క్రయోకెమిస్ట్రీ
క్రయోకెమిస్ట్రీ (Cryochemistry) అనేది -150 °C కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద జరిగే రసాయన చర్యల అధ్యయనం.[1] ఇది 'చల్లని' అని అర్థం వచ్చే 'క్రయోస్' (cryos) అనే గ్రీకు పదం నుండి ఉద్భవించింది. ఇది రసాయన శాస్త్రం (chemistry), క్రయోబయాలజీ (cryobiology), కండెన్స్‌డ్ మ్యాటర్ ఫిజిక్స్ (condensed matter physics) మరియు ఆస్ట్రోకెమిస్ట్రీ (astrochemistry) వంటి అనేక ఇతర శాస్త్రాలతో కలిసి ఉంటుంది.
-210°C వద్ద గడ్డకట్టే ద్రవ నత్రజని (liquid nitrogen) సాధారణంగా అందుబాటులోకి వచ్చినప్పటి నుండి క్రయోకెమిస్ట్రీ ఆసక్తికరమైన అంశంగా మారింది. క్రయోజెనిక్-ఉష్ణోగ్రత వద్ద జరిగే రసాయన చర్యలు, ఉష్ణ హెచ్చుతగ్గుల వల్ల కలిగే గందరగోళాన్ని తగ్గించడం ద్వారా రసాయన చర్యల యొక్క వివరణాత్మక మార్గాలను అధ్యయనం చేయడానికి ఒక ముఖ్యమైన యంత్రాంగంగా పనిచేస్తాయి. క్రయోకెమిస్ట్రీ క్రయోబయాలజీకి పునాదిని ఏర్పరుస్తుంది, ఇది వైద్య మరియు పరిశోధనా ప్రయోజనాల కోసం నెమ్మదించిన లేదా నిలిపివేయబడిన జీవ ప్రక్రియలను ఉపయోగిస్తుంది.
తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ప్రవర్తనలు
ఒక పదార్థం చల్లబడినప్పుడు, దానిలోని అణువులు/పరమాణువుల సాపేక్ష కదలిక తగ్గుతుంది - అంటే దాని ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది. కదలిక పూర్తిగా ఆగిపోయే వరకు శీతలీకరణ కొనసాగవచ్చు, అప్పుడు దాని గతి శక్తి (kinetic energy), లేదా కదలిక శక్తి, అదృశ్యమవుతుంది. ఈ స్థితిని పరమ శూన్యం (absolute zero) అని పిలుస్తారు మరియు ఇది కెల్విన్ ఉష్ణోగ్రత స్కేల్కు ఆధారాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, ఇది పరమ శూన్యం కంటే పైన ఉన్న ఉష్ణోగ్రతను కొలుస్తుంది. సున్నా డిగ్రీల సెల్సియస్ (°C) అనేది 273 కెల్విన్‌తో సమానం.
పరమ శూన్యం వద్ద చాలా మూలకాలు ఘనపదార్థాలుగా మారుతాయి, కానీ అన్నీ ఇంత ఊహించదగిన విధంగా ప్రవర్తించవు; ఉదాహరణకు, హీలియం ఒక అసాధారణ ద్రవంగా మారుతుంది. ఏదేమైనా, పరమ శూన్య ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా పదార్థాల మధ్య రసాయన శాస్త్రం అదృశ్యం కాదు, ఎందుకంటే వేరు చేయబడిన అణువులు/పరమాణువులు ఎల్లప్పుడూ తమ మొత్తం శక్తిని తగ్గించుకోవడానికి కలిసిపోగలవు. దాదాపు ప్రతి అణువు లేదా మూలకం వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వేర్వేరు లక్షణాలను చూపుతుంది; తగినంత చల్లగా ఉంటే, కొన్ని విధులు పూర్తిగా కోల్పోతాయి. క్రయోజెనిక్ కెమిస్ట్రీ సాధారణ కెమిస్ట్రీతో పోలిస్తే చాలా భిన్నమైన ఫలితాలకు దారితీస్తుంది, మరియు క్రయోజెనిక్ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పదార్థాలకు కొత్త రసాయన మార్గాలు అందుబాటులో ఉండవచ్చు, ఉదాహరణకు ఆర్గాన్ ఫ్లోరోహైడ్రైడ్ నిర్మాణం, ఇది 17 K లేదా అంతకంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద మాత్రమే స్థిరమైన సమ్మేళనం.
శీతలీకరణ పద్ధతులు
ఇవి కూడా చూడండి: లేజర్ కూలింగ్ అణువులను పరమ శూన్యం దగ్గరకు చల్లబరచడానికి ఉపయోగించే ఒక పద్ధతి లేజర్ కూలింగ్. డాప్లర్ కూలింగ్ ప్రక్రియలో, అణువును నెమ్మదింపజేయడానికి లేదా చల్లబరచడానికి ఒక నిర్దిష్ట అణువు యొక్క ఎలక్ట్రాన్ల నుండి శక్తిని తొలగించడానికి లేజర్‌లను ఉపయోగిస్తారు. ఈ పద్ధతి క్వాంటం మెకానిక్స్లో అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది మరియు ఇది పార్టికల్ ట్రాప్‌లు మరియు బోస్-ఐన్‌స్టీన్ కండెన్సేట్కు సంబంధించినది. ఈ పద్ధతులన్నీ అంతరిక్షంలోని ఒక నిర్దిష్ట బిందువు వద్ద వ్యతిరేక భూమధ్యరేఖ కోణాల్లో సూచించబడిన లేజర్‌లతో కూడిన "ట్రాప్"ను ఉపయోగిస్తాయి. లేజర్ కిరణాల నుండి వచ్చే తరంగదైర్ఘ్యాలు చివరికి వాయు పరమాణువులను మరియు వాటి బయటి తిరిగే ఎలక్ట్రాన్లను తాకుతాయి. ఈ తరంగదైర్ఘ్యాల ఘర్షణ అణువులను నెమ్మదింపజేయడానికి లేదా చల్లబరచడానికి గతి శక్తి స్థితిని భిన్నంగా తగ్గిస్తుంది. అణు గడియారాలు మరియు అణు ఆప్టిక్స్‌ను మెరుగుపరచడంలో సహాయపడటానికి లేజర్ కూలింగ్ కూడా ఉపయోగించబడింది. అల్ట్రాకోల్డ్ అధ్యయనాలు సాధారణంగా రసాయన చర్యలపై కాకుండా, ప్రాథమిక రసాయన లక్షణాలపై దృష్టి పెడతాయి.
అత్యంత తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల కారణంగా, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత భౌతిక శాస్త్రం మరియు రసాయన శాస్త్రాన్ని అధ్యయనం చేసేటప్పుడు రసాయన స్థితిని నిర్ధారించడం ఒక ప్రధాన సమస్య. నేడు వాడుకలో ఉన్న ప్రాథమిక పద్ధతులు ఆప్టికల్ - అనేక రకాల స్పెక్ట్రోస్కోపీ అందుబాటులో ఉన్నాయి, కానీ వీటికి క్రయోజెనిక్ ప్రక్రియలకు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ప్రాప్యతను అందించే వాక్యూమ్ విండోలతో కూడిన ప్రత్యేక పరికరాలు అవసరం.
ఇవి కూడా చూడండి
సూచనలు
- Moskovits, M., and Ozin, G.A., (1976) Cryochemistry, J. Wiley & Sons, New York
- Dillinger, J. R. (1957). Low temperature physics & chemistry (edited by Joseph R. Dillinger.) Madison, Wisconsin: University of Wisconsin Press.
- Naduvalath, B. (2013).
- Phillips, W. D. (2012).
- Parpia, J. M., & Lee, D.M. (2012).
- Hasegawa, Y., Nakamura, D., Murata, M., Yamamoto, H., & Komine, T. (2010). "High-precision temperature control and stabilization using a cryocooler. Review of Scientific Instruments", doi:10.1063/1.3484192
- ↑ cryochemistry. eng.thesaurus.rusnano.com.
బయటి లింకులు
- Cryochemistry
మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Cryochemistry” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Cryochemistry ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.
