दुर्मिळ पृथ्वी घटक आधुनिक तंत्रज्ञान कसे शक्य करतात

फ्रँक हर्बर्टच्या स्पेस ऑपेरा “ड्युन्स” मध्ये, “मसाले मिश्रण” नावाचा एक मौल्यवान नैसर्गिक पदार्थ लोकांना आंतरतारकीय सभ्यता स्थापित करण्यासाठी विशाल विश्वात नेव्हिगेट करण्याची क्षमता प्रदान करतो. पृथ्वीवरील वास्तविक जीवनात, दुर्मिळ पृथ्वी घटक म्हटल्या जाणार्या नैसर्गिक धातूंच्या समूहाने आधुनिक तंत्रज्ञान शक्य केले आहे. जवळजवळ सर्व आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांच्या या प्रमुख घटकांची मागणी झपाट्याने वाढत आहे.

दुर्मिळ पृथ्वीहजारो वेगवेगळ्या गरजा पूर्ण करतात - उदाहरणार्थ, सेरिअम तेल शुद्धीकरणासाठी उत्प्रेरक म्हणून वापरले जातेगॅडोलिनियमआण्विक अणुभट्ट्यांमध्ये न्यूट्रॉन अडकवतात. परंतु या घटकांची सर्वात प्रमुख क्षमता त्यांच्या ल्युमिनेसेन्स आणि चुंबकत्वामध्ये आहे.

आमच्या स्मार्ट फोनच्या स्क्रीनला रंग देण्यासाठी आम्ही दुर्मिळ पृथ्वीवर अवलंबून असतो, युरो नोटांची सत्यता दर्शविण्यासाठी फ्लोरोसेन्स वापरतो आणि ऑप्टिकल फायबर केबल्सद्वारे समुद्राच्या तळाशी सिग्नल हस्तांतरित करतो. ते जगातील सर्वात मजबूत आणि सर्वात विश्वासार्ह चुंबकांच्या निर्मितीसाठी देखील आवश्यक आहेत. ते तुमच्या हेडफोन्समध्ये ध्वनी लहरी निर्माण करतात, अंतराळात डिजिटल माहिती वाढवतात आणि थर्मल शोध क्षेपणास्त्रांचा मार्ग बदलतात. दुर्मिळ पृथ्वी देखील पवन उर्जा आणि इलेक्ट्रिक वाहने यासारख्या हरित तंत्रज्ञानाच्या विकासास प्रोत्साहन देत आहे आणि क्वांटम संगणकाचे नवीन घटक देखील तयार करू शकते. सिंथेटिक केमिस्ट आणि स्वतंत्र सल्लागार स्टीफन बॉयड म्हणाले, “ही यादी अंतहीन आहे. ते सर्वत्र आहेत

दुर्मिळ पृथ्वी म्हणजे लॅन्थॅनाइड ल्युटेटियम आणि लॅन्थॅनम आणि मधील 14 घटकयट्रियम, जे बहुतेक वेळा समान ठेवीमध्ये आढळतात आणि लॅन्थॅनाइडसारखे रासायनिक गुणधर्म असतात. या राखाडी ते चांदीच्या रंगाच्या धातूंमध्ये विशेषत: प्लॅस्टिकिटी आणि उच्च वितळणे आणि उकळण्याचे बिंदू असतात. त्यांची गुप्त शक्ती त्यांच्या इलेक्ट्रॉनमध्ये आहे. सर्व अणूंमध्ये इलेक्ट्रॉनांनी वेढलेले एक केंद्रक असते, ज्याला कक्षा म्हणतात. न्यूक्लियसपासून सर्वात दूर असलेल्या कक्षेतील इलेक्ट्रॉन्स व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन आहेत, जे रासायनिक अभिक्रियांमध्ये भाग घेतात आणि इतर अणूंशी बंध तयार करतात.

बहुतेक लॅन्थॅनाइडमध्ये इलेक्ट्रॉनचा आणखी एक महत्त्वाचा गट असतो, ज्याला “एफ-इलेक्ट्रॉन” म्हणतात, जे व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉनजवळ सोनेरी झोनमध्ये राहतात परंतु न्यूक्लियसच्या किंचित जवळ असतात. रेनो युनिव्हर्सिटी ऑफ नेवाडा येथील अजैविक रसायनशास्त्रज्ञ आना डी बेटेनकोर्ट डायस यांनी सांगितले: “हेच इलेक्ट्रॉन्स आहेत ज्यामुळे पृथ्वीच्या दुर्मिळ घटकांचे चुंबकीय आणि ल्युमिनेसेंट गुणधर्म निर्माण होतात.”

दुर्मिळ पृथ्वी 17 घटकांचा समूह आहे (नियतकालिक सारणीवर निळ्या रंगात दर्शविलेले). पृथ्वीच्या दुर्मिळ घटकांच्या उपसंचाला लॅन्थानाइड म्हणतात (लुटेटियम, लू, अधिक नेड केलेली ओळलॅन्थेनम, ला). प्रत्येक घटकामध्ये एक शेल असतो, सामान्यत: f इलेक्ट्रॉन असतात, ज्यामुळे या घटकांना चुंबकीय आणि चमकदार गुणधर्म असतात.