सेलेनियम (Se): वास्तविक दुनिया में अनुप्रयोग

औद्योगिक अनुप्रयोग

सेलेनियम के अद्वितीय रासायनिक और भौतिक गुण, विशेष रूप से इसकी प्रकाश-चालकता और अर्धचालक प्रकृति, विभिन्न उद्योगों में इसकी उपयोगिता को बढ़ावा देती है।

इलेक्ट्रॉनिक्स और फोटोनिक्स

• प्रकाश-चालक उपकरण: ऐतिहासिक रूप से इसका उपयोग रेक्टिफायर, फोटोसेल और लाइट मीटर में किया जाता था क्योंकि प्रकाश के संपर्क में आने पर इसका प्रतिरोध काफी कम हो जाता है।
• ज़ेरोग्राफी/फोटोकॉपी: शुरुआती फोटोकॉपियर में फोटोरिसेप्टर ड्रम को अमोर्फस सेलेनियम से लेपित किया जाता था, जो अंधेरे में एक इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज रखता था, लेकिन प्रकाश के संपर्क में आने पर डिस्चार्ज हो जाता था, जिससे छवि स्थानांतरित होती थी। हालांकि इसे बड़े पैमाने पर कार्बनिक फोटोकंडक्टरों द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया है, यह एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग था।
• सौर सेल: कुछ पतली-फिल्म सौर सेल प्रौद्योगिकियों में इसकी जांच की गई और इसका उपयोग किया गया, हालांकि यह सिलिकॉन या कैडमियम टेलुराइड की तुलना में कम आम है।

काँच निर्माण

• रंगहीन करने वाला एजेंट: पिघले हुए काँच में थोड़ी मात्रा में सेलेनियम मिलाया जाता है ताकि लोहे की अशुद्धियों के कारण होने वाले हरे रंग के टिंट को बेअसर किया जा सके, जिससे स्पष्ट काँच बनता है।
• रंगने वाला एजेंट: लाल, नारंगी और माणिक-रंग का काँच बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। कैडमियम सल्फोसेलेनाइड पिगमेंट विशेष रूप से चमकीले होते हैं। उदाहरणों में ट्रैफिक सिग्नल लेंस और रंगीन काँच शामिल हैं।

धातु विज्ञान

• मिश्र धातु एजेंट: स्टेनलेस स्टील और तांबे की मिश्र धातुओं में उनकी मशीनी क्षमता में सुधार के लिए जोड़ा जाता है, जो मशीनिंग संचालन के दौरान चिप ब्रेकर के रूप में कार्य करने वाले सेलेनाइड्स का निर्माण करता है।
• ग्रैन रिफाइनर: कुछ धातु ढलाई प्रक्रियाओं में ग्रैन रिफाइनर के रूप में कार्य कर सकता है।

पिगमेंट और उत्प्रेरण

• पिगमेंट: कैडमियम सल्फोसेलेनाइड्स अपने उत्कृष्ट गर्मी स्थिरता और रासायनिक प्रतिरोध के लिए जाने जाते हैं, जो प्लास्टिक, पेंट और सिरेमिक में उपयोग किए जाते हैं।
• उत्प्रेरण: कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं में कार्यरत, विशेष रूप से कार्बनिक संश्लेषण (उदाहरण के लिए, चयनात्मक ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं) और कुछ रबर रसायनों के उत्पादन में।

रोज़मर्रा के उपयोग

सेलेनियम यौगिक कई सामान्य उपभोक्ता उत्पादों में दिखाई देते हैं, जो इसके विशिष्ट रासायनिक गुणों का लाभ उठाते हैं।

• एंटी-डैंड्रफ शैंपू: सेलेनियम सल्फाइड (SeS_2) औषधीय शैंपू में एक सामान्य सक्रिय घटक है, जो डैंड्रफ से जुड़े यीस्ट Malassezia globosa को नियंत्रित करने के लिए एक एंटीफंगल एजेंट के रूप में कार्य करता है।
• आहार पूरक: एक आवश्यक सूक्ष्म पोषक तत्व के रूप में, सेलेनियम को मल्टीविटामिन/खनिज पूरक में शामिल किया जाता है, विशेष रूप से सेलेनियम-कमी वाली मिट्टी या आहार वाले क्षेत्रों में।
• लाल प्लास्टिक और कांच के बर्तन: कुछ प्लास्टिक कंटेनर, खिलौनों के घटक और सजावटी कांच के बर्तन जैसे उपभोक्ता उत्पादों में उनके विशिष्ट लाल और नारंगी रंगों के लिए सेलेनियम-आधारित पिगमेंट शामिल हो सकते हैं।

जैविक भूमिका और विषाक्तता

सेलेनियम की दोहरी प्रकृति है, यह जीवन के लिए एक आवश्यक ट्रेस तत्व है, लेकिन उच्च सांद्रता में यह विषाक्त होता है।

आवश्यक जैविक भूमिका

• मनुष्य और पशु: सेलेनियम एक आवश्यक सूक्ष्म पोषक तत्व है, जिसे मुख्य रूप से सेलेनोप्रोटीन नामक विशेष प्रोटीन में शामिल किया जाता है। ये प्रोटीन महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं:
  • एंटीऑक्सीडेंट रक्षा: ग्लूटाथियोन पेरोक्सीडेज़ और थायोरिडॉक्सिन रिडक्टेस जैसे एंजाइम, जिनमें सेलेनियम होता है, कोशिकाओं को मुक्त कणों से होने वाले ऑक्सीडेटिव क्षति से बचाते हैं।
  • थायराइड हार्मोन चयापचय: आयोडोथायरोनिन डीआयोडिनेस, जो सेलेनोप्रोटीन भी हैं, थायराइड हार्मोन को उनके सक्रिय रूपों में परिवर्तित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
  • प्रतिरक्षा कार्य: सेलेनियम प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया का समर्थन करता है और इसमें एंटीवायरल गुण होते हैं।
• पौधे: हालांकि कुछ पौधे सेलेनियम जमा करते हैं, लेकिन इसे पौधों के विकास के लिए सार्वभौमिक रूप से आवश्यक पोषक तत्व नहीं माना जाता है। हालांकि, यह पौधों के तनाव सहिष्णुता को बढ़ा सकता है।

विषाक्तता

• संकीर्ण चिकित्सीय खिड़की: सेलेनियम के लिए लाभकारी सेवन और विषाक्त सेवन के बीच की सीमा अपेक्षाकृत संकीर्ण है।
• कमी:
  • केशण रोग: सेलेनियम-कमी वाले क्षेत्रों में होने वाला एक कार्डियोमायोपैथी, जिसमें हृदय की मांसपेशियों का अपघटन होता है।
  • काशिन-बेक रोग: एक ऑस्टियोआर्थोपैथी जो उपास्थि और हड्डियों को प्रभावित करती है, यह भी सेलेनियम की कमी से जुड़ी है।
• अत्यधिक (सेलेनोसिस): सेलेनियम का पुराना उच्च सेवन सेलेनोसिस का कारण बन सकता है, जिसकी विशेषता है:
  • बालों का झड़ना (एलोपेसिया)
  • नाखूनों का भंगुर होना और घाव
  • साँस में लहसुन जैसी गंध (वाष्पशील सेलेनियम यौगिकों जैसे डाइमिथाइल सेलेनाइड के कारण)
  • जठरांत्र संबंधी गड़बड़ी
  • न्यूरोलॉजिकल लक्षण (थकान, चिड़चिड़ापन)
  • गंभीर मामलों में, लिवर सिरोसिस, पल्मोनरी एडिमा और मृत्यु।

भूवैज्ञानिक प्रचुरता

सेलेनियम पृथ्वी की पपड़ी में अपेक्षाकृत दुर्लभ तत्व है, जो मुख्य रूप से अन्य धातु शोधन प्रक्रियाओं के उप-उत्पाद के रूप में पाया जाता है।

• क्रस्ट में प्रचुरता: पृथ्वी की पपड़ी में सेलेनियम की औसत सांद्रता लगभग 0.05 से 0.09 पार्ट्स प्रति मिलियन (ppm) है, जो इसे टेल्यूरियम या सोने की तुलना में कम प्रचुर बनाती है।
• घटना: सेलेनाइड खनिज (सेलेनियम और धातुओं के साथ यौगिक) दुर्लभ हैं। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सेलेनियम का विशाल बहुमत अन्य धातुओं, विशेष रूप से तांबा, सीसा, निकल, चांदी और सोने के सल्फाइड अयस्कों में एक अशुद्धता के रूप में पाया जाता है। यह इन सल्फाइड जालक में सल्फर का स्थान लेता है।
• प्रमुख संसाधन और पुनर्प्राप्ति:
  • सेलेनियम का प्राथमिक स्रोत तांबे के इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन के दौरान उत्पादित एनोड कीचड़ है। यह कीचड़ विभिन्न अशुद्धियों, जिनमें सेलेनियम, चांदी, सोना और टेल्यूरियम शामिल हैं, से भरपूर अवशेष है।
  • विश्व स्तर पर, प्रमुख उत्पादक देशों में जापान, कनाडा, बेल्जियम, जर्मनी और रूस शामिल हैं, जिनके पास महत्वपूर्ण तांबे के शोधन उद्योग हैं।
• पर्यावरणीय उपस्थिति: सेलेनियम कोयले (जो जलने पर इसे छोड़ता है), कच्चे तेल और कुछ मिट्टी में भी पाया जा सकता है, विशेष रूप से शेल से व्युत्पन्न मिट्टी में, जिससे उच्च सेलेनियम सांद्रता वाले स्थानीयकृत क्षेत्र बन सकते हैं।