या पृथ्वीतलावर रोज नवनव्या चमत्कारिक घटना घडत असतात. अनेकदा अशा काही घटना, गोष्टी समोर येतात ज्यामुळे आपल्याला आश्चर्य वाटते. सध्या पंजाबच्या सतलज नदीतील वाळूत शास्त्रज्ञांना असं काही सापडलं आहे, जे फक्त पंजाबच नव्हे तर संपूर्ण भारतासाठी अत्यंत उपयुक्त ठरणार आहे. रोपर येथील भारतीय तंत्रज्ञान संस्थेतील (आयआयटी) शास्त्रज्ञांनी या अनोख्या अशा ‘टॅंटलम’चा शोध लावला आहे. याच पार्श्वभूमीवर टॅंटलम म्हणजे नेमके काय? या टॅंटलमचा उपयोग नेमका कशासाठी होऊ शकतो? शास्त्रज्ञांना हा शोध नेमका कसा लागला? या सर्व प्रश्नांची उत्तरं जाणून घेऊ या…
शास्त्रज्ञांना लागला टँटलमचा शोध
आयआयटी रोपरच्या स्थापत्य अभियांत्रिकी विभागाचे प्राध्यापक डॉ. रश्मी सेबॅस्टियन यांच्या चमूने पंजाबमधील सतलज नदीच्या वाळूचा अभ्यास केला होता. या वाळूत टॅंटलम असल्याचे त्यांना समजले. मूळात टॅंटलम हा एक धातू आहे. रश्मी यांच्या चमूने लावलेला हा शोध फक्त पंजाबच नव्हे तर संपूर्ण भारतासाठी एक वरदान ठरू शकतो. कारण हा धातू इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्र आणि सेमीकंडक्टर निर्मितीसाठी वापरला जातो.
टॅंटलम काय आहे?
टॅंटलम हा एक धातू असून त्याचा अणुक्रमांक ६३ आहे. हा धातू राखाडी रंगाचा आहे. तो जड आणि अत्यंत कठीण असतो. हा धातू सर्वाधिक गंजरोधक धातूंपैकी एक आहे. हवेच्या संपर्कात आल्यास तो ऑक्साईडचा एक थर तयार करतो. हा थर काढून टाकणे फार कठीण असते. याच कारणामुळे हा धातू अतिशय गरम आणि आम्लयुक्त वातावरणात आला तरी त्यावर सहजासहजी गंज चढत नाही. परिणामी त्याला सर्वाधिक गंजरोधक धातूंपैकी एक मानले जाते.
अॅसिडचा कोणताही परिणाम होत नाही
शुद्ध टॅंटलम धातू हा लवचिक असतो. म्हणजेच त्याला ताणता येते, तो तुटत नाही. त्याचे बारीक अशा वायरमध्ये रुपांतर करता येते. १५० अंश सेल्सिअस तापमानाखाली त्याच्यावर जवळजवळ कोणतीही रासायनिक अभिक्रिया होत नाही. फक्त हायड्रोफ्लोरिक अॅसिड, फ्लोराईड आयन असलेले आल्मयुक्त सोल्यूशन्स आणि फ्री सल्फर डायऑक्साईडच्या संपर्कात आल्यावरच त्याच्यावर रासायनिक क्रिया होऊ शकते. विशेष म्हणजे टॅंटलमचा उच्च द्रवणांक आहे. त्याच्यापेक्षा जास्त द्रवणांक असलेले फक्त टंगस्टन आणि रेनियम हे दोनच धातू आहेत.
टॅंटलम धातूचा शोध कधी लागला?
अँडर्स गुस्ताफ एकेनबर्ग या स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञांनी सन १८०२ मध्ये स्वीडनमधील यट्टेरबाय या भागात टॅंटलम या धातूचा शोध लावला. सुरुवातीला एकेनबर्ग यांना नियोबियम या धातूचे दुसरे रुप शोधून काढले असाच सर्वांचा समज झाला. कारण टॅंटलम या धातूचे रासायनिक गुणधर्म नियोबियम प्रमाणेच आहेत. त्यामुळे एकेनबर्ग यांनी शोध लावलेल्या धातूला अगोदर नियोबियमच समजण्यात आले. मात्र पुढे १८६६ मध्ये जीन चार्ल्स गॅलिसार्ड डी मॅरिग्नॅक या स्वित्झर्संडच्या रसायनशास्त्रज्ञांनी जगासमोर सत्य आणले. त्यांनी प्रयोगासहित नियोबियम आणि टँटलम हे दोन वेगवेगळे धातू आहेत, हे सिद्ध केले.
टँटलम हे नाव कसे पडले?
टँटलम हे नाव ग्रीक पौराणिक कथांमध्ये आढळणाऱ्या टॅंटलस नावाच्या राजाच्या प्रेरणेतून घेतलेले आहे. टँटलस हा अनाटोलियातील माउंट सिपिलस पर्वतावरील एक दुष्ट राजा होता. देवांचे भोजन चालू असताना या राजाने आपल्या मुलालाही जेवण दिल्यामुळे त्याला भीषण शिक्षा देण्यात आली होती. या राजाला भूगर्भात असलेल्या जगात वास्तव्य करण्याचा आदेश देण्यात आला होता. तसेच त्याला कायमस्वरुपी पाण्यात उभे राहण्यास सांगण्यात आले होते. तो जिथे उभा होता, तेथेच काही फळं लवटकवून ठेवण्यात आली होती. पाण्यात उभा असतानाही तो जेव्हा-जेव्हा पाणी पिण्याचा प्रयत्न करत असे तेव्हा-तेव्हा पाणी त्याच्यापासून दूर जात असे. तसेच तो जेव्हा फळं खाण्याचा प्रयत्न करत असे तेव्हा-तेव्हा लटकलेल्या अवस्थेत असलेली ती फळं वर जात. टँटलम धातू हा कोणत्याही आम्लामध्ये विरघळत नाही. म्हणूनच कोणत्याही आम्लाशी रासायनिक क्रिया न करणाऱ्या या धातूला टँटलम असे नाव देण्यात आले.
टँटलमचा उपयोग काय?
सध्या टँटलम या धातूचा उपयोग मुख्यत्वे इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्रात केला जातो. या धातूपासून तयार करण्यात आलेले कॅपॅसिटर्स हे सर्वोत्तम मानले जातात. कारण टँटलमच्या मदतीने तयार केलेल्या कॅपॅसिटर्समधून उर्जेची गळती होत नाही. तसेच कमी आकारमान असले तरी तुलनेने अधिक उर्जा साठवली जाऊ शकते. याच कारणामुळे लॅपटॉप्स, स्मार्टफोन्स, डिजिटल कॅमेरा अशा इलेक्ट्रॉनिक वस्तूंमध्ये टँटलम या धातूची मदत घेतली जाते.
अणुउर्जा निर्मिती केंद्र, विमाने, क्षेपणास्त्रांच्या निर्मितीसाठी वापर
टँटलम या धातूचा उच्च द्रवणांक बिंदू आहे. याच कारणामुळे प्लॅटिनमच्या ऐवजी या धातूचा अनेक ठिकाणी वापर केला जातो. रासायनिक संयंत्रे, अणुउर्जा निर्मिती केंद्र, विमाने, क्षेपणास्त्रे यांच्या निर्मितीसाठीदेखील या धातूचा वापर केला जातो. मानवी शरीरात असलेल्या वेगवेगळ्या द्रवांमध्ये हा धातू मिसळत नाही. म्हणूनच त्याचा कृत्रिम सांधे, शस्त्रक्रिया करण्यासाठीची उपकरणे यांच्या निर्मितीसाठी वापर केला जातो.
शास्त्रज्ञांना लागला टँटलमचा शोध
आयआयटी रोपरच्या स्थापत्य अभियांत्रिकी विभागाचे प्राध्यापक डॉ. रश्मी सेबॅस्टियन यांच्या चमूने पंजाबमधील सतलज नदीच्या वाळूचा अभ्यास केला होता. या वाळूत टॅंटलम असल्याचे त्यांना समजले. मूळात टॅंटलम हा एक धातू आहे. रश्मी यांच्या चमूने लावलेला हा शोध फक्त पंजाबच नव्हे तर संपूर्ण भारतासाठी एक वरदान ठरू शकतो. कारण हा धातू इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्र आणि सेमीकंडक्टर निर्मितीसाठी वापरला जातो.
टॅंटलम काय आहे?
टॅंटलम हा एक धातू असून त्याचा अणुक्रमांक ६३ आहे. हा धातू राखाडी रंगाचा आहे. तो जड आणि अत्यंत कठीण असतो. हा धातू सर्वाधिक गंजरोधक धातूंपैकी एक आहे. हवेच्या संपर्कात आल्यास तो ऑक्साईडचा एक थर तयार करतो. हा थर काढून टाकणे फार कठीण असते. याच कारणामुळे हा धातू अतिशय गरम आणि आम्लयुक्त वातावरणात आला तरी त्यावर सहजासहजी गंज चढत नाही. परिणामी त्याला सर्वाधिक गंजरोधक धातूंपैकी एक मानले जाते.
अॅसिडचा कोणताही परिणाम होत नाही
शुद्ध टॅंटलम धातू हा लवचिक असतो. म्हणजेच त्याला ताणता येते, तो तुटत नाही. त्याचे बारीक अशा वायरमध्ये रुपांतर करता येते. १५० अंश सेल्सिअस तापमानाखाली त्याच्यावर जवळजवळ कोणतीही रासायनिक अभिक्रिया होत नाही. फक्त हायड्रोफ्लोरिक अॅसिड, फ्लोराईड आयन असलेले आल्मयुक्त सोल्यूशन्स आणि फ्री सल्फर डायऑक्साईडच्या संपर्कात आल्यावरच त्याच्यावर रासायनिक क्रिया होऊ शकते. विशेष म्हणजे टॅंटलमचा उच्च द्रवणांक आहे. त्याच्यापेक्षा जास्त द्रवणांक असलेले फक्त टंगस्टन आणि रेनियम हे दोनच धातू आहेत.
टॅंटलम धातूचा शोध कधी लागला?
अँडर्स गुस्ताफ एकेनबर्ग या स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञांनी सन १८०२ मध्ये स्वीडनमधील यट्टेरबाय या भागात टॅंटलम या धातूचा शोध लावला. सुरुवातीला एकेनबर्ग यांना नियोबियम या धातूचे दुसरे रुप शोधून काढले असाच सर्वांचा समज झाला. कारण टॅंटलम या धातूचे रासायनिक गुणधर्म नियोबियम प्रमाणेच आहेत. त्यामुळे एकेनबर्ग यांनी शोध लावलेल्या धातूला अगोदर नियोबियमच समजण्यात आले. मात्र पुढे १८६६ मध्ये जीन चार्ल्स गॅलिसार्ड डी मॅरिग्नॅक या स्वित्झर्संडच्या रसायनशास्त्रज्ञांनी जगासमोर सत्य आणले. त्यांनी प्रयोगासहित नियोबियम आणि टँटलम हे दोन वेगवेगळे धातू आहेत, हे सिद्ध केले.
टँटलम हे नाव कसे पडले?
टँटलम हे नाव ग्रीक पौराणिक कथांमध्ये आढळणाऱ्या टॅंटलस नावाच्या राजाच्या प्रेरणेतून घेतलेले आहे. टँटलस हा अनाटोलियातील माउंट सिपिलस पर्वतावरील एक दुष्ट राजा होता. देवांचे भोजन चालू असताना या राजाने आपल्या मुलालाही जेवण दिल्यामुळे त्याला भीषण शिक्षा देण्यात आली होती. या राजाला भूगर्भात असलेल्या जगात वास्तव्य करण्याचा आदेश देण्यात आला होता. तसेच त्याला कायमस्वरुपी पाण्यात उभे राहण्यास सांगण्यात आले होते. तो जिथे उभा होता, तेथेच काही फळं लवटकवून ठेवण्यात आली होती. पाण्यात उभा असतानाही तो जेव्हा-जेव्हा पाणी पिण्याचा प्रयत्न करत असे तेव्हा-तेव्हा पाणी त्याच्यापासून दूर जात असे. तसेच तो जेव्हा फळं खाण्याचा प्रयत्न करत असे तेव्हा-तेव्हा लटकलेल्या अवस्थेत असलेली ती फळं वर जात. टँटलम धातू हा कोणत्याही आम्लामध्ये विरघळत नाही. म्हणूनच कोणत्याही आम्लाशी रासायनिक क्रिया न करणाऱ्या या धातूला टँटलम असे नाव देण्यात आले.
टँटलमचा उपयोग काय?
सध्या टँटलम या धातूचा उपयोग मुख्यत्वे इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्रात केला जातो. या धातूपासून तयार करण्यात आलेले कॅपॅसिटर्स हे सर्वोत्तम मानले जातात. कारण टँटलमच्या मदतीने तयार केलेल्या कॅपॅसिटर्समधून उर्जेची गळती होत नाही. तसेच कमी आकारमान असले तरी तुलनेने अधिक उर्जा साठवली जाऊ शकते. याच कारणामुळे लॅपटॉप्स, स्मार्टफोन्स, डिजिटल कॅमेरा अशा इलेक्ट्रॉनिक वस्तूंमध्ये टँटलम या धातूची मदत घेतली जाते.
अणुउर्जा निर्मिती केंद्र, विमाने, क्षेपणास्त्रांच्या निर्मितीसाठी वापर
टँटलम या धातूचा उच्च द्रवणांक बिंदू आहे. याच कारणामुळे प्लॅटिनमच्या ऐवजी या धातूचा अनेक ठिकाणी वापर केला जातो. रासायनिक संयंत्रे, अणुउर्जा निर्मिती केंद्र, विमाने, क्षेपणास्त्रे यांच्या निर्मितीसाठीदेखील या धातूचा वापर केला जातो. मानवी शरीरात असलेल्या वेगवेगळ्या द्रवांमध्ये हा धातू मिसळत नाही. म्हणूनच त्याचा कृत्रिम सांधे, शस्त्रक्रिया करण्यासाठीची उपकरणे यांच्या निर्मितीसाठी वापर केला जातो.
