தனிமங்களின் உலகத்திற்கு உங்களை வரவேற்கிறோம்! ஒரு கைப்பிடி மணலை கையில் வைத்திருப்பதாகவோ அல்லது ஒரு கிரானைட் கல்லைப் பார்ப்பதாகவோ கற்பனை செய்து பாருங்கள். அன்றாடம் நாம் காணும் பல கடினமான, நிலையான பொருட்கள், சிலிக்கான் என்று அறியப்படும் மிகவும் பொதுவான ஒரு தனிமத்திற்குத் தங்கள் இருப்பிற்குக் கடமைப்பட்டுள்ளன. இது தங்கம் போல பளபளப்பாகவோ அல்லது சோடியம் போல வினைத்திறன் கொண்டதாகவோ இருக்காது, ஆனால் நவீன தொழில்நுட்பத்திலும் இயற்கையிலும் அதன் பங்கு உண்மையிலேயே மிகப் பெரியது.
சிலிக்கான் என்றால் என்ன?
தனிம அட்டவணையில் ‘Si’ என்ற குறியீட்டால் குறிப்பிடப்படும் சிலிக்கான், ஒரு வேதியியல் தனிமம் ஆகும். இது ஒரு உலோகப்போலி (metalloid) என வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, அதாவது இது உலோகங்கள் மற்றும் அலோகங்களுக்கு இடைப்பட்ட பண்புகளைக் காட்டுகிறது. இந்த தனித்துவமான பண்புதான் பல பயன்பாடுகளில் இதை மிகவும் மதிப்புமிக்கதாக ஆக்குகிறது. பூமியின் மேலோட்டில் சிலிக்கான் இரண்டாவது அதிக அளவில் காணப்படும் தனிமம் ஆகும், அதன் நிறையில் சுமார் 27.7% ஆகும், ஆக்சிஜனுக்கு அடுத்தபடியாக இது உள்ளது. இது இயற்கையில் அதன் தூய தனிம வடிவத்தில் அரிதாகவே காணப்படுகிறது, ஆனால் சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு போன்ற சேர்மங்களில் (compound) நம்பமுடியாத அளவிற்குப் பொதுவானது, இது மணல் மற்றும் குவார்ட்ஸின் முக்கிய கூறு ஆகும். இந்தியா முழுவதும் உள்ள பல பொதுவான பாறைகள், களிமண்கள் மற்றும் மண் வகைகள் கணிசமான அளவு சிலிக்கான் சேர்மங்களைக் கொண்டுள்ளன.
அதன் கண்டுபிடிப்பு ஒரு பார்வை
சிலிக்கானின் தனிமைப்படுத்தலின் கதை சுவாரஸ்யமானது. இந்த தனிமம் முதன்முதலில் 1823 இல் ஸ்வீடிஷ் வேதியியலாளர் ஜோன்ஸ் ஜேக்கப் பெர்செலியஸ் என்பவரால் அதன் தூய, படிகமற்ற வடிவத்தில் தனிமைப்படுத்தப்பட்டு அடையாளம் காணப்பட்டது. அவரது பணிக்கு முன்பு, விஞ்ஞானிகளுக்கு சிலிக்காவை (சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு) போன்ற சிலிக்கான் கொண்ட சேர்மங்கள் பற்றித் தெரிந்திருந்தது, ஆனால் தூய தனிமத்தை பிரித்தெடுக்க அவர்களால் முடியவில்லை. பெர்செலியஸ் பொட்டாசியத்தை சிலிக்கான் டெட்ராஃப்ளூரைடுடன் சூடுபடுத்துவதன் மூலம் இந்த சாதனையை அடைந்தார், இதன் மூலம் சிலிக்கானை விடுவித்தார். தூய சிலிக்கானைப் பெற ஹம்ப்ரி டேவி மற்றும் ஜே.எல். கே-லுசாக் போன்ற விஞ்ஞானிகளால் ஆரம்ப முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன, ஆனால் பெர்செலியஸ் தான் அதை ஒரு தனித்துவமான தனிமமாக வெற்றிகரமாக தனிமைப்படுத்தி அடையாளம் கண்டார்.
பெயருக்குப் பின்னால் உள்ள பொருள்
‘சிலிக்கான்’ என்ற பெயர் லத்தீன் மொழியில் வேர்களைக் கொண்டுள்ளது. இது “silex” அல்லது “silicis” என்ற சொல்லிலிருந்து பெறப்பட்டது, இதன் பொருள் “தீக்கல்” அல்லது “கடினமான கல்” ஆகும். இந்த பெயரிடும் மரபு, மணல், குவார்ட்ஸ் மற்றும் பல்வேறு பாறைகள் போன்ற கற்கள் நிறைந்த பொருட்களில் இந்த தனிமத்தின் இயற்கையான செறிவைக் காட்டுகிறது. போரான் மற்றும் கார்பன் போன்ற பிற அலோக தனிமங்களின் பெயர்களுக்குப் பொருந்த “-on” என்ற பின்னொட்டு சேர்க்கப்பட்டது, இது இப்போது ஒரு உலோகப்போலியாக வகைப்படுத்தப்பட்டாலும், அதன் அலோக பண்புகளை வலியுறுத்துகிறது.
சிலிக்கான் பற்றிய விரைவான உண்மைகள்
- சிலிக்கான் ஒரு குறைக்கடத்தி (semiconductor), அதாவது சில குறிப்பிட்ட நிலைமைகளின் கீழ் மின்சாரத்தைக் கடத்தும் திறன் கொண்டது. இந்த பண்பு மின்னணு சாதனங்களுக்கு இதை அத்தியாவசியமாக்குகிறது.
- ஸ்மார்ட்போன்கள், கணினிகள் மற்றும் பிற கேஜெட்களில் காணப்படும் கணினி சில்லுகள் (computer chips), மைக்ரோப்ரோசெசர்கள் (microprocessors) மற்றும் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளை (integrated circuits) தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் முதன்மைப் பொருள் இதுவாகும், இதில் இந்தியாவின் மின்னணு உற்பத்தி மையங்களில் அசெம்பிள் செய்யப்பட்டவையும் அடங்கும்.
- சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றும் சூரிய தகடுகள் (solar panels), சிலிக்கான் வேஃபர்களை அவற்றின் குறைக்கடத்தி பண்புகள் மற்றும் ஒளியை உறிஞ்சும் திறன்கள் காரணமாக பெரிதும் சார்ந்துள்ளது.
- சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு, பொதுவாக சிலிக்கா என அழைக்கப்படுகிறது, இது மணல், கண்ணாடி மற்றும் மட்பாண்டங்களின் முக்கிய கூறு ஆகும். இந்தியாவின் மணல் நிறைந்த நதிப்படுகைகள் மற்றும் கடலோரப் பகுதிகள் சிலிக்காவின் வளமான ஆதாரங்களாகும்.
- சிலிக்கான், சிலிகோன்கள் எனப்படும் பலதரப்பட்ட செயற்கை பாலிமர்களை உருவாக்குகிறது, அவை அவற்றின் வெப்ப எதிர்ப்பு மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மை காரணமாக சீலண்டுகள் (sealants) மற்றும் லூப்ரிகண்டுகள் (lubricants) முதல் மருத்துவ உள்வைப்புகள் (medical implants) மற்றும் சமையல் பாத்திரங்கள் (cookware) வரை அனைத்திலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.