கார்பன் புள்ளிகள்

ஆராய்ச்சியளர்களின் கவனத்தை பெரிதும் ஈர்த்திருக்கும் கார்பன் புள்ளிகள் (carbon dots), கார்பனின் புறவேற்றுமை வடிவங்களில் ஒன்றாகும்.

2004 ஆம் ஆண்டு நிகழ்ந்த இதன் கண்டுபிடிப்பு, ஒரு தற்செயலான நிகழ்வாகும். ஒற்றை சுவர் கார்பன் நானோ குழாய்களை மின்முனை கவர்ச்சி முறையில்  சுத்திகரிக்கும்போது இது கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. கார்பன் புள்ளிகள் பற்றி இக்கட்டுரையில் காண்போம்.

 

கார்பன் புள்ளிகள்என்றால்என்ன?

பத்து நானோ மீட்டர் அளவிற்கும் கீழான விட்டமுடைய கார்பன் துகள்களை கார்பன் புள்ளிகள் என்கின்றனர். இருப்பினும், இவற்றின் புறபரப்பில் ஆக்ஸிஜன், நைட்ரஜன் முதலிய தனிமங்களால் கட்டமைக்கப்பட்ட வினைசெயல் தொகுதிகளும் (functional groups) இருக்கலாம்.

 

கார்பன் புள்ளிகளின் தயாரிப்பு முறைகள்

கார்பன் மூலப்பொருட்களான கரிமச் சேர்மங்களிலிருந்து (சிட்ரிக் அமிலம், கார்போஹைட்ரேடு, அமினோ அமிலம், கிராஃபைட் முதலியன‌) கார்பன் புள்ளிகள் தயாரிக்கப்படுகின்றன.

இதன் தயாரிப்பு முறையை இருபெரும் பிரிவுகளாக பிரிக்கலாம். அவை முறையே, மேலிருந்து கீழிறக்க (top-down) மற்றும் கீழிருந்து மேலேற்று (bottom-up) அணுகு முறை ஆகும்.

மேலிருந்து கீழிறக்க முறை என்பது பெரிய கார்பன் பொருட்களை உடைத்து கார்பன் புள்ளியாக மாற்றுவதாகும்.

இதனை மின்வேதிமுறை, மைக்கரோ அலைகளை பயன்படுத்தும் முறை, அமில ஆக்சிஜனேற்ற முறை, எரித்தல் முறை, மற்றும் நீரேற்ற வெப்ப முறையினை பயன்படுத்தி சாத்தியம் ஆக்கலாம்.

உதாரணமாக, கிராஃபைட்டை வேதிக்காரணிகளை பயன்படுத்தி கார்பன் புள்ளிகளாக மாற்றும் வினையை சொல்லலாம்.

 

சிறிய கார்பன் அணுக்களை ஒன்றிணைத்து கார்பன் புள்ளியாக மாற்றுவதை கீழிருந்து மேலேற்று முறை என்றழைக்கப்படுகிறது. இது பிளாஸ்மா சிகிச்சை, மின்னாற் சிதைத்தல் மற்றும் லேசர் நீக்கம் முறை கொண்டு நிகழ்த்தப்படுகிறது.

 

கார்பன் புள்ளிகளின் பண்புகள்

இவைகள் நீரில் கரையும் தன்மை கொண்டவை. எனவே இவற்றின் நீர்கரைசலை எளிதில் பெற இயலும். அடிப்படையாக இவை நீலம், பச்சை, மஞ்சள், மற்றும் ஊதா நிறங்களில் ஒளிரும் தன்மை கொண்டவை.

எளிதில் பிறவேதிக் காரணிகளுடன் வினைபடாத காரணத்தால் இவற்றின் மந்த (inert) பண்பு அதிகம். மேலும் இவை நச்சுத்தன்மை அற்றவை. இதன் காரணத்தால் இவைகள் உயிரினங்களுக்கு தீங்குகள் விளைவிப்பதில்லை.

 

கார்பன் புள்ளிகளின் பயன்கள்

மருத்துவ துறையில் இவைகளின் பயன்பாடு அதிகம். குறிப்பாக புற்றுசிகிச்சை, ஒளி வெப்ப சிகிச்சை (photothermal therapy), ஒளி இயக்க சிகிச்சை (photodynamic therapy), உயிருணர்வீ (biosensor) மற்றும் உயிரி நிழற்பட (biomedical imaging) தொழிற்நுட்பத்தில் கார்பன் புள்ளிகள் வெகுவாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

இதற்கு காரணம் இவற்றின் ஒளிரும் பண்புதான். மேலும், உடலின் குறிப்பிட்ட பாகத்தில் (அல்லது தேவைப்படும் இடத்தில்) மருந்தினை கொண்டு சேர்க்கும் மருந்து விநியோக்கியாகவும் (drug delivery) இவைகள் பயன்படுகின்றன‌.

நீர்சூழ்நிலையில் இருக்கும் கனஉலோக அயனிகளான மெர்குரி, இரும்பு, காப்பர், காரீயம், காட்மியம் அயனிகளை இனம் காணும் உணர்வீயாகவும் கார்பன் புள்ளிகளைப் பயன்படுத்தலாம்.

மேலும் வினையூக்கியாகவும் சூரியமின்கலன், மின்அணு துறையிலும் இவற்றின் பயன்பாடுகள் பெருமளவில் ஆராயப்பட்டு வருகிறது.

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