണ് കാണിക്കുന്നത്. ഫെറോമാഗ്നറ്റിക് ഗുണത്തിനും പാരാമാഗ്നറ്റിക് ഗുണത്തിനും ഇടയില്‍ അതിര്‍വരമ്പിടുന്ന താപനിലയ്ക്ക് ക്യൂറി പോയിന്‍റ് എന്നാണ് പറയുക. ഗാഡോലിനിയത്തിന്‍റെ ക്യൂറി പോയിന്‍റ് 20 ഡിഗ്രീ സെല്‍ഷ്യസ് ആണ്. ഗാഡോലിനിയത്തിലെ f ഉപഷെല്ലിലെ ജോഡികളില്ലാത്ത ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഒരു കാന്തിക മണ്ഡലത്തില്‍ ഒരേ ദിശയില്‍ അണിചേര്‍ക്കപ്പെടുമ്പോളാണ് അവ ഫെറോമാഗ്നറ്റിക് സ്വഭാവം കാണിക്കുന്നത്. ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഇങ്ങനെ അണിചേരുന്നത് ചെറിയ ഒരു താപം സൃഷ്ടിക്കും. എന്നാല്‍ കാന്തിക മണ്ഡലം മാറ്റുമ്പോള്‍ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ പഴയപോലെയാകുകയും കൂടുതല്‍ തണുക്കാന്‍ ഇടയാകുകയും ചെയ്യും. ഇതാണ് മാഗ്നറ്റോ കാലറിക് പ്രതിഭാസം. ഈ പ്രതിഭാസത്തെ വികസിപ്പിച്ചാണ് പ്രകൃതി സൌഹൃദമായ റഫ്രിജറേറ്റര്‍ എന്ന ലക്ഷ്യത്തിലേക്ക് ശാസ്ത്രം കടക്കാന്‍ ശ്രമിക്കുന്നത്.

MRI സ്കാനിങ്ങില്‍ ദൃശ്യതീവ്രത (contrast) വര്‍ദ്ധിപ്പിക്കാന്‍ (MRI contrast agents) ഗാഡോലിനിയ സംയുക്തങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു(Gadolinium-Based Contrast Agents -GBCAs).

ഗാഡോലിനിയത്തിന്‍റെ പാരാമാഗ്നെറ്റിക് സ്വഭാവത്തിന്  വൈദ്യശാസ്ത്രമേഖലയില്‍ പ്രയോജനമുണ്ട്. MRI സ്കാനിങ്ങില്‍ ദൃശ്യതീവ്രത (contrast) വര്‍ദ്ധിപ്പിക്കാന്‍ (MRI contrast agents) ഇതിന്‍റെ സംയുക്തങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു(Gadolinium-Based Contrast Agents -GBCAs). ഗാഡ് അല്ലെങ്കില്‍ ഗാഡോ എന്നാണ് ഇവ സാധാരണയായി അറിയപ്പെടുന്നത്. ശരീരത്തിന്‍റെ ത്രിമാന സ്കാനിങ് സാധ്യമാക്കുന്ന പോസിട്രോണ്‍ എമിഷന്‍ ടോമോഗ്രാഫി (PET)യിലും ഗാഡോലിന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ന്യൂട്രോണുകളെ ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവ് ഗാഡോലിനിയത്തിന് വളരെ കൂടുതലാണ്. റിയാക്ടറുകളുടെ നിയന്ത്രണദണ്ഡ്, കവചം എന്നിവ നിര്‍മ്മിക്കാന്‍ ഈ പ്രത്യേകത പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു. ന്യൂട്രോണുകളെ തിരിച്ചറിയാനുള്ള ഉപകരണങ്ങളിലും ഗാഡോലിനിയം ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. വിമാനനിര്‍മ്മാണ വ്യവസായത്തിലും, കപ്പല്‍നിര്‍മ്മാണ വ്യവസായത്തിലും മറ്റും യന്ത്രഭാഗങ്ങളുടെ കേടുപാടുകള്‍ പരിശോധിക്കാന്‍ ഉപയോഗിയ്ക്കുന്ന ന്യൂട്രോണ്‍ റേഡിയോഗ്രാഫിയില്‍ ഗാഡോലിനിയം പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു. പരിശോധനയ്ക്കായി യന്ത്രങ്ങളിലൂടെ കടത്തിവിടുന്ന ന്യൂട്രോണുകളെ സ്വീകരിച്ച് അവയെ ഇലക്ട്രോണുകളാക്കി മാറ്റുന്ന കണ്‍വേര്‍ഷന്‍ സ്ക്രീനുകള്‍ ഈ ലോഹം കൊണ്ടാണ് നിര്‍മ്മിക്കുന്നത്. ഇങ്ങനെ ഉണ്ടാകുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളെ പിന്നീട് എക്സ്റേഷീറ്റില്‍ ചിത്രങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നു. ക്യാന്‍സര്‍ കോശങ്ങളെ ന്യൂട്രോണ്ഉപയോഗിച്ച് നശിപ്പിക്കുന്ന ന്യൂട്രോണ്‍ ക്യാപ്ചര്‍ തെറാപ്പിയില്‍ ഗാഡോലിനിയം-157 ഉപയോഗിക്കാം. റേഡിയോ ഐസോടോപ്പായ ഗാഡോലിനിയം -135 ഗാമരശ്മികളുടെ സ്രോതസാണ്. എല്ലുകളുടെ പഠനമുള്‍പ്പെടെ ആരോഗ്യമേഖലയിലെ പല പഠനങ്ങള്‍ക്കും ഇതില്‍ നിന്നുള്ള ഗാമാ രശ്മികള്‍  പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു. കളര്‍ ടെലിവിഷനില്‍ പച്ചനിറം നല്‍കുന്ന ഫോസ്ഫറായി ഗാഡോലിനിയം സംയുക്തങ്ങള്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നുണ്ട്. ഗാഡോലിനിയം ഇട്രിയം ഗാര്‍നെറ്റ് മൈക്രോവേവ് സാങ്കേതിക വിദ്യയില്‍ ഉപയുക്തമാക്കുന്നു. ഗാഡോലിനിയം ഗാലിയം ഗാര്‍നെറ്റ് (Gd3Ga5O12)  ആകട്ടെ കണ്ടാല്‍ വജ്രം പോലിരിക്കും. വജ്രാഭരണം വാങ്ങിക്കുന്നവര്‍ ഈ സാദൃശ്യത്തെക്കുറിച്ച് അറിഞ്ഞിരിക്കണം. അല്ലെങ്കില്‍ വഞ്ചിതരായേക്കാം. സൂപ്പര്‍കണ്ടക്റ്റിവിറ്റിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പഠനങ്ങളിലും ഗാഡോലിനിയം സംയുക്തങ്ങളുടെ സാന്നിദ്ധ്യമുണ്ട്. വലിയ പ്രതീക്ഷകളാണ് ശാസ്ത്രം ഈ മേഖലയില്‍ വച്ചുപുലര്‍ത്തുന്നത്

ജീവലോകത്തിന് ഗാഡോലിനിയം കൊണ്ട് എന്തെങ്കിലും ഗുണമുള്ളതായി അറിയില്ല. മറിച്ച്  അയോണീകരിക്കപ്പെട്ട അവസ്ഥയില്‍ അത് ഒരു വിഷമാണ് എന്നറിയാം. കാല്‍സ്യവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട വിവിധ ജീവത്പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളില്‍ ഈ ലോഹം ഇടപെടും. എന്നിരുന്നാലും വലിയ തന്മാത്രകളില്‍ കുരുക്കി വെച്ചിരിക്കുന്ന(chelating) ഗാഡോലിനിയം അയോണുകള്‍ അത്രത്തോളം അപകടകാരികള്‍ അല്ല. എം‌ആര്‍‌ഐ സ്കാനിങ്ങിലും മറ്റും GBCAs ഇപ്പൊഴും ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഈ ഒരു കാരണം കൊണ്ടാണ്. GBCAsകളുടെ വിഷസ്വഭാവത്തെ പറ്റി ഇപ്പോളും പഠനങ്ങള്‍ നടക്കുന്നു. ഗാഡോലിനിയവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണവും ഇന്ന് സജീവമായ പഠനത്തിന് വിധേയമാക്കപ്പെടുന്നുണ്ട്.               

Leave a Reply