ஜெர்மேனியம் பற்றி அறிவோம்: நவீன தொழில்நுட்பத்தின் ஒரு முக்கிய தனிமம்
ஜெர்மேனியம் (Ge) என்பது அணு எண் 32 ஐக் கொண்ட ஒரு வேதியியல் தனிமம் ஆகும். இது கால அட்டவணையின் 14வது தொகுதியைச் சேர்ந்த ஒரு உலோகப்போலி, கார்பன் மற்றும் சிலிக்கானுடன் இணைந்துள்ளது. இது பளபளப்பான, கடினமான, வெள்ளி-வெள்ளை நிறப் பொருளாகும், இது வேதியியல் ரீதியாக தகரம் மற்றும் சிலிக்கானைப் போன்றது. இதன் தனித்துவமான குறைக்கடத்திப் பண்புகள் பல்வேறு மேம்பட்ட தொழில்நுட்பப் பயன்பாடுகளில் இதை இன்றியமையாததாக ஆக்கியுள்ளன.
ஜெர்மேனியத்தின் பொதுவான பயன்பாடுகள்
ஜெர்மேனியத்தின் தனித்துவமான பண்புகள் அன்றாடத் தொழில்நுட்பத்தில் பல முக்கியமான பயன்பாடுகளுக்கு வழி வகுக்கின்றன.
1. ஃபைபர் ஆப்டிக்ஸ்
ஜெர்மேனியம் டை ஆக்சைடு ஒளியிழை உற்பத்தியில் ஒரு முக்கியமான சேர்க்கைப்பொருள் ஆகும். சிலிக்கா கண்ணாடிடன் சேர்க்கப்படும் போது, இது ஒளியிழையின் மையப்பகுதியின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை அதிகரிக்கிறது, இது ஒளி சிக்னல்களை திறமையாக வழிகாட்ட உதவுகிறது. இது இந்தியா முழுவதும் இணையம் மற்றும் தொலைத்தொடர்பு வலைப்பின்னல்களுக்கு அதிவேக தரவு பரிமாற்றத்தை செயல்படுத்துகிறது, நகரங்களையும் கிராமப்புறங்களையும் சமமாக இணைக்கிறது.
2. சூரிய மின்கலங்கள்
ஜெர்மேனியம் அடி மூலக்கூறுகள் (substrates) உயர் செயல்திறன் கொண்ட பல-சந்தி ஒளிமின்னழுத்த கலங்களில், குறிப்பாக விண்வெளிப் பயன்பாடுகள் மற்றும் செறிவூட்டப்பட்ட சூரிய மின்சக்தி அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சிலிக்கான் நிலப்பரப்பு சூரிய சந்தையில் ஆதிக்கம் செலுத்தினாலும், ஜெர்மேனியத்தின் குறிப்பிட்ட மின்னணு பண்புகள், சிறப்பு வாய்ந்த உயர் செயல்திறன் கொண்ட சூரிய ஆற்றல் மாற்றத்திற்காக முக்கியப் பகுதிகளில் (niche areas) இதை மதிப்புமிக்கதாக ஆக்குகின்றன, புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி முயற்சிகளுக்கு பங்களிக்கின்றன.
3. அகச்சிவப்பு ஆப்டிக்ஸ்
அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சுக்கு வெளிப்படையாக இருப்பதால், அகச்சிவப்பு கேமராக்கள், இரவு பார்வை சாதனங்கள் மற்றும் வெப்ப இமேஜிங் அமைப்புகளுக்கான லென்ஸ்கள் மற்றும் ஜன்னல்கள் தயாரிப்பில் ஜெர்மேனியம் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த பயன்பாடுகள் பாதுகாப்பு, கண்காணிப்பு மற்றும் தொழில்துறை செயல்முறை கண்காணிப்பு உள்ளிட்ட பல்வேறு துறைகளில் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை.
4. குறைக்கடத்திகள்
வரலாற்று ரீதியாக, சிலிக்கான் பரவலாகப் பயன்படுவதற்கு முன்பு, ஜெர்மேனியம் டிரான்சிஸ்டர்கள் மற்றும் டையோடுகளுக்கான ஒரு முதன்மைப் பொருளாக இருந்தது. இது இன்றும் சிறப்பு குறைக்கடத்தி சாதனங்களில், குறிப்பாக உயர் அதிர்வெண் பயன்பாடுகளுக்காகவும், ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளில் செயல்திறனை மேம்படுத்த சிலிக்கானுடன் (சிலிக்கான்-ஜெர்மேனியம் உலோகக் கலவைகள்) இணைந்தும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
5. வினையூக்கிகள்
ஜெர்மேனியம் டை ஆக்சைடு போன்ற ஜெர்மேனியம் சேர்மங்கள் பாலிஎதிலீன் டெரப்தாலேட் (PET) பிளாஸ்டிக் உற்பத்தியில் வினையூக்கிகளாகச் செயல்படுகின்றன. PET ஆனது பான பாட்டில்கள் மற்றும் உணவுப் பாத்திரங்கள் தயாரிப்பில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இவை இந்தியா முழுவதும் உள்ள ஒவ்வொரு வீட்டிலும் சந்தையிலும் காணப்படும் பொதுவான பொருட்கள்.
ஜெர்மேனியத்தின் இயற்கையான இருப்பு
ஜெர்மேனியம் புவி மேலோட்டில் ஒப்பீட்டளவில் அரிதான தனிமமாகும், இது பொதுவாக மிகக் குறைந்த செறிவுகளில் காணப்படுகிறது. இது ஒரு இயற்கையான தனிமமாக உருவாவதில்லை, மாறாக பல்வேறு தாதுக்களில் பரவி காணப்படுகிறது.
இது முதன்மையாக மற்ற உலோகங்களுடன் இணைந்து காணப்படுகிறது, பெரும்பாலும் துத்தநாகத் தாதுக்களில் (ஸ்ஃபாலரைட் போன்றவை), செப்புத் தாதுக்களில், வெள்ளித் தாதுக்களில் மற்றும் ஈயத் தாதுக்களில் ஒரு சுவடு தனிமமாகக் காணப்படுகிறது. அமெரிக்கா, சீனா, ரஷ்யா மற்றும் கனடா போன்ற பகுதிகளில் குறிப்பிடத்தக்க இருப்புக்கள் அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளன. சில நிலக்கரிகளிலும் குறைந்த அளவு காணப்படலாம், அங்கு எரிந்த பிறகு சாம்பலில் இது செறிவூட்டப்படுகிறது. இந்தியா துத்தநாகம், ஈயம் மற்றும் செப்புத் தாதுக்களின் (எ.கா., ராஜஸ்தானில்) குறிப்பிடத்தக்க இருப்புக்களைக் கொண்டிருந்தாலும், இந்த தாதுக்களில் உள்ள ஜெர்மேனியத்தின் செறிவு, நாட்டில் ஜெர்மேனியத்தை முதன்மை பொருளாதார முறையில் பிரித்தெடுக்க போதுமானதாக இருப்பதில்லை.
பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடு
ஜெர்மேனியம் முதன்மையாக மற்ற உலோகங்களைச் செயலாக்கும் போது ஒரு துணைப் பொருளாகப் பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது.
மிகவும் பொதுவான தொழில்துறை முறை, துத்தநாகத் தாதுக்களை உருக்கும் போது உருவாகும் புகை தூசுகள் மற்றும் எச்சங்களிலிருந்து ஜெர்மேனியத்தை மீட்டெடுப்பதாகும். ஜெர்மேனியத்தின் சுவடு அளவுகளைக் கொண்ட துத்தநாக சல்பைட் தாதுக்கள் வறுக்கப்படும்போது, ஜெர்மேனியம் ஆக்ஸிஜனேற்றம் அடைந்து ஆவியாகி, புகை தூசியில் செறிவூட்டப்படுகிறது. இந்த தூசு பின்னர் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்துடன் செயல்முறைப்படுத்தப்பட்டு, எளிதில் ஆவியாகும் திரவமான ஜெர்மேனியம் டெட்ராக்ளோரைடு (GeCl4) உருவாகிறது. பகுதியளவு காய்ச்சிவடித்தல் (fractional distillation) மூலம் ஜெர்மேனியம் டெட்ராக்ளோரைடை மேலும் சுத்திகரிப்பது மற்ற குளோரைடுகளிலிருந்து அதை பிரிக்கிறது. சுத்திகரிக்கப்பட்ட GeCl4 பின்னர் ஹைட்ரோலைஸ் செய்யப்பட்டு ஜெர்மேனியம் டை ஆக்சைடு (GeO2) உருவாகிறது, இது ஹைட்ரஜனுடன் குறைக்கப்பட்டு உயர் தூய்மையான தனிம ஜெர்மேனியத்தைப் பெறலாம்.
மாற்றாக, ஜெர்மேனியம் அதிக ஜெர்மேனியம் உள்ளடக்கம் கொண்ட நிலக்கரியை எரிக்கும் சில நிலக்கரி அனல்மின் நிலையங்களின் பறக்கும் சாம்பலிலிருந்தும் (fly ash) மீட்டெடுக்கப்படலாம். மீட்டெடுக்கப்பட்ட ஜெர்மேனியம் பின்னர் அதன் பல்வேறு வடிவங்களாகச் செயலாக்கப்பட்டு, எலக்ட்ரானிக்ஸிற்கான உயர் தூய்மையான தனிம ஜெர்மேனியம் அல்லது ஆப்டிக்ஸ் மற்றும் வினையூக்கிகளுக்கான ஜெர்மேனியம் டை ஆக்சைடாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்தியாவில் ஜெர்மேனியத்தின் முதன்மை சுரங்கம் குறைவாக இருப்பதால், ஃபைபர் ஆப்டிக்ஸ், குறைக்கடத்திகள் மற்றும் அகச்சிவப்பு தொழில்நுட்பங்களில் அதன் தொழில்துறை தேவைகளுக்காக நாடு பெரும்பாலும் ஜெர்மேனிய இறக்குமதியை நம்பியுள்ளது.