कार्बनचे नवे अपरूप

प्रा. शहाजी मोरे किंवा कोळसा हे एक अत्यंत बहुगुणी व बहुरूपी मूलद्रव्य आहे. तसेच ते विक्षिप्तही आहे. कोळसा, ग्रॅफाइट (कागदावर लिहिण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या पेन्सीलमधील काळा भाग), हिरा, फुटबॉलच्या आकारासारखे असणारे बकीबॉल हे रूप, ग्रॅफिन, कार्बन नॅनोट्युब्ज अशी त्याची विविध रूपे आहेत. जेव्हा एखाद्या मूलद्रव्याची अनेक रूपे अस्तित्वात असतात, त्या रूपांना ‘अपरूपे’ (अॅलोट्रॉप्स) असे म्हणतात. नुकतेच व ‘आयबीएम’धील शास्त्रज्ञांनी आणखी एक अपरूप प्रयोगशाळेत मिळविले आहे. या नव्या अपरूपात कार्बनचे १८ अणू एकमेकांशी एकेरी व तिहेरी बंधांनी बद्ध झालेले आहेत. अनेक शास्त्रज्ञांना या शक्यतेची खात्री होती. कार्बनचे अणू शेजारील कार्बन अणूंशी बद्ध होऊन एक शृंखलायुक्त रेणू बनवू शकतो. या शृंखलेत कार्बन दुसऱ्या कार्बनशी एकेरी बंधाने एका बाजूला व तिहेरी बंधाने दुसऱ्या बाजूला बद्ध होऊन एक लांब शृंखला किंवा वाटोळा (चक्राकार) रेणू बनवू शकतो, असा सैद्धांतिक दृष्टिकोन मांडणारा शोधनिबंध, १९८१चे रसायनशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक विजेते रॉल्ड हॉफमन यांनी काही वर्षांपूर्वी लिहिला होता. अनेक शास्त्रज्ञांनी या शोधनिबंधाचा आधार घेऊन तसे रेणू बनविण्याचे अनेक प्रयोग केले; पण व्यर्थ! काही शास्त्रज्ञांनी वायुरूप अवस्थेत असे अपरूप मिळविल्याचे उल्लेख आहेत; परंतु वायुरूप अवस्थेतील सायक्लोकार्बन या नावाने ओळखले जाणारे अपरूप अतिशय अस्थिर असते. त्याच्या स्वरूपाचा अभ्यासच करता आला नव्हता. नुकतेच प्रझेमायस्लाव्ह गॅवेल आणि त्याचे सहकारी लॉरेल स्क्रिव्हन या ऑक्सफर्ड विद्यापीठातील शास्त्रज्ञांनी कार्बनच्या १८ अणूंचे एकेरी व तिहेरी बंधांनी युक्त असे ‘सायक्लोकार्बन’ नावाचे अपरूप बनविले आहे. या शास्त्रज्ञांनी प्रथम C24O6 असे रेणूसूत्र असलेल्या पदार्थातून टप्प्याटप्प्याने कार्बन मोनॉक्साइडचे (CO) सहा रेणू विलग केले. यासाठी त्यांनी तांब्याच्या पत्र्यावर सामान्य मिठाचा (सोडियम क्लोराइड) थर पसरला. त्यावर C24O6 हा पदार्थ ठेवून तापमान शून्याखाली २६८ अंश सेल्सिअस निर्माण केले. या थंड वातावरणात कार्बन मोनॉक्साइडचे रेणू या पदार्थातून निष्कासित करण्यासाठी या शास्त्रज्ञांनी अॅटॉमिक फोर्स मोनॉक्साइडचे सहा रेणू उच्च दाबाच्या विद्युतप्रवाहाने तीन टप्प्यात काढून टाकले आणि फक्त कार्बनच्या १८ अणूंनी युक्त असा कंकणाकृती आकाराचा रेणू (सायक्लोकार्बन) मिळविण्यात ते यशस्वी झाले. या संशोधनाविषयीचा शोधनिबंध त्यांनी १५ ऑगस्टच्या ‘सायन्स’ या शोधपत्रिकेत प्रसिद्ध केला. सायक्लोकार्बनचे १८ अणू एकेरी व तिहेरी बंधाने बद्ध झाल्याचेही त्यांनी या शोधनिबंधात दाखवून दिले. एक एकेरी बंध, नंतर तिहेरी बंध, नंतर एकेरी अशा प्रकारे १८ कार्बन अणूंचे हे चक्र तयार झाले आहे. कार्बनचे चक्राकार आकाराचे असंख्य रेणू आहेत; परंतु त्यांच्यामध्ये कार्बन अणूंशिवाय अन्य मूलद्रव्यांचे अणू असतातच. बेन्झिनचा रेणू षटकोनी आकाराचे कंकणच असते. त्याच्यामध्ये सहा कार्बन अणूंबरोबर सहा हायड्रोजनचे अणू बद्ध झालेले असतात. फक्त दुहेरी किंवा एक एकेरी व एक तिहेरी बंध अशा पद्धतीने कार्बनचे अणू बद्ध होऊन चक्राकार रेणू बनवू शकतात का, हा खूप दिवसांपासून चर्चेचा विषय होता. तो आता निकालात निघाला आहे. सायक्लोकार्बनवरील अधिकच्या अभ्यासात असे निष्पन्न झाले आहे, की ते अर्धवाहक; म्हणजे काही प्रमाणात वीजवाहक (सेमीकंडक्टर) असतात. विजेच्या अर्धवाहकांचे इलेक्ट्रॉनिक्सच्या क्षेत्रात उपयोग व स्थान अतिशय महत्त्वाचे आहे. सायक्लोकार्बनवरील संशोधन जसे पुढे जाईल, तसे त्याचे उपयोग लक्षात येतील. सध्या तरी कार्बनचे नवे अपरूप जगापुढे आले आहे

from Science & Technology News: Science News Updates, Science Technology News in Marathi | Maharashtra Times https://ift.tt/2HSWhkz