સેલેનિયમ (Se): વાસ્તવિક-વિશ્વના ઉપયોગો

ઔદ્યોગિક ઉપયોગો

સેલેનિયમના અનન્ય રાસાયણિક અને ભૌતિક ગુણધર્મો, ખાસ કરીને તેની ફોટોકન્ડક્ટિવિટી (પ્રકાશવાહકતા) અને સેમિકન્ડક્ટિંગ (અર્ધવાહક) પ્રકૃતિ, વિવિધ ઉદ્યોગોમાં તેના ઉપયોગને આગળ ધપાવે છે.

ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને ફોટોનિક્સ

• ફોટોકન્ડક્ટિવ ઉપકરણો: ઐતિહાસિક રીતે રેક્ટિફાયર, ફોટોસેલ્સ અને લાઇટ મીટરમાં તેનો ઉપયોગ થતો હતો કારણ કે પ્રકાશના સંપર્કમાં આવવાથી તેનો અવરોધ નોંધપાત્ર રીતે ઘટી જાય છે.
• ઝેરોગ્રાફી/ફોટોકોપીંગ: શરૂઆતના ફોટોકોપીયરમાં ફોટોરીસેપ્ટર ડ્રમ અસ્ફટિકમય સેલેનિયમથી આવરી લેવાયેલું હતું, જે અંધારામાં ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ચાર્જ જાળવી રાખતું હતું પરંતુ પ્રકાશના સંપર્કમાં આવતાં ડિસ્ચાર્જ થતું હતું, જેનાથી છબીનું સ્થાનાંતરણ થતું હતું. જોકે, મોટાભાગે તેને કાર્બનિક ફોટોકન્ડક્ટરો દ્વારા બદલવામાં આવ્યું છે, છતાં આ એક મુખ્ય એપ્લિકેશન હતી.
• સોલર સેલ: કેટલીક પાતળી-ફિલ્મ સોલર સેલ ટેકનોલોજીમાં તેનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે અને ઉપયોગ થાય છે, જોકે સિલિકોન અથવા કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ કરતાં તે ઓછું સામાન્ય છે.

કાચ ઉત્પાદન

• રંગ દૂર કરનાર એજન્ટ: પીગળેલા કાચમાં થોડી માત્રામાં સેલેનિયમ ઉમેરવામાં આવે છે જેથી લોહ અશુદ્ધિઓને કારણે થતા લીલાશ પડતા રંગને નિષ્ક્રિય કરી શકાય અને પારદર્શક કાચ બનાવી શકાય.
• રંગ આપનાર એજન્ટ: લાલ, નારંગી અને રૂબી-રંગીન કાચ બનાવવા માટે વપરાય છે. કેડમિયમ સલ્ફોસેલેનાઇડ પિગમેન્ટ ખાસ કરીને આકર્ષક હોય છે. ઉદાહરણોમાં ટ્રાફિક સિગ્નલ લેન્સ અને સ્ટેઇન્ડ ગ્લાસનો સમાવેશ થાય છે.

ધાતુશાસ્ત્ર

• એલોઇંગ એજન્ટ: સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અને કોપર એલોયમાં તેની મશીનક્ષમતા સુધારવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે, જે સેલેનાઇડ્સ બનાવે છે જે મશીનિંગ પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન ચિપ બ્રેકર તરીકે કાર્ય કરે છે.
• ગ્રેઇન રિફાઇનર: કેટલીક ધાતુ કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયાઓમાં ગ્રેઇન રિફાઇનર તરીકે કાર્ય કરી શકે છે.

પિગમેન્ટ્સ અને ઉદ્દીપન

• પિગમેન્ટ્સ: કેડમિયમ સલ્ફોસેલેનાઇડ્સ મૂલ્યવાન લાલ-નારંગી પિગમેન્ટ્સ છે જે તેમની ઉત્તમ ગરમી સ્થિરતા અને રાસાયણિક પ્રતિકાર માટે જાણીતા છે, અને પ્લાસ્ટિક, પેઇન્ટ અને સિરામિક્સમાં ઉપયોગ થાય છે.
• ઉદ્દીપન: કેટલીક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે, ખાસ કરીને કાર્બનિક સંશ્લેષણમાં (દા.ત., પસંદગીયુક્ત ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓ) અને અમુક રબર રસાયણોના ઉત્પાદનમાં.

રોજિંદા ઉપયોગો

સેલેનિયમ સંયોજનો કેટલીક સામાન્ય ઉપભોક્તા ઉત્પાદનોમાં જોવા મળે છે, જે તેના વિશિષ્ટ રાસાયણિક ગુણધર્મોનો લાભ લે છે.

• ડેન્ડ્રફ-વિરોધી શેમ્પૂ: સેલેનિયમ સલ્ફાઈડ (SeS_2) ઔષધીય શેમ્પૂમાં એક સામાન્ય સક્રિય ઘટક છે, જે ડેન્ડ્રફ સાથે સંકળાયેલા યીસ્ટ Malassezia globosa ને નિયંત્રિત કરવા માટે એન્ટિફંગલ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે.
• આહાર પૂરક: એક આવશ્યક સૂક્ષ્મ પોષકતત્વ તરીકે, સેલેનિયમ મલ્ટિવિટામિન/ખનિજ પૂરકમાં સમાવવામાં આવે છે, ખાસ કરીને સેલેનિયમ-ઉણપવાળી જમીન અથવા આહારવાળા પ્રદેશોમાં.
• લાલ રંગના પ્લાસ્ટિક અને કાચના વાસણો: કેટલાક પ્લાસ્ટિક કન્ટેનર, રમકડાના ઘટકો અને સુશોભિત કાચના વાસણો જેવા ઉપભોક્તા ઉત્પાદનો તેમના વિશિષ્ટ લાલ અને નારંગી રંગો માટે સેલેનિયમ-આધારિત પિગમેન્ટ્સનો સમાવેશ કરી શકે છે.

જૈવિક ભૂમિકા અને ઝેરીપણું

સેલેનિયમ બેવડો સ્વભાવ ધરાવે છે, જે જીવન માટે આવશ્યક ટ્રેસ તત્વ છે પરંતુ વધુ સાંદ્રતામાં ઝેરી છે.

આવશ્યક જૈવિક ભૂમિકા

• મનુષ્યો અને પ્રાણીઓ: સેલેનિયમ એક આવશ્યક સૂક્ષ્મ પોષકતત્વ છે, જે મુખ્યત્વે સેલેનોપ્રોટીન નામક વિશિષ્ટ પ્રોટીનમાં સમાવિષ્ટ થાય છે. આ પ્રોટીન આમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે:
  • એન્ટીઑકિસડન્ટ સંરક્ષણ: ગ્લુટાથિયોન પેરોક્સિડેઝ અને થિયોરેડોક્સિન રિડક્ટેઝ જેવા ઉત્સેચકો, જેમાં સેલેનિયમ હોય છે, કોષોને મુક્ત રેડિકલ દ્વારા થતા ઓક્સિડેટીવ નુકસાનથી બચાવે છે.
  • થાઇરોઇડ હોર્મોન ચયાપચય: આયોડોથાઇરોનિન ડીઓડીનેઝ, જે સેલેનોપ્રોટીન પણ છે, થાઇરોઇડ હોર્મોન્સને તેમના સક્રિય સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.
  • રોગપ્રતિકારક કાર્ય: સેલેનિયમ રોગપ્રતિકારક પ્રતિક્રિયાને ટેકો આપે છે અને એન્ટિવાયરલ ગુણધર્મો ધરાવે છે.
• છોડ: જોકે કેટલાક છોડ સેલેનિયમનો સંગ્રહ કરે છે, તે છોડના વિકાસ માટે સાર્વત્રિક રીતે આવશ્યક પોષકતત્વ માનવામાં આવતું નથી. જોકે, તે છોડની તાણ સહનશીલતા વધારી શકે છે.

ઝેરીપણું

• સાંકડી ઉપચારાત્મક વિન્ડો: સેલેનિયમ માટે ફાયદાકારક સેવન અને ઝેરી સેવન વચ્ચેની શ્રેણી પ્રમાણમાં સાંકડી છે.
• ઉણપ:
  • કેશાન રોગ: સેલેનિયમ-ઉણપવાળા વિસ્તારોમાં થતો કાર્ડિયોમાયોપથી, જે હૃદયના સ્નાયુના અધોગતિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.
  • કાશિન-બેક રોગ: એક ઓસ્ટિઓઆર્થ્રોપથી જે કોમલાસ્થિ અને હાડકાંને અસર કરે છે, તે પણ સેલેનિયમની ઉણપ સાથે સંકળાયેલ છે.
• અતિશયતા (સેલેનોસિસ): સેલેનિયમનું લાંબા સમય સુધી વધુ સેવન સેલેનોસિસ તરફ દોરી શકે છે, જે આના દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે:
  • વાળ ખરવા (એલોપેસીયા)
  • નખની નાજુકતા અને જખમ
  • શ્વાસમાં લસણ જેવી ગંધ (ડાયમિથાઇલ સેલેનાઇડ જેવા અસ્થિર સેલેનિયમ સંયોજનોને કારણે)
  • જઠરાંત્રિય વિક્ષેપ
  • ન્યુરોલોજીકલ લક્ષણો (થાક, ચીડિયાપણું)
  • ગંભીર કિસ્સાઓમાં, લીવર સિરોસિસ, પલ્મોનરી એડીમા અને મૃત્યુ.

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય વિપુલતા

સેલેનિયમ પૃથ્વીના પોપડામાં પ્રમાણમાં દુર્લભ તત્વ છે, જે મુખ્યત્વે અન્ય ધાતુ શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયાઓની આડપેદાશ તરીકે જોવા મળે છે.

• પોપડામાં વિપુલતા: પૃથ્વીના પોપડામાં સેલેનિયમની સરેરાશ સાંદ્રતા આશરે 0.05 થી 0.09 પાર્ટ્સ પર મિલિયન (ppm) છે, જે તેને ટેલ્યુરિયમ અથવા સોના કરતાં ઓછું વિપુલ બનાવે છે.
• ઉપલબ્ધતા: સેલેનાઇડ ખનિજો (સેલેનિયમ અને ધાતુઓવાળા સંયોજનો) દુર્લભ છે. વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ સેલેનિયમનો મોટો ભાગ અન્ય ધાતુઓના સલ્ફાઇડ ઓરમાં અશુદ્ધિ તરીકે જોવા મળે છે, ખાસ કરીને કોપર, લેડ, નિકલ, સિલ્વર અને ગોલ્ડમાં. તે આ સલ્ફાઇડ જાળીઓમાં સલ્ફરનું સ્થાન લે છે.
• મુખ્ય સંસાધનો અને પુનઃપ્રાપ્તિ:
  • સેલેનિયમનો પ્રાથમિક સ્ત્રોત કોપરના વિદ્યુતવિભાજ્ય શુદ્ધિકરણ દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા એનોડ સ્લાઇમ્સ છે. આ સ્લાઇમ્સ વિવિધ અશુદ્ધિઓ, જેમાં સેલેનિયમ, સિલ્વર, ગોલ્ડ અને ટેલ્યુરિયમનો સમાવેશ થાય છે, થી સમૃદ્ધ અવશેષ છે.
  • વૈશ્વિક સ્તરે, મુખ્ય ઉત્પાદક દેશોમાં જાપાન, કેનેડા, બેલ્જિયમ, જર્મની અને રશિયાનો સમાવેશ થાય છે, જેમની પાસે નોંધપાત્ર કોપર શુદ્ધિકરણ ઉદ્યોગો છે.
• પર્યાવરણીય હાજરી: સેલેનિયમ કોલસામાં (જે દહન પર તેને મુક્ત કરે છે), ક્રૂડ ઓઇલમાં અને અમુક જમીનમાં પણ જોવા મળે છે, ખાસ કરીને જે શેલ્સમાંથી બનેલી હોય છે, જે ઉચ્ચ સેલેનિયમ સાંદ્રતાવાળા સ્થાનિક વિસ્તારો તરફ દોરી શકે છે।