வைரம் – அறிவியல் அறிமுகம்

வைரம் அறிவியல் அறிமுகம் என்ற தலைப்பில் வைரத்தைப் பற்றிய அறிவியல் தகவல்களை இக்கட்டுரையில் காண இருக்கிறோம்.

கார்பனின் முக்கிய புறவேற்றுமை வடிவமான வைரம் ஜொலிக்கும் தன்மையுடன் அதீத உறுதி தன்மையையும் பெற்றிருக்கிறது.

தொன்மையான கிரேக்க மொழியில், இதற்கு ‘உடையாத’  என்பது பொருள் ஆகும்.

வைரம் மிகுந்த உறுதி தன்மை வாய்ந்தது என்றாலும் இது எளிதில் உருவாவதில்லை. இதற்கு அதீத வெப்பமும் அழுத்தமும் தேவைப்படுகிறது.

இத்தகைய சூழ்நிலை பூமியின் ஆழத்தில் தான் இருக்கிறது. அதாவது பூமியின் மேற்பரப்பில் இருந்து சுமார் நூற்று தொன்னூறு கிலோ மீட்டர் ஆழத்தில் இத்தகைய சூழ்நிலை இருப்பதால் இங்கு தான் வைரமானது உருவாகின்றது.

அத்தோடு செயற்கையாகவும் வைரம் தயாரிக்கப்படுகிறது. கிராஃபைட்டை அதிக வெப்ப மற்றும் அழுத்தத்திற்கு உட்படுத்த அது வைரமாக மாறுகிறது.

இதற்கு உலோக வினையூக்கியும் (கிராஃபைட்டை வைரமாக்கும் வினையை துரிதபடுத்தக்கூடிய வேதிபொருள்) தேவைப்படுகிறது.

சரி வைரமானது கார்பன் தான் என எப்பொழுது தெரிந்தது? பதினேழாம் நூற்றாண்டின் பிற்பகுதியில் தான்.

1772 ஆம் ஆண்டு பிரஞ்சு நாட்டின் விஞ்ஞானியான ஆன்டெய்ன் லவாய்சியர் தனது ஆய்வின் மூலம் இதனை கண்டுபிடித்தார்.

 

வைரத்தின் சில பண்புகள்

வைரத்தின் கட்டமைப்பு

வைரம் ஒளி ஊடுருவக்கூடிய ஒரு படிகம் ஆகும். இப்படிக அமைப்பு கார்பன் அணுக்களால் ஆன பல நான்முகி வடிங்களால் கட்டப்பட்டுள்ளது.

நான்முகி என்பது நான்கு சமபக்க முக்கோணங்களால் ஆனது. இதில் ஒரு கார்பன் அணு மற்ற நான்கு கார்பன் அணுக்களுடன் சகபிணைப்பின் மூலமாக பிணைக்கப்பட்டுள்ளது.

 

வைரம் கட்டமைப்பு
வைரம் கட்டமைப்பு

 

சகபிணைப்பு என்பது ஒவ்வொரு கார்பனும் தலா ஒரு எலக்ட்ரானை கொடுத்து உருவாக்கும் பிணைப்பு ஆகும். இதன் காரணமாகவே அதிக அழுத்தம் கொடுத்தாலும் வைரம் பாதிக்கப்படுவதில்லை.

இருப்பினும், தூய்மை படிக கட்டமைப்பின் ஒழுங்கு தன்மையை பொறுத்து வைரத்தின் உறுதி தன்மை மாறுபடலாம்.

 

வைரத்தின் கடத்துதிறன்

வைரம் சிறந்த வெப்ப கடத்தியாகவும் செயல்படுகிறது. அதேசமயத்தில் இது மின்சாரத்தை கடத்துவதில்லை.

இருப்பினும் வைரத்தை செயற்கையாக உருவாக்கும் பொழுது தகுந்த தனிமத்தை இத்துடன் சேர்க்க, இது மின்கடத்தியாக செயல்படுகிறது. ஆகவே வைரம் ஒரு குறைகடத்தியாகும்.

செயற்கை வைரங்களை பொறுத்தமட்டில் தயாரிப்பு முறையை பொறுத்து வைரத்தின் கடத்து திறன் அமைகிறது. குறிப்பாக வேதி ஆவி படிம முறையில் தயாரிக்கப்படும் வைரம் மின் கடத்து திறனை பெற்றிருக்கிறது. இதற்கு காரணம் அதன் புறபரப்பில் கவரப்படும் ஹைட்ரஜனே என்பது தெரியவந்துள்ளது.

 

வைரத்தின் வினைபடுதிறன்

வைரம் மற்ற வினைபடு பொருட்களான அமிலம், காரம், வாயுக்கள் முதலியவற்றுடன் வினையில் ஈடுபடுவதில்லை. எனவே இது அதிக நிலைப்பு தன்மை வாய்ந்ததாகும். இதுவே வைரத்தை ஆபரணமாக பயன்படுத்துவதற்கு முக்கிய காரணமாகும்.

இருப்பினும் ஆக்சிஜனுடன் அதிக வெப்பத்தை கொடுக்க இது ஆக்ஸிகரணம் அடையும். அதாவது, வைரம் ஆக்சிஜனுடன் வினைபட்டு (சுமார் 850 டிகிரி செல்சியஸிற்கும் மேலான வெப்பநிலையில்) கார்பன்-டை-ஆக்ஸைடை தரும்.

அதேபோல் 700 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் ஃபுளூரின் வாயுவுடன் வைரம் வினைபடக்கூடியது.

 

வைரத்தின் ஒட்டும்திறன்

வைரத்தின் புறபரப்பு நீர் ஒட்டா தன்மை கொண்டது. அதேசமயத்தில் எண்ணெயுடன் எளிதில் ஒட்டும் தன்மையை இது பெற்றிருக்கிறது.

இப்பண்பின் அடிப்படையில் எண்ணெயைப் பயன்படுத்தி செயற்கை வைரத்தினை அதன் தயாரிப்பு நிலையிலிருந்து தனியே பிரித்தெடுப்பது எளிதாகிறது.

 

வைரத்தின் நிறம்

பொதுவாக, வைரம் நிறமற்றதாகும். இதற்கு காரணம் இது                           புற ஊதாக் கதிரை உறிஞ்சிக் கொண்டு கண்ணுறு ஒளியை ஊடுகடத்துவதே ஆகும்.

 

கருப்பு வைரம்
கருப்பு வைரம்

 

இருப்பினும் நைட்ரஜன், போரான் போன்ற தனிமங்களை வைரத்துடன் (வைரத்தை உருவாக்கும் பொழுது) சேர்க்கும் பொழுது நிறங்கொண்ட வைரங்களை உருவாக்க முடியும்.

நைட்ரஜன் சேர்க்கப்பட்ட வைரம் மஞ்சள் நிறமாகவும், போரான் சேர்க்கப்பட்ட வைரம் நீல நிறமாகவும் காட்சியளிக்கிறது. தவிர தகுந்த கதிர்களை பாய்ச்சுவதன் மூலமும் வைரத்தின் நிறத்தை மாற்ற இயலும்.

 

மஞ்சள் வைரம்
மஞ்சள் வைரம்

 

வைரத்தின் பயன்கள்

அனைவரும் அறிந்தார் போல் இது ஆபரணமாக பயன்படுகிறது.

 

வைர மோதிரம்
வைர மோதிரம்

 

தவிர, தொழிற்துறையில் வைரம் பல விதங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

அதீத உறுதி தன்மையின் காரணமாக வைரமானது மிக கடினமான திடப்பொருட்களை வெட்டும் கருவியாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மேலும் குவார்ட்ஸ், கிரானைட் போன்ற கடினமான திடப்பொருட்களை செதுக்குவதற்கும் வைரமானது பயன்படுகிறது.

வைரக்கூழ்மம் பாறை கற்களை மெருகூட்டுவதற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

 

வெட்டும் வைரக் கத்தி
வெட்டும் வைரக் கத்தி

 

எக்ஸ்ரே-கதிர் நிழற்பட கருவி, லேசர் உள்ளிட்ட சாதனங்களிலும் இது உபயோகிக்கப்படுகிறது.

சிறந்த வெப்பக்கடத்து திறன் காரணமாக வெப்பத்தை குறைக்கும் சாதனமாகவும் இது பயன்படுகிறது.

நவீன அறிவியல் வளர்ச்சியின் காரணமாக மருத்துவ உபகரணங்கள் உயிர் உணரிகள், மின்சாதன கருவிகள் என பல விதங்களிலும் வைரத்தை பயன்படுத்தும் முயற்சியில் விஞ்ஞானிகள் ஈடுபட்டுள்ளனர்.

– முனைவர்.ஆர்.சுரேஷ்
ஆராய்ச்சியாளர்
பகுப்பாய்வு மற்றும் க‌னிம வேதியியல் துறை
கன்செப்ஷன் ப‌ல்கலைக்கழகம், சிலி
sureshinorg@gmail.com
WhatsApp +91 9941633807

 

தங்கள் கருத்துக்களைப் பகிரலாமே

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.