கிராபீன் (Graphene)

          lஉலோகவியலில் ஒரு புரட்சியை ஏற்படுத்திக் கொண்டிருக்கும் ஒரு மூலப் பொருள் கிராபீனாகும் .,ஒரு மில்லிமீட்டரில் பல ஆயிரத்தில் ஒரு பங்கு தடிப்புள்ள கிராபீன் தகடு சில மில்லிமீட்டர் தடிப்புள்ள   எஃகைப் போல வலிமையுள்ளது .இதனால் நுண்மைத் தொழில் நுட்பம் (Nano Technology ) என்ற புதிய அறிவியல் துறை தோன்றி வளர்ச்சி பெற்றது. . கிராபீ னுக்கும்  கிராபைட்டிற்கும் தொடர்புண்டு. கிராபைட் என்பது கார்பனின் ஒரு புற வேற்றுப்பொருள் . தனிம அட்டவணையில் அணுவெண் 6 உடன் ஆறாவது இடத்திலுள்ள கார்பன்  ஓர் அலோகமாகும் (non-metal). இயற்கையில் காணப்படும் கார்பனில் படிக உருவமற்ற (amorphous) கரி, படிக உருவமுள்ள கிராபைட் ,வைரம் என மூன்று வேற்றுருக்கள் உள்ளன. இவற்றில் கார்பன் அணுக்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று வலிமையான சகப் பிணைப்பால்  இணைத்திருக்கின்றன. வடிவ அளவில் காணப்படும் வேற்றுமைகள் அவற்றின் மாறுபட்ட பண்புகளுக்குக் காரணமாக இருக்கின்றன/ .எடுத்துக்காட்டாக கிராபைட் நொறுங்கக் கூடியது.கருமை நிறத்துடன் ஒளி உட்புகா தன்மையையும் கொண்டது   ஆனால் வைரமோ கடினமானது. கண்ணாடி போன்று ஒளி உட்புகக் கூடியது

வைரம்.

கார்பன் அணுக்களால் ஆன வைரம்  ஒரு பேரியல் மூலக்கூறாகும் வைரத்தில்  ஒளி உட்புகக் கூடியது. இதன் ஒளி விலகல் எண் (refractive index )2.4.( நீருக்கு இதன் மதிப்பு 1.33 , கண்ணாடிக்கு 1.6)  ஒரு பொருளின்  எதிரொளிப்புத் திறன்( Reflecting power)  அப்பொருளின் ஒளிவிலகல் எண்ணைப் பொருத்தது கூடுதலான ஒளிவிலகல் எண் பொதுவாக க்  கூடுதலான எதிரொளிப்புத் திறனைத் கொடுக்கின்றது        .வைரத்தின் ஒளி விலகல் எண் அதிகம் என்பதால் ஏறக்குறைய 18 சதவீத ஒளியை எதிரொளித்து விடுகின்றது .இது சாதாரண க் கண்ணாடியை விட 4.5 மடங்கு அதி

கமானது .இதன் காரணமாகவே வைரங்கள் பளபளப்பாகவும் மினுமினுக்கக்கூடியதாகவும் இருக்கின்றன. வைரம் படிக வடிவம் கொண்டது. அதன் முகப்பரப்புகள் ஒரு சில குறிப்பிட்ட கோணத்தில் அமைந்திருக்குமாறு பட்டை தீட்டும் போது அதன் எதிரொளிப்புத் திறன் அதிகரிக்கின்றது  இப்பண்பை நகை உற்பத்தியாளர்கள் பயன்படுத்திக் கொள்கின்றார்கள். எதிரொளிக்கப்பட்ட ஒளி போக எஞ்சிய ஒளி வைரத்தை ஊடுருவி  நிற ப்பிரிகைக்கு  உள்ளாகின்றது .வைரம் தீவிரமானதோர் ஒளி பகுப்பு ஊடகம் என்பதால் வெள்ளொளி பன்னிற ஒளியாக வெளியேறிச் செல்கின்றது

     வைரங்கள் எக்ஸ் கதிர்களை உட்புந்து செல்ல அனுமதிக்கின்றன ,அப்போது அவை உடனொளிர்கின்றன (fluorescence) . சில வைரங்கள் புற ஊதாக் கதிர்களினால் உடனொளிர்தலை  ஏற்படுத்துகின்றன உடன் ஒளிர்வுறா வைரங்கள் தூய்மையானதாகவும் உடன் ஒளிர்வுறு வைரங்கள் வேற்றுப்பொருள் சேர்க்கையுடனும் இருக்கின்றன. தூய வைரங்களுக்கு நிறமில்லை. ஆனால் வேற்றுப்பொருள் சேரும் போது அதற்கு  மெல்லிய நீலம் . மஞ்சள் . ஆரஞ்சு போன்ற நிறங்கள் ஏற்றப்படுகின்றன.  கடினத் தன்மை மிக்க ஒரு பொருட்களுள் வைரமே அதிகக் கடினத் தன்மை கொண்டது. . வைரத்தின் கடினத் தன்மை - 10 மோ   வைரத்தை எஃகு என்றால்  எஃகை வெண்ணெய் எனலாம் என்றால் வைரத்தின் கடினத்தன்மையை ஒருவாறு ஊகித்தறியலாம். வைரம் தூளாக இருந்தாலும் அதன் கடினத் தன்மையில் குறை வு ஏற்படுவதில்லை.கடினத் தன்மை அதிகமாகவும் , உருகு நிலை  அதிகமாகவும் இருப்பதால் வைரங்கள் தொழில் துறைகளில் அதிகம் பயன்படுகின்றது. ஆழ் துளைக் கிணறுகள் தோண்டுவதற்கு உகந்த கருவிகள் ,கடினமான கலப்பு உலோகங்கள் மற்றும் திண்மப் பொருட்களை பிசிறின்றி வெட்டும் கருவிகள் போன்றவற்றில் வைரங்கள் பயன்படுகின்றன. கடினமான பாறைகளைத் தோண்டி எண்ணெய்க் கிணறுகளைக் கண்டறிய உதவும் துரப்பனக் கருவிகளில் வைரங்களே பயன்தருகின்றன.

       வைரங்கள் நீரில் கரைவதில்லை இதிலுள்ள ஒவ்வொரு கார்பன் அணுவும் அருகிலுள்ள நான்கு கார்பன் அணுக்களோடு சகப்பிணைப்பை ஏற்படுத்திக்கொள்வதால் ,கட்டற்ற எலெக்ட்ரான்களைக் கொண்டிருப்பதில்லை அதனால் வைரங்கள் மின்சாரத்தைக் கடத்துவதில்லை. ஆனால் வெப்பத்தைக் கடத்திச் செல்லும்.. இந்த வெப்பம் படிக அணித்தளங்களின் அதிர்வுகளினால் கடத்திச் செல்லப்படுகின்றது  கதிரியக்கக் கதிர்வீச்சின் தாக்குதலுக்கு உள்ளாகும் போது சில வைரங்கள் மின்சாரத்தைக் கடத்துகின்றன . கடத்தப்படும் மின்சாரத்தின் அளவு அதன் மீது விழும் கதிர்வீச்சின் செறிவைப் பொருத்தது .வைரத்தின் இப் பண்பு அணு ஆய்கருவிகளில் பயன்படுகின்றது. வைரங்களுக்கு செயற்கையாக நிறமூட்ட அதை கதிர்வீச்சிற்கு உட்படுத்துகின்றார்கள் . வைரத்தின் மின்தடை மிகவும் அதிகம். அதனால் இது நுண்மின்னணுவியல் சாதனங்களில் மின்காப்பீட்டுப் பொருளாகப் பயன்படுத்திக்கொள்ளப்ப்படுகின்றது வைரத்தின் சில முகப் பரப்புக்கள் குறைக் கடத்திகள் போலச் செயல்படுவதால் , நுண் மின் சுற்றுக்களில் பயன்படுகின்றது

                 வைரம் , கிராபைட் ,கரி போன்ற எல்லாவற்றிலும் கார்பன் அணுக்கள் மட்டுமே உள்ளன என்றாலும் அவற்றின் இயற்பியல் பண்புகள் ,மிகுந்த வேறுபாட்டுடன் காணப்படு வதற்குக் காரணம் அவற்றின் கட்டமைப்பே. வைரங்கள்  எண்முக (Octahedron)  பனிரெண்டு முக (dodecahedron) மற்றும் ஆறுமுகக் (cube) கட்டமைப்புடன் விளங்குகின்றது. இவற்றின் கலப்புடனும் படிகக் கட்டமைப்பு இருப்பதுண்டு.