Fri. Feb 28th, 2020

LUCA

Online Science portal by KSSP

നിയോഡൈമിയം മൂലകത്തെ പരിചയപ്പെടാം..

ഡോ. ബിന്ദു ഷര്‍മിള

അസി. പ്രൊഫസര്‍, രസതന്ത്രവിഭാഗം,മഹാരാജാസ് കോളേജ്

നിയോഡൈമിയം മൂലകത്തെ പരിചയപ്പെടാം

അറ്റോമിക നമ്പര്‍ അറുപതായ മൂലകമാണ് നിയോഡെര്‍മിയം. ബാറണ്‍ കാള്‍ ഓറന്‍വോണ്‍ വെല്‍സ് ബാച്ച് (Carl Auer von Welsbach) എന്ന ആസ്ട്രേലിയന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് 1885ല്‍ ഡിസ്മിയം എന്ന പദാര്‍ത്ഥത്തില്‍ നിന്നും നിയോഡൈമിയത്തേയും പ്രാസിയോഡൈമിയത്തേയും വേര്‍തിരിച്ചത്

ഗ്രീക്ക് പദങ്ങളായ നിയോസ് (പുതിയ) ഡിഡിമോസ് (ഇരട്ട) എന്നിവയില്‍ നിന്നാണ് നിയോഡൈമിയം എന്ന പേര് ഉണ്ടായത്. ലാന്തനൈഡുകളില്‍ ഉള്‍പ്പെടുന്ന റെയര്‍ എര്‍ത്ത് മൂലകമാണിതെങ്കിലും കൊബാള്‍ട്ട് (Co), നിക്കല്‍ (Ni) എന്നീ മൂലകങ്ങളേക്കാള്‍ സാധാരണയായി കാണപ്പെടുന്നു. സീറിയ(Ce) ത്തിന് ശേഷം ഭൂതലത്തില്‍ ഏറ്റവും കൂടുതലുള്ള ഇതിന്റെ സാന്നിധ്യം 38mg/Kg ആണ്. നിയോഡൈമിയം പ്രകൃതിയില്‍ സ്വതന്ത്രമൂലകമായി സ്ഥിതിചെയ്യുന്നില്ല. മോണോസൈറ്റ്, ബാസ്റ്റനസൈറ്റ് എന്നീ അയിരുകളിലാണ് നിയോഡൈമിയം ഉള്ളത്. ചൈനയിലാണ് കൂടുതലായി ഖനനം ചെയ്യുന്നത്. ഇന്ത്യ, അമേരിക്ക, ബ്രസീല്‍, ശ്രീലങ്ക എന്നി രാജ്യങ്ങളിൽ പ്രധാനമായും നിയോഡൈമിയം ഖനനവും സംസ്കരണവും നടക്കുന്നു.

ബാസ്റ്റനസൈറ്റ് (Bastnäsite) എന്നീ അയിര് കടപ്പാട് വിക്കിപീഡിയ

60 പ്രോട്ടോണുകളും 84 ന്യൂട്രോണുകളും 60 ഇലക്ട്രോണുകളും ഉള്ള Nd-ത്തിന്റെ അറ്റോമികമാസ് 144.24 ആണ്. ലാന്തനൈഡുകളില്‍ ഏറ്റവും തീവ്രതയുള്ള പര്‍പ്പിള്‍ നിറം ഉള്ളത് നിയോഡൈമിയത്തിനാണ്. Nd അടങ്ങിയ റെയര്‍ എര്‍ത്ത് മിനറലിന് പര്‍പ്പിള്‍ നിറം കൊടുക്കുന്നത് Nd+3 ഇലക്ടോണ്‍ ക്രമീകരണമാണ്.

Neodymium(III)-sulfate

വ്യത്യസ്ത പ്രകാശത്തിൽ  നിയോഡൈമിയത്തിന്റെ നിറം വെള്ള , മഞ്ഞ, ബ്രൗണ്‍ എന്നിങ്ങനെ മാറുന്നു. രണ്ടു രൂപാന്തരങ്ങളില്‍ ഈ മൂലകം കാണപ്പെടുന്നു. അഞ്ച് സ്ഥിരതയുള്ള ഐസോടോപ്പുകള്‍ ഉണ്ട്. Nd142, Nd143, Nd145, Nd146, Nd148 എന്നിവയാണവ. അതില്‍ Nd142 ആണ് കൂടുതലായി കാണപ്പെടുന്നത്. (27.2%) കൂടാതെ Nd144, Nd150 എന്നീ രണ്ട് റേഡിയോ ആക്റ്റീവ് ഐസോടോപ്പുകളും ഉണ്ട്.

നിയോഡൈമിയം ഗ്ലാസ് കണ്ണടകള്‍

മിഷ് മെറ്റലില്‍ 18% നിയോഡൈമിയം ഉണ്ട്. അന്തരീക്ഷ വായുവില്‍ ഓക്സീകരിക്കപ്പെടുകയും ഓക്സീകരിക്കപ്പെട്ട പ്രതലം എളുപ്പത്തില്‍തന്നെ അടര്‍ന്നു അടര്‍ന്നു പോകുന്നത് മൂലം ഒരു സെന്റിമീറ്റര്‍ ക്യൂബ് വലിപ്പമുള്ള നിയോഡെര്‍മിയം സാമ്പിള്‍ഒരു ഒരു വര്‍ഷത്തിനുള്ളില്‍തന്നെ പൂര്‍ണമായും ഒക്സിഡൈസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഇല്ക്ടോപോസിറ്റീവ് സ്വഭാവമുള്ള നിയോഡൈമിയം തണുത്ത ജലവുമായി വളരെ സാവധാനത്തിലും തിളച്ചജലവുമായി ത്വരിതഗതിയിലും പ്രവര്‍ത്തിച്ച് Nd(II)ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ഉണ്ടാക്കുന്നു.

നിയോഡൈമിയം ഡോപ്പ് ചെയ്ത ലേസര്‍ഗ്ലാസുകള്‍

നിയോഡൈമിയത്തിന് വ്യത്യസ്മായ ഉപയോഗങ്ങള്‍ ഉണ്ട്. 1927 മുതല്‍ ഗ്ലാസ് ഡൈ ആയി ഉപയോഗിക്കുന്നു. വയലറ്റ്, ചുവപ്പ് എന്നീ നിറങ്ങള്‍ ഗ്സാസിന് ലഭിക്കുന്നതിനും അയണിന്റെ സാന്നിധ്യം മൂലമുണ്ടാകുന്ന പച്ചനിറം ഗ്ലാസില്‍ നിന്ന് ഒഴിവാക്കുന്നതിനും നിയോഡൈമിയം ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. 1047 നാനോമീറ്റര്‍, 1062 നാനോമീറ്റര്‍ എന്നീ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലുള്ള ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങള്‍ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ലേസറുകള്‍ നിര്‍മ്മിക്കാന്‍ Nd-ഡോപ്പ് ചെയ്ത ഗ്ലാസ്ല് ഉപയോഗിക്കുന്നു. സാധാരണയായി ഉപയോഗി്കുന്ന Solid State Laser ല്‍‍ ഇട്രിയം, ആലൂമിനിയം ഗാര്‍നൈറ്റ് (Nd: YAG) എന്നിവയ്ക്കൊപ്പം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉയര്‍ന്ന വിശിഷ്ട താപധാരിത (Specific Heat Capacity) ഉള്ള നിയോഡൈമിയം ക്രയോകൂളറുകളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. Ca2+ മായുള്ള സാമ്യം കാരണം Nd3+ സസ്യങ്ങളുടെ വളര്‍ച്ചക്കാവശ്യമായ വളമായു ഉപയോഗിക്കുന്നു. Sm , Nd എന്നിവ ഒരുമിച്ച് പാറകളുടെയും മറ്റും കാലം നിര്‍ണയിക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

Nd:YAG ലേസര്‍ ദണ്ഢ്

ബഹിരാകാശ സഞ്ചാരികള്‍ സ്പെക്ട്രോമീറ്റര്‍ പോലുള്ള ഉപകരണങ്ങള്‍ കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്യാന്‍ നിയോഡൈമിയം അടങ്ങിയ ഗ്ലാസ് ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു.

നിയോഡൈമിയം കാന്തം ഹാര്‍ഡ് ഡ്രൈവില്‍ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നു കടപ്പാട് വിക്കിപീഡിയ

വളരെ ശക്തിയേറിയതാണ് നിയോഡൈമിയം ലോഹക്കൂട്ടുകൊണ്ടുള്ള കാന്തങ്ങള്‍. മൈക്രോഫോണുകള്‍, ലൗഡ്സ്പീക്കറുകള്‍, ഇയര്‍ഫോണുകള്‍ , ഡിസി ഇലക്ട്രിക് മോട്ടോര്‍, കമ്പ്യൂട്ടര്‍ ഹാര്‍ഡ് ഡിസ്ക്ക് പോലുള്ളവയില്‍ ഇത് ധാരാളമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഹൈബ്രിഡ് കാറുകളിലും ഉയര്‍ന്ന പവറുള്ള ഇലക്ട്രിക് മോട്ടോറുകളിലും ജനറേറ്ററുകളിലും എയര്‍ക്രാഫ്റ്റുകളിലും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒരു Nd കാന്തത്തിന് അതിന്റെ ആയിരം മടങ്ങ് ഉയര്‍ത്താന്‍ സാധിക്കും. Nd അടങ്ങിയ കാന്തങ്ങള്‍ Sm-Co കാന്തങ്ങളേക്കാള്‍ വിലകുറഞ്ഞതും ശക്തവും ഭാരം കുറഞ്ഞവയുമാണ്. വളരെ താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവില്‍ നിയോഡൈമിയം കാന്തത്തിന് അതിന്റെ കാന്തികശക്തി നഷ്ടപ്പെടുന്നു എന്നതാണ് ഒരു ന്യൂനത.

%d bloggers like this: