Vethith thanimangal-Chemistry

வேதித் தனிமங்கள் கார்பன் (Carbon) கண்டுபிடிப்பு நிகழ்வுகளைப் பதிவு செய்யும் வழக்கம் இல்லாத காலத்திற்கும் முன்பிருந்தே கார்பனின் பயன்பாடு இருந்து வந்ததால் அது எப்போது யாரால் கண்டுபிக்கப்பட்டது என்பது தெரியாதிருக்கிறது . கார்பன் இயற்கையில் தனித்தும் கூட்டுப் பொருளாகவும் கிடைக்கிறது.தனிமமாகக் கார்பன் வைரமாகவும் (diamond ) கிராபைட்டு படிவுகளாகவும்,நிலக்கரியாகவும் கிடைக்கின்றது. கார்பனின் கூட்டுப் பொருட்கள் பல உள்ளன. வளிம நிலையில் இருக்கும் கார்பன் டை ஆக்சைடு கார்பன் மற்றும் ஆக்சிஜனின் சேர்கையாலானதாகும். சுவாசிக்கும் போது கார்பன் டை ஆக்சைடை கழிவாக நாம் வெளியேற்றினாலும் தாவரங்களின் வளர்ச்சிக்கு இது இன்றியமையாததாகும். ஹைட்ரோ கார்பன்களாக இது எரி வளிமத்திலும் (natural gas) பெட்ரோலியத்திலும் உள்ளது. கார்பொனேட்டுகளாக சுண்ணாம்புக்கல்,சலவைக்கல் போன்றவற்றில் காணப்படுகிறது. விலங்கினங்களின் உடலாகட்டும் தாவரங்களின் திசுக்களாகட்டும் கார்பனின் கலப்பு இல்லாதது எதுவும் இல்லை. அதனால் எப்பொருளைக் காற்றில் எரித்தாலும் கார்பன்டை ஆக்சைடு உண்டாவதும் ,முழுமையாக எரியாத நிலையில் கரியாவதும் இயல்பாகின்றது. கார்பனின் வேற்றுருக்கள் (allotropic forms) கார்பன் ஓர் அலோகமாகும். இயற்கையில் காணப்படும் கார்பனில் படிக உருவமற்ற (amorphous) கரி,கிராபைட்,வைரம் என மூன்று வேற்றுருக்கள் உள்ளன.வெள்ளைக் கார்பன்(White Carbon) என்று நான்காவது வேற்றுரு இருக்கலாம் என்று அறிந்துள்ளனர். இது சிறிய கார்கள் மற்றும் ஸ்கூட்டர்களின் உடல் கட்டமைக்கப் பயன்படுகிறது 1969 ல் கார்பனின் இந்த நான்காவது வேற்றுரு இனமறியப்பட்டது. ஆவியாக்கப்பட்ட கிராபைட்டை ,தாழ்ந்த வெப்ப நிலையில் திண்மமாக உறையச் செய்யும் போது இது காணப்பட்டது. வெள்ளைக் கார்பன் வழிச் செலுத்தப் படும் ஒளி இரு கூறாகத் தளவாகம் (Polarization) செய்யப்பட்டு உடுருவிச் செல்கிறது. கிராபைட் மிகவும் மென்மையான பொருட்களில் ஒன்று ஆனால் வைரம் மிகவும் கடினமான பொருள். எல்லாப் பொருட்களிலும் வைரமே கடினத் தன்மை (hardness) மிக்கது ,கிராபைட்டும் ஆல்பா ,பீட்டா என இரு வகைப்படுகிறது. இவை ஒத்த இயற்பியல் பண்புகளைப் பெற்றிருந்தாலும் இவற்றின் படிகக் கட்டமைப்பு மாறுபட்டிருக்கிறது. இயற்கையில் கிடைக்கும் கிராப்பைட்டில் ஆறு செவ்வகப் புறத் தளமுடைய(rhombohedral) பீட்டா வடிவம் 30 % க்கு மேல் உள்ளது. ஆனால் செயற்கையாக உற்பத்தி செய்யப்படும் கிராபைட்டில் ஆறுமுக புறத்தளமுடைய (hexagonal) ஆல்பா வடிவம் மட்டுமே உள்ளது. இயந்திரப் பண்டுவத்தினால் ஆல்பா கிராபைட்டை பீட்டா கிராபைட்டாக்க முடியும். 1000 டிகிரி C மேல் சூடு படுத்தும் போது பீட்டா கிராபைட் ஆல்பா கிராபைட்டாக உருமாறுகிறது .

குரோடோ (kroto ) மற்றும் ஸ்மாலே (smalley) என்ற விஞ்ஞானிகள் நீள் வட்டப் பந்து வடிவ C 60 ,C 70 என்று குறிப்பிடப் படும் 60,70 கார்பன் அணுக்களால் ஆன புல்லரின் (Fullerene ) என்ற குடும்பம் சார்ந்த மூலக்கூறைக் கண்டறிந்தனர். கார்பன் அணுக்களால் மட் டுமே கட்டமைக்கப்பட்ட எந்த மூலக்கூறும் புல்லரின் எனப்படும் இது கோள வடிவில் இருந்தால் அதைப் பந்து வடிவ மூலக் கூறு (bucky ball ) என்றும் நீள் உருளை வடிவில் இருந்தால் அதை கார்பன் நானோ குழல் (Carbon nano tube) அல்லது குழல் வடிவ மூலக்கூறு(Bucky tube) என்றும் கூறுவர். C60 முதன் முதலாக 1985 ல் Richard Smalley, Robert Curl,James Heath o’Breien மற்றும் Harold Kroto என்ற விஞ்ஞானிகள் கண்டறிந்தனர். C60 , C70 மட்டுமின்றி C 72, C76 , C82 , C84 C100 போன்ற புல்லரின்களையும் அறிந்துள்ளனர். மிகச் சிறிய புல்லரின் ஆக C 20 உள்ளது 6500 ஒளி ஆண்டுகளுக்கு அப்பாலுள்ள ஒரு விண்மீனைச் சுற்றி யுள்ள தூசி மண்டலத் தாலான நெபுலாவில் 2010ல் C 60 என்ற புல்லரினை கண்டறிந்தனர்.

பின்னர் இதைப் போல கிராபீன் (Graphene) என்றொரு பொருளையும் உருவாக்கினார்கள் பென்சீன் கட்டமைப்பைப் போல உள்ள இதில் கார்பன் அணுக்கள் எல்லாம் ஒரே தளத்தில் அமைந்திருக்கும் . கிராபீன் ,தேன் கூடு போன்ற படிக அணித் தளத்தில் ,ஒன்றை அணு தடிப்புடன் வெறும் கார்பன் அணுக்களின் பிணைப்பால் கட்டமைக்கப்பட்டது இதில் கார்பன்- கார்பன் பிணைப்பின் நீளம் ௦.142 நானோ மீட்டராகும் .கிராபீன் தளங்களை அடுக்கி கிராபைட்டை உருவாக்கினால் அணித்தள இடைவெளி ௦.35 நானோ மீட்டராக இருக்கும்.இதன் வலிமையும் நிலைப்புத் தன்மையும் மிகவும் அதிகம் . மெல்லியதாக இருந்தாலும் எக்கை காட்டிலும் உறுதியானதாக இருக்கின்றது. இதைக் கண்டுபிடித்து அதன் பண்புகளைத் தெரியப் படுத்தியதற்காக 2010 ல் இயற்பியலுக்கான நோபெல் பரிசு மான்செஸ்டர் பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த ஆண்ட்ரே கிம் (Andre Geim ) மற்றும் கோன்ஸ்டன்டின் நோவோசெலோவ் (Konstantin Novoselov ) ஆகியோருக்கு வழங்கப் பட்டது