ಈ ಬ್ಲಾಗ್ ಪೋಸ್ಟ್ನಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲಜನಕ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯ ಪೊರೆಗಳು ಅನಿಲಗಳ ಮಿಶ್ರಣದಿಂದ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಹೇಗೆ ಆಯ್ದವಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಅನ್ವಯಗಳ ಹಿಂದಿನ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ತತ್ವವನ್ನು ನಾವು ನೋಡುತ್ತೇವೆ.
ಆಮ್ಲಜನಕವು ಜೀವಕ್ಕೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯ. ಆಮ್ಲಜನಕವಿಲ್ಲದೆ, ಜೀವಿಗಳು ಉಸಿರಾಡಲು ಮತ್ತು ಬದುಕಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಆಮ್ಲಜನಕವು ಜೀವಂತ ಜೀವಿಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರವಲ್ಲ, ಕೈಗಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ಔಷಧಕ್ಕೂ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಪರಿಶೋಧನೆಯಂತಹ ಹೈಟೆಕ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಬೇಡಿಕೆ ಬೆಳೆಯುತ್ತಲೇ ಇದೆ. ಗಗನಯಾತ್ರಿಗಳು ಜೀವಾಧಾರಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ ಮತ್ತು ವಾತಾವರಣದ ಪುನರುತ್ಪಾದನಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ, ಮಂಗಳ ಮತ್ತು ಚಂದ್ರನಂತಹ ಗ್ರಹಗಳಲ್ಲಿ ಮಾನವರು ವಾಸಿಸಲು ಸೌಲಭ್ಯಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವಾಗ ಆಮ್ಲಜನಕವು ಅತ್ಯಗತ್ಯ ಸಂಪನ್ಮೂಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಹೀಗಾಗಿ, ಆಮ್ಲಜನಕವು ವಿಶ್ವದಲ್ಲೇ ಹೆಚ್ಚು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಸ್ತುವಾಗಿದ್ದು, ವಾರ್ಷಿಕವಾಗಿ 100 ಮಿಲಿಯನ್ ಟನ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಕೈಗಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ಔಷಧದಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಆಮ್ಲಜನಕವು ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಆಮ್ಲಜನಕವಲ್ಲ, ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಆಮ್ಲಜನಕವಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಪಡೆಯಲು, ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಅನಿಲಗಳ ಮಿಶ್ರಣದಿಂದ ಹೊರತೆಗೆಯಬೇಕು. ಈ ಉದ್ದೇಶಕ್ಕಾಗಿ ಆಮ್ಲಜನಕ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯತೆಯ ಪೊರೆಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಈ ಪೊರೆಯ ಸುತ್ತಲೂ ಅನಿಲಗಳ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಹಾದುಹೋದಾಗ, ಆಮ್ಲಜನಕ ಮಾತ್ರ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಒಂದು ಗಮನಾರ್ಹ ವಿದ್ಯಮಾನ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ವಿದ್ಯಮಾನ ಹೇಗೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ನಾವು ಮೊದಲು ಆಮ್ಲಜನಕ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯ ಪೊರೆಯ ವಸ್ತುವನ್ನು ನೋಡಬೇಕು. ನಾವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಭಾವಿಸುವ ಘನವು ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ದಟ್ಟವಾಗಿ ತುಂಬಿರುವಂತೆ ಕಾಣುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ವಾಸ್ತವದಲ್ಲಿ, ಪರಮಾಣುಗಳ ಆಕಾರವು ನಡುವೆ ಖಾಲಿ ಜಾಗಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಪರಮಾಣುಗಳು ಗೋಳಾಕಾರದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಒಂದೇ ಗಾತ್ರದ ಹಲವಾರು ಗೋಳಗಳನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿ ಇರಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ನಾವು ಭಾವಿಸಿದರೆ, ಅವು ಎಲ್ಲಾ ಜಾಗವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಆವರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂದು ನಾವು ನೋಡಬಹುದು.
ಇತರ ಪರಮಾಣುಗಳು ಈ ಖಾಲಿ ಜಾಗಗಳನ್ನು ತುಂಬಬಲ್ಲವು, ಮತ್ತು ಈ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಇಂಟರ್ಸ್ಟಿಷಿಯಲ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಎಲ್ಲಾ ಪರಮಾಣುಗಳು ಈ ಖಾಲಿ ಜಾಗಗಳನ್ನು ತುಂಬಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಪರಮಾಣುವಿನ ಗಾತ್ರವು ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಸ್ಥಳಕ್ಕಿಂತ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದ್ದರೆ, ಅದು ಪ್ರವೇಶಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಪಾಲಿಂಗ್ ಈ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಸಂಕ್ಷೇಪಿಸಿದ್ದಾರೆ.
ಅವರು ಈ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದರು, ಇವುಗಳನ್ನು ಪಾಲಿಂಗ್ ನಿಯಮಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡು ನಿಯಮಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾದವು. ಮೊದಲನೆಯದು ಹಿಂದೆ ಹೇಳಿದ ಗಾತ್ರದ ಸಮಸ್ಯೆ, ಮತ್ತು ಎರಡನೆಯದು ಪರಮಾಣುಗಳು ಹೊಂದಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ನಿಯಮ. ಇಂಟರ್ಸ್ಟಿಷಿಯಲ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಖಾಲಿ ಜಾಗಗಳನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಿದಾಗ, ಅವು ಅಯಾನುಗಳ ರೂಪವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತವೆ. ಅಯಾನುಗಳು ಅವು ಹೊಂದಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾದ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಉಲ್ಲೇಖಿಸುತ್ತವೆ. ಅನೇಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿದ್ದರೆ, ಅವು ಅಯಾನುಗಳಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿದ್ದರೆ, ಅವು ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳಾಗುತ್ತವೆ. ಒಳನುಗ್ಗುವ ಪರಮಾಣುವಿನ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಖಾಲಿ ಜಾಗವನ್ನು ಸುತ್ತುವರೆದಿರುವ ಪರಮಾಣುಗಳ ಅಯಾನು ಚಾರ್ಜ್ನಿಂದ ಸರಿದೂಗಿಸಿದಾಗ, ಒಳನುಗ್ಗುವ ಪರಮಾಣು ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರಬಹುದು.
ಹಾಗಾದರೆ, ಆಮ್ಲಜನಕ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯ ಪೊರೆಗಳಿಗೆ ಯಾವ ರೀತಿಯ ವಸ್ತುವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ? ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾದ ಗುಣವೆಂದರೆ ಪೊರೆಯು ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಹಾದುಹೋಗಲು ಬಿಡಬೇಕು.
ಪಾಲಿಂಗ್ ನಿಯಮದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ನಾವು ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಏಕೈಕ ಒಳನುಗ್ಗುವ ಪರಮಾಣುವಾಗಿ ಹೊಂದಬಹುದಾದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹುಡುಕಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದೆವು ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಆಮ್ಲಜನಕ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯ ಪೊರೆಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಹಾಗಾದರೆ ಅನಿಲಗಳ ಮಿಶ್ರಣದಿಂದ ಆಮ್ಲಜನಕವು ಪೊರೆಯ ಒಂದು ಬದಿಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಿ ಒಳನುಗ್ಗುವ ಪರಮಾಣುವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಟ್ಟು, ನಂತರ ಇನ್ನೊಂದು ಬದಿಯಿಂದ ಹೇಗೆ ನಿರ್ಗಮಿಸುತ್ತದೆ? ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಉತ್ತರವನ್ನು ಪ್ರಸರಣದ ವಿದ್ಯಮಾನದಲ್ಲಿ ಕಾಣಬಹುದು.
ಪ್ರಸರಣವು ಒಂದು ವಿದ್ಯಮಾನವಾಗಿದ್ದು, ಇದರಲ್ಲಿ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಸಂಭವಿಸಿದಾಗ ಅಣುಗಳು ಅಥವಾ ಪರಮಾಣುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಸ್ಥಳದಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಸ್ಥಳಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಆಮ್ಲಜನಕ-ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯ ಪೊರೆಯಲ್ಲಿ, ಮಿಶ್ರ ಅನಿಲ ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎದುರು ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದಾಗಿ ಆಮ್ಲಜನಕ ಪರಮಾಣುಗಳು ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತವೆ. ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲಜನಕ ಪರಮಾಣುಗಳು ಒಳನುಗ್ಗುವ ಪರಮಾಣುಗಳಾಗಿ ರೂಪಾಂತರಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪೊರೆಯೊಳಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ.
ಮಿಶ್ರ ಅನಿಲಗಳಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲಜನಕವು ಅಣುಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಆಮ್ಲಜನಕ-ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯ ಪೊರೆಗಳ ಒಳಗೆ, ಆಮ್ಲಜನಕ ಪರಮಾಣುಗಳು ಮಾತ್ರ ಚಲಿಸಬಹುದು, ಆದ್ದರಿಂದ ಅಣುಗಳನ್ನು ಪರಮಾಣುಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಬೇಕು. ಇದನ್ನು ಮಾಡಲು, ಪ್ಲಾಟಿನಂನಂತಹ ವಸ್ತುವಿನ ತೆಳುವಾದ ಪದರವನ್ನು ಪೊರೆಯ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಮ್ಲಜನಕ ಅಣುಗಳನ್ನು ಒಡೆಯುವ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುತ್ತದೆ.
ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋದ ನಂತರ, ವಿಭಜಿತ ಆಮ್ಲಜನಕ ಪರಮಾಣುಗಳು ಶುದ್ಧ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಅಣುಗಳಾಗಿ ಮತ್ತೆ ಸೇರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಆಮ್ಲಜನಕ ಅಣುಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಸಂಕ್ಷೇಪಿಸಬಹುದು. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಮಿಶ್ರ ಅನಿಲದಲ್ಲಿರುವ ಆಮ್ಲಜನಕ ಅಣುಗಳು ಪೊರೆಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಎರಡು ಆಮ್ಲಜನಕ ಪರಮಾಣುಗಳಾಗಿ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ನಂತರ ಈ ಪರಮಾಣುಗಳು ಪೊರೆಯೊಳಗಿನ ಖಾಲಿ ಜಾಗಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದಾಗಿ ಇನ್ನೊಂದು ಬದಿಗೆ ಹರಡುತ್ತವೆ.
ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಅವು ಪೊರೆಯ ಇನ್ನೊಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕ ಅಣುಗಳಾಗಿ ಮತ್ತೆ ಸೇರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ, ಮಿಶ್ರ ಅನಿಲದಲ್ಲಿರುವ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಅದರ ಶುದ್ಧ ರೂಪಕ್ಕೆ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಶುದ್ಧ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಉಕ್ಕಿನ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಲೋಹಶಾಸ್ತ್ರ, ಲೋಹದ ಬೆಸುಗೆ ಮತ್ತು ಕತ್ತರಿಸುವಿಕೆಗಾಗಿ ಮತ್ತು ವೈದ್ಯಕೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಲು ಮತ್ತು ರೋಗಿಗಳಲ್ಲಿ ಚೇತರಿಕೆಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಭವಿಷ್ಯದ ಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಶೇಖರಣಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕವು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಶಕ್ತಿಯಂತಹ ಶುದ್ಧ ಶಕ್ತಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕವು ಅತ್ಯಗತ್ಯ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಸಮಾಜವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಉತ್ಪಾದನೆ, ಔಷಧ, ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಮತ್ತು ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯಂತಹ ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಶುದ್ಧ ಆಮ್ಲಜನಕವು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯ ಪೊರೆಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯೊಂದಿಗೆ, ಮಾನವೀಯತೆಯು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅನ್ವಯಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುವುದನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾಧ್ಯತೆಗಳು ಅಂತ್ಯವಿಲ್ಲ.
