Mon. Jun 1st, 2020

LUCA

Online Science portal by KSSP

ജലകണികകളുടെ ഓക്സൈഡ് പ്രേമം

ജലവും ലോഹഓക്സൈഡുകളും തമ്മിലുള്ള അതിസാധാരണമായ രാസപ്രവര്‍ത്ത‍നത്തിന്‍റെ ഇന്നേ വരെ അജ്ഞാതമായിരുന്ന തലങ്ങള്‍ കണ്ടെത്തിയിരിക്കുകയാണ് പ്രൊഫസര്‍ മനോസ്‌ മവ്റിക്കാക്കിസിന്‍റെ   നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷണ സംഘം.

ഏറ്റവും സാധാരണവും പ്രകൃതിയില്‍ ഏറ്റവും കൂടുതല്‍   കാണപ്പെടുന്നതുമായ    രാസ   സംയുക്തമാണ്     ജലം. അതുപോലെ തന്നെ വളരെയധികം സാധാരണമായ രാസവസ്തുക്കളാണ് ലോഹ ഓക്സൈഡുകള്‍. ക്വിക്ക് ലൈം (കാല്‍സിയം ഓക്സൈഡ്), മണല്‍ (സിലിക്കണ്‍ ഡയോക്സൈഡ്), അലുമിന (അലുമിനിയം ഓക്സൈഡ്) തുടങ്ങിയവ ഉദാഹരണം. പല ലോഹ ഓക്സൈഡുകളും  രാസപ്രവര്‍ത്തന   വേഗത  കൂട്ടുന്ന ഉല്‍പ്രേരകങ്ങള്‍ (catalysts)  ആയി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. ജലവും ലോഹഓക്സൈഡുകളും തമ്മിലുള്ള അതിസാധാരണമായ രാസപ്രവര്‍ത്ത‍നത്തിന്‍റെ ഇന്നേ വരെ അജ്ഞാതമായിരുന്ന തലങ്ങള്‍ കണ്ടെത്തിയിരിക്കുകയാണ് പ്രൊഫസര്‍ മനോസ്‌ മവ്റിക്കാക്കിസിന്‍റെ   നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷണ സംഘം. കാറ്റലിസിസ്‌, ഭൌമ രസതന്ത്രം അന്തരീക്ഷ രസതന്ത്രം തുടങ്ങി ഒട്ടേറെ രംഗങ്ങളില്‍ പ്രായോഗിക പ്രധാന്യമുള്ളതാണ് പുതിയ കണ്ടെത്തല്‍.

oxidesലോഹങ്ങളും ജലവുമായുള്ള രാസപ്രവര്‍ത്തനത്തിന്‍റെ ഉള്ളുകള്ളികള്‍ പണ്ടു മുതലേ  ശാസ്ത്ര ലോകത്തിന് പരിചിതമാണ്, കാരണം ലോഹങ്ങളുടെ ഘടന ഏറെക്കുറെ ഏകതാനമാണ്.  അതേസമയം ലോഹ ഓക്സൈഡുകളില്‍ ഓക്സിജന്‍ ആറ്റങ്ങളുടെ അഭാവം (oxygen-deficiency defect)* ചില സവിശേഷതകള്‍ക്ക് കാരണമാകുന്നു. അത് അവയുടെ സ്വഭാവത്തില്‍ ചെലുത്തുന്ന  സ്വാധീനം വളരെ വലുതാണ്‌ താനും.

ലോഹ ഓക്സൈഡുകള്‍ക്കുള്ളിലെ ഇത്തരത്തിലുള്ള ഒരു ഓക്സിജന്‍ അഭാവ കേന്ദ്രവുമായി ജലം സമ്പര്‍ക്കത്തില്‍ വരുമ്പോള്‍   അത്    രണ്ട്‌     ഹൈഡ്രോക്സില്‍    അയോണുകളായി മാറുന്നതായും അതീവ സ്ഥിരതയുള്ള ഈ ഹൈഡ്രോക്സില്‍ അയോണുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ജലത്തിന്‍റെ ആറു തന്മാത്രകൾ ചേർന്ന സുസംഘടിത ഘടനകള്‍ രൂപം കൊള്ളുന്നതായുമാണ്  പുതിയ കണ്ടെത്തല്‍. ഇത്തരം ഘടനാരൂപീകരണം ഏകതാന പ്രതലങ്ങളില്‍ നടക്കുന്നില്ല എന്നും മനസിലായി. സ്കാനിംഗ് ടണലിംഗ് മൈക്രോസ്കോപ്പ് ചിത്രങ്ങളെ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കല്‍ വിശകലനത്തിന് വിധേയമാക്കിയാണ് ശാസ്ത്രസംഘം ഈ നിഗമനങ്ങളില്‍ എത്തിച്ചേര്‍ന്നത്.

oxygen

ഈ  ഘടനകള്‍ മറ്റ്   രാസവസ്തുക്കളുമായി    എങ്ങനെ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നു എന്നതും, ഈ സ്വഭാവം ഉൽപ്രേരകങ്ങളില്‍ എങ്ങനെ ഗുണപരമായി ഉപയോഗിക്കാം എന്നതുമാണ് ഭാവി ഗവേഷണ സാധ്യതകള്‍. ജലത്തിനോട്‌ ആഭിമുഖ്യമില്ലാത്ത പ്രതലങ്ങളെ ജലാഭിമുഖ്യമുള്ളതാക്കി മാറ്റാന്‍ പുതിയ കണ്ടെത്തല്‍ ഉപയോഗിക്കാം എന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു. കൂടാതെ ഇത്തരം ഘടനകള്‍ മേഘങ്ങളുടെ രൂപീകരണം,  ആസിഡ്‌ മഴ  എന്നിവയെ എങ്ങനെ സ്വാധീനിക്കുന്നു എന്നതും പഠനാര്‍ഹമാണ്.

അമേരിക്കയിലെ വിസ്കോണ്‍സിന്‍-മാഡിസണ്‍, ഡെന്‍മാര്‍ക്കിലെ ആര്‍ഹസ്, സ്വീഡനിലെ ലുന്‍ഡ് എന്നീ യൂണിവേഴ്സിറ്റികളിലെ ഗവേഷകര്‍ അടങ്ങിയതായിരുന്നു സംഘം.

ക്രിസ്റ്റല്‍ ഡിഫക്ട്

*ലോഹങ്ങളും അവയുടെ സംയുക്തങ്ങളും സാധാരണയായി സുനിശ്ചിത ഘടനയോടെ പരല്‍ രൂപത്തിലാണ്(crystalline form) കാണപ്പെടുന്നത്. ഇവയിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ വിന്യാസം ഒരു നിശ്ചിത രീതി പിന്തുടരുന്നു. ചിലപ്പോള്‍ ഇത്തരം  ഘടനകളില്‍ നിന്ന്    ചില    ആറ്റങ്ങള്‍    നഷ്ടപ്പെടുകയോ, കൂട്ടിച്ചേര്‍ക്കപ്പെടുകയോ, സ്ഥാനം മാറുകയോ  ചെയ്യുന്നു. ഇതിനെ crystal defects എന്ന് പൊതുവേ പറയാം. ലോഹ ഓക്സൈഡുകളില്‍ ചില നിശ്ചിത  സ്ഥാനങ്ങളില്‍      ഓക്സിജന്‍    ആറ്റം      ഇല്ലാതെ വരുന്നതാണ് ഓക്സിജന്‍ അഭാവം. (oxygen – deficiency  defect).
[divider] [author image=”http://luca.co.in/wp-content/uploads/2014/08/Sangeetha_C.png” ]സംഗീത.സി
ഗവ. എന്‍ജിനീയറിങ്ങ് കോളെജ്, കോഴിക്കോട്‌
[email protected] [/author]

അവലംബം
http://www.nature.com/ncomms/2014/140630/ncomms5193/full/ncomms5193.html
http://www.news.wisc.edu/23046

%d bloggers like this: