ஆர்சனிக்கின் (As) நிஜ உலகப் பயன்பாடுகள்

ஆர்சனிக் (As), தனிம அட்டவணையின் 15வது தொகுதியைச் சேர்ந்த ஒரு உலோகப்போலி ஆகும். இது உலோகங்களுக்கும் அலோகங்களுக்கும் இடையேயான பண்புகளைக் காட்டுகிறது. அதன் நச்சுத்தன்மைக்காகப் பெயர்பெற்றது என்றாலும், ஆர்சனிக் அதன் இயற்கையான புவியியல் இருப்புடன், பல்வேறு தொழில்களில் குறிப்பிட்ட மற்றும் குறிப்பிடத்தக்க பயன்பாடுகளைக் கண்டறிந்துள்ளது.

தொழில்துறைப் பயன்பாடுகள்

சுற்றுச்சூழல் மற்றும் சுகாதாரக் கவலைகள் காரணமாக அதிகரித்து வரும் கட்டுப்பாடுகள் இருந்தபோதிலும், ஆர்சனிக்கின் தனித்துவமான மின்னணு மற்றும் இரசாயனப் பண்புகள் சிறப்புத் தொழில்துறை செயல்முறைகளில் அதை மதிப்புமிக்கதாக்குகின்றன.

குறைக்கடத்தித் தொழில்

ஆர்சனிக் மேம்பட்ட மின்னணுவியலில் ஒரு முக்கிய அங்கம் ஆகும்.

• கால்லியம் ஆர்சனைடு (GaAs): இந்த சேர்மம் அதிவேக ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் (ICs), மைக்ரோவேவ் அலைவரிசை சாதனங்கள், லேசர் டையோட்கள் மற்றும் ஒளி உமிழ்வு டையோட்கள் (LEDகள்) ஆகியவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. GaAs சிலிக்கானை விட அதிக எலக்ட்ரான் இயக்கம் மற்றும் நேரடி பட்டை இடைவெளியைக் கொண்டுள்ளது. இது ஸ்மார்ட்போன்கள், செயற்கைக்கோள் தொடர்பு மற்றும் ஃபைபர் ஆப்டிக்ஸ் போன்ற வேகமாக மாறும் வேகங்கள், அதிக இயக்க அலைவரிசைகள் மற்றும் திறமையான ஒளி உமிழ்வு தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது.
• ஆர்சனிக் கலப்பு: சிலிக்கான் அடிப்படையிலான குறைக்கடத்திகளின் மின் கடத்துத்திறனைக் கட்டுப்படுத்த குறைந்த அளவிலான ஆர்சனிக் n-வகை கலப்பியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மரப் பாதுகாப்பாளர்கள்

வரலாற்று ரீதியாக, ஆர்சனிக் சேர்மங்கள் மரத்தைப் பாதுகாக்கப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன.

• குரோமேட்டட் காப்பர் ஆர்சனைடு (CCA): CCA ஒரு முதன்மை மரப் பாதுகாப்பானாக இருந்தது, மரத்தை பூஞ்சை சிதைவு மற்றும் பூச்சித் தாக்குதலில் இருந்து பாதுகாத்தது. தளங்கள், வேலிகள் மற்றும் விளையாட்டு மைதான உபகரணங்கள் போன்ற வெளிப்புறக் கட்டமைப்புகளுக்கு இது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. இருப்பினும், ஆர்சனிக் கசிவு மற்றும் நச்சுத்தன்மை குறித்த கவலைகள் காரணமாக, குடியிருப்புப் பயன்பாடுகளுக்கான இதன் பயன்பாடு பல நாடுகளில் பெருமளவு நீக்கப்பட்டது, இருப்பினும் மாற்று சிகிச்சைகள் குறைவான பயனுள்ளவையாக இருக்கும் தொழில்துறை மற்றும் கடல்சார் சூழல்களில் இது இன்னும் பயன்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது.

கண்ணாடி உற்பத்தி

ஆர்சனிக் சேர்மங்கள் கண்ணாடி தரத்தை மேம்படுத்துவதில் ஒரு பங்கு வகிக்கின்றன.

• ஆர்சனிக் ட்ரைஆக்சைடு (As₂O₃): கண்ணாடி உற்பத்தியில் ஒரு சுத்திகரிப்பு முகவராகவும், நிறம் நீக்கியாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது உருகிய கண்ணாடியிலிருந்து குமிழ்கள் மற்றும் அசுத்தங்களை நீக்க உதவுகிறது, ஒளியியல் கண்ணாடி மற்றும் சிறப்பு தொழில்துறை கண்ணாடி போன்ற தெளிவான, மிகவும் ஒருபடித்தான தயாரிப்புகளுக்கு வழிவகுக்கிறது.

உலோகக்கலவைக் கடினமாக்குதல்

குறைந்த அளவு ஆர்சனிக் சேர்த்தல் சில உலோகக் கலவைகளின் பண்புகளை மேம்படுத்தும்.

• ஈயக் கலவைகள்: ஈயக் கலவைகளில் குறைந்த அளவு ஆர்சனிக் சேர்க்கப்பட்டு அவற்றின் கடினத்தன்மை மற்றும் வலிமையை அதிகரிக்கின்றன. இந்தக் கலவைகள் வரலாற்று ரீதியாக கார் பேட்டரிகள், வெடிமருந்துகள் (எ.கா., ஈய குண்டுகள்) மற்றும் கேபிள் உறைகளில் பயன்படுத்தப்பட்டன.

அன்றாடப் பயன்பாடுகள்

அதன் நச்சுத்தன்மை காரணமாக நுகர்வோரால் ஆர்சனிக்கின் நேரடி அன்றாடப் பயன்பாடு அரிதானது, ஆனால் இது உயர் தொழில்நுட்ப நுகர்வோர் பொருட்களில் மறைமுகமாக இடம்பெறுகிறது அல்லது வீட்டு உபயோகப் பொருட்களில் குறிப்பிடத்தக்க வரலாற்று இருப்பைக் கொண்டுள்ளது.

1. நுகர்வோர் மின்னணுவியல்: நேரடியாகக் கையாளப்படாவிட்டாலும், கால்லியம் ஆர்சனைடு (GaAs) பல அன்றாட மின்னணு சாதனங்களின் ஒரு முக்கிய அங்கம் ஆகும், அவற்றுள்:
   • ஸ்மார்ட்போன்கள்: பவர் ஆம்ப்ளிஃபையர்கள் மற்றும் பிற உயர் அலைவரிசை சுற்றுகளில்.
   • வைஃபை சாதனங்கள்: அதிவேக தரவு பரிமாற்றத்திற்காக.
   • செயற்கைக்கோள் தொடர்பு: பெறுநர்கள் மற்றும் டிரான்ஸ்மிட்டர்களில்.
2. வரலாற்று நிறமிகள் மற்றும் சாயங்கள்: 18 மற்றும் 19 ஆம் நூற்றாண்டுகளில், ஷீல்ஸ் கிரீன் (காப்பர் ஆர்சனைட்) மற்றும் பாரிஸ் கிரீன் (காப்பர் அசெட்டோர்சனைட்) போன்ற ஆர்சனிக் சேர்மங்கள் அவற்றின் துடிப்பான வண்ணங்களுக்காக பிரபலமாக இருந்தன. அவை வண்ணப்பூச்சுகள், சுவர்த்தாள்கள், ஆடை சாயங்கள் மற்றும் செயற்கை மலர்களிலும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன, இது வீட்டு உபயோகப் பொருட்களிலிருந்து ஆர்சனிக் விஷம் ஏற்பட்ட பல வழக்குகளுக்கு வழிவகுத்தது.
3. டாக்சிடெர்மி: வரலாற்று ரீதியாக, விலங்குகளின் தோல்களைப் பாதுகாக்கவும், பூச்சித் தாக்குதலைத் தடுக்கவும் டாக்சிடெர்மியில் ஆர்சனிக் ஒரு பொதுவான மூலப்பொருள். இந்த நடைமுறை குறைவான நச்சுத்தன்மை கொண்ட முறைகளால் பெருமளவு மாற்றப்பட்டுள்ளது.

உயிரியல் பங்கு மற்றும் நச்சுத்தன்மை

ஆர்சனிக் அதன் நச்சுத்தன்மைக்காகப் பெயர்பெற்றது, மேலும் உயர் உயிரினங்களில், குறிப்பாக மனிதர்களில் அதன் உயிரியல் பங்கு அத்தியாவசியத்தன்மை அடிப்படையில் மிகக் குறைவானது அல்லது இல்லை.

உயிரியல் பங்கு

• மனிதர்கள் மற்றும் விலங்குகள்: ஆர்சனிக் பொதுவாக மனிதர்களுக்கு அத்தியாவசிய நுண்ணூட்டச்சத்து என்று கருதப்படுவது இல்லை. மிகக் குறைந்த அளவுகளில் சில விலங்கு இனங்களுக்கு (எ.கா., எலிகள், ஆடுகள்) சாத்தியமான அத்தியாவசிய நுண்ணளவுகள் இருப்பதாக சில ஆய்வுகள் பரிந்துரைத்தாலும், அதன் துல்லியமான உயிரியல் செயல்பாடு பெருமளவு வரையறுக்கப்படவில்லை மற்றும் அதன் நச்சு விளைவுகள் பெருமளவில் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன.
• தாவரங்கள்: தாவரங்களுக்கு அத்தியாவசிய ஊட்டச்சத்து என்று கருதப்படுவதில்லை. இருப்பினும், தாவரங்கள் மண் மற்றும் நீரிலிருந்து ஆர்சனிக்கை உறிஞ்சலாம், இது உணவுச் சங்கிலியில் அதன் உயிரியல் திரட்சிக்கு வழிவகுக்கிறது.

நச்சுத்தன்மை

ஆர்சனிக் ஒரு மிகவும் சக்திவாய்ந்த விஷம் மற்றும் அறியப்பட்ட புற்றுநோய்க்காரணி.

• நச்சுத்தன்மையின் பொறிமுறை: ஆர்சனிக் முதன்மையாக செல் சுவாசம் மற்றும் நொதி செயல்பாட்டில் தலையிடுகிறது. இது புரதங்களில் உள்ள சல்ஃபைடிரில் குழுக்களுடன் (-SH) பிணைக்கிறது, ஆற்றல் உற்பத்தி (ATP தொகுப்பு) மற்றும் DNA பழுதுபார்ப்புக்கு முக்கியமான நொதிகளின் செயல்பாட்டை சீர்குலைக்கிறது.
• கடுமையான நச்சுத்தன்மை: அதிக அளவு உட்கொள்வது விரைவாக கடுமையான இரைப்பை குடல் கோளாறுக்கு (வாந்தி, வயிற்றுப்போக்கு), இருதயச் சரிவு, நரம்பியல் அறிகுறிகள் (வலிப்பு, கோமா) மற்றும் உயிருக்கு ஆபத்தானதாகவும் இருக்கலாம்.
• நீண்டகால நச்சுத்தன்மை: குறைந்த செறிவுகளில் நீண்டகால வெளிப்பாடு, பெரும்பாலும் அசுத்தமான குடிநீர் மூலம், ஒரு முக்கிய உலகளாவிய சுகாதார அக்கறை ஆகும். நீண்டகால விளைவுகள் பின்வருமாறு:
  • தோல் புண்கள்: ஹைபர்கெராடோசிஸ் (தோல் தடித்தல்) மற்றும் மெலனோசிஸ் (தோல் கருமையாதல்), குறிப்பாக உள்ளங்கைகள் மற்றும் உள்ளங்கால்களில்.
  • நரம்பியல் பாதிப்பு: உணர்வின்மை மற்றும் கூச்ச உணர்வால் வகைப்படுத்தப்படும் புற நரம்பியல்.
  • உள் உறுப்பு பாதிப்பு: கல்லீரல், சிறுநீரகம் மற்றும் இருதய பாதிப்பு.
  • புற்றுநோய்க்காரணி: ஆர்சனிக் சர்வதேச புற்றுநோய் ஆராய்ச்சி நிறுவனத்தால் (IARC) ஒரு குழு 1 புற்றுநோய்க்காரணி என வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, இது தோல், நுரையீரல் மற்றும் சிறுநீர்ப்பை புற்றுநோய்களுடன் தெளிவாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் கல்லீரல் மற்றும் சிறுநீரக புற்றுநோய்க்கும் சாத்தியம்.

புவியியல் பரவல்

ஆர்சனிக் பூமியின் மேலோட்டில் ஒப்பீட்டளவில் பொதுவான தனிமம் ஆகும், பொதுவாக பரவலில் சுமார் 20 வது இடத்தில் உள்ளது.

இருப்பு

• வடிவம்: ஆர்சனிக் ஒரு தனிமமாக அரிதாகவே காணப்படுகிறது. இது பெரும்பாலும் தாதுக்களில் காணப்படுகிறது, பெரும்பாலும் கந்தகம் மற்றும் பல்வேறு உலோகங்களுடன் இணைந்து.
• பொதுவான தாதுக்கள்:
  • ஆர்சனோபைரைட் (FeAsS): மிகவும் abundant ஆர்சனிக் கொண்ட கனிமம், பெரும்பாலும் தங்கம் மற்றும் பிற உலோகத் தாதுக்களுடன் தொடர்புடையது.
  • ஆர்பிமென்ட் (As₂S₃) மற்றும் ரியல்கர் (AsS): இவை ஆர்சனிக் சல்பைட் தாதுக்கள், வரலாற்று ரீதியாக நிறமியாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன.
  • ஆர்சனேட்டுகள்: ஆர்சனேட் அயனியாக (AsO_4^{3-}) ஆர்சனிக் இருக்கும் தாதுக்கள்.
• தொடர்பு: தாமிரம், ஈயம், கோபால்ட், வெள்ளி மற்றும் தங்கம் போன்ற தாதுக்களுடன் ஆர்சனிக் அடிக்கடி காணப்படுகிறது. இந்த பிற உலோகங்களை உருக்குதல் மற்றும் சுத்திகரிக்கும் போது இது பெரும்பாலும் ஒரு துணைப் பொருளாக மீட்டெடுக்கப்படுகிறது.

முக்கிய வளங்கள் மற்றும் படிவுகள்

• உலகளாவிய விநியோகம்: ஆர்சனிக் உலகளவில் பரவலாக விநியோகிக்கப்படுகிறது.
• முக்கியமான படிவுகள்: குறிப்பிடத்தக்க ஆர்சனிக் வளங்களைக் கொண்ட நாடுகள் சீனா, சிலி, பெரு, ரஷ்யா மற்றும் ஸ்வீடன் ஆகியவை அடங்கும்.
• சுற்றுச்சூழல் இருப்பு: நிலத்தடி நீரில் இயற்கையாக இருக்கும் ஆர்சனிக், பங்களாதேஷ், இந்தியா (மேற்கு வங்காளம்), வியட்நாம் மற்றும் அமெரிக்கா போன்ற உலகின் பல பகுதிகளில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க சுற்றுச்சூழல் மற்றும் பொது சுகாதார பிரச்சினை ஆகும், அங்கு புவியியல் நிலைமைகள் அதன் நிலத்தடி நீர்நிலைகளில் வெளியேற வழிவகுக்கிறது.