വാർത്തകളിൽ എന്തിനാണ്?
ഐഐടി മദ്രാസിൽ (IIT Madras) നിന്നും ഇന്ത്യൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസിൽ (Indian Institute of Science) നിന്നുമുള്ള ഗവേഷകർ ഫെറോസീനിന്റെ ബോറോൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള അനലോഗ് (boron‑based analogue of ferrocene) സമന്വയിപ്പിച്ചു (synthesised). രണ്ട് കാർബൺ വളയങ്ങൾക്കിടയിൽ (carbon rings) ഇരുമ്പ് ആറ്റം (iron atom) സാൻഡ്‌വിച്ച് (sandwiched) ചെയ്ത ക്ലാസിക്കൽ ഫെറോസീനിൽ (classical ferrocene) നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, പുതിയ സംയുക്തം കാർബൺ വളയങ്ങളെ ഓസ്മിയം ആറ്റവുമായി (osmium atom) ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന അഞ്ച്-ബോറോൺ ക്ലസ്റ്ററുകൾ (five‑boron clusters) ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നു. കാർബണില്ലാതെ സുസ്ഥിരമായ "സാൻഡ്‌വിച്ച് (sandwich)" സംയുക്തങ്ങൾ നിലനിൽക്കുമെന്ന് ഈ വഴിത്തിരിവ് തെളിയിക്കുന്നു, ഇത് പുതിയ മെറ്റീരിയലുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിനുള്ള സാധ്യതകൾ തുറക്കുന്നു。
പശ്ചാത്തലം
വ്യത്യസ്‌ത ഉൽപന്നത്തിനായി തെരഞ്ഞ രസതന്ത്രജ്ഞർക്ക് അസാധാരണമാംവിധം സ്ഥിരതയുള്ള (unusually stable) ഓറഞ്ച് പൊടി (orange powder) ലഭിച്ചപ്പോൾ 1951-ൽ ആകസ്മികമായാണ് ഫെറോസീൻ കണ്ടെത്തിയത്. 1952-ൽ ജെഫ്രി വിൽക്കിൻസണും (Geoffrey Wilkinson) ഏണസ്റ്റ് ഫിഷറും (Ernst Fischer) സ്വതന്ത്രമായി നിർദ്ദേശിച്ചത് ഇരുമ്പ് ആറ്റം രണ്ട് പരന്ന സൈക്ലോപെന്റാഡൈനൈൽ വളയങ്ങൾക്കിടയിൽ (cyclopentadienyl rings) സാൻഡ്‌വിച്ച് ചെയ്തിരിക്കുന്നു എന്നാണ്. എക്സ്-റേ പഠനങ്ങൾ (X‑ray studies) ഘടന സ്ഥിരീകരിച്ചു, അവരുടെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ 1973-ൽ ഒരു നോബൽ സമ്മാനത്തിലേക്ക് (Nobel Prize) നയിച്ചു. ഫെറോസീനിന്റെ സ്ഥിരത ഓർഗാനോമെറ്റാലിക് കെമിസ്ട്രിയെ (organometallic chemistry) വിപ്ലവകരമായി മാറ്റുകയും മെറ്റൽ സെന്ററുകളും അരോമാറ്റിക് വളയങ്ങളുമുള്ള (aromatic rings) ആയിരക്കണക്കിന് "സാൻഡ്‌വിച്ച്" സമുച്ചയങ്ങൾക്ക് (sandwich complexes) പ്രചോദനം നൽകുകയും ചെയ്തു。
പുതിയ സംയുക്തം, ഔദ്യോഗികമായി (B5H10)Os(B5H10) എന്ന് എഴുതിയിരിക്കുന്നു, ഓരോ കാർബൺ വളയത്തിനും പകരം ഒരു ബോറോൺ ക്ലസ്റ്റർ (പെന്റബോറനെ - pentaborane എന്നറിയപ്പെടുന്നു) ഉപയോഗിച്ച് പകരം ഇരുമ്പിന് പകരം ഓസ്മിയം നൽകുന്നു. ബോറോൺ കൂടുകൾ ഇലക്ട്രോൺ കുറവുള്ളവയാണ്, എന്നിട്ടും അവ ലോഹങ്ങളുമായി ശക്തമായ കോവാലന്റ് ബോണ്ടുകൾ (covalent bonds) ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഒരു ലോഹവുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ ഈ ക്ലസ്റ്ററുകൾക്ക് അരോമാറ്റിക് വളയങ്ങൾ (aromatic rings) പോലെ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ഈ പരീക്ഷണം തെളിയിച്ചു, സാൻഡ്‌വിച്ച് സമുച്ചയങ്ങൾ (sandwich complexes) എന്ന ആശയം കാർബൺ കെമിസ്ട്രിക്ക് അപ്പുറം വിശാലമാക്കുന്നു。
പ്രധാന സവിശേഷതകളും പ്രത്യാഘാതങ്ങളും (Key features and implications)
- കാർബൺ രഹിത ചട്ടക്കൂട് (Carbon‑free framework): കാർബണിന്റെ അഭാവം പരമ്പരാഗത മെറ്റലോസീനുകളിൽ (traditional metallocenes) നിന്ന് ഈ സംയുക്തത്തെ വേർതിരിക്കുന്നു. അരോമാറ്റിസിറ്റി (aromaticity) - വളയങ്ങളെ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്ന ഇലക്ട്രോൺ പങ്കിടൽ (electron sharing) - ബോറോൺ കൂടുകളിൽ ഉണ്ടാകുമെന്ന് ഇത് കാണിക്കുന്നു.
- സ്ഥിരത (Stability): കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ പഠനങ്ങളും പരീക്ഷണങ്ങളും സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ബോറോൺ-ഓസ്മിയം ബോണ്ടുകൾ ശക്തമാണെന്നും തന്മാത്ര മിതമായ അവസ്ഥയിൽ കേടുകൂടാതെയിരിക്കുന്നുവെന്നും, ലോഹ-വളയ ബന്ധനം വാസ്തവത്തിൽ ഫെറോസീനേക്കാൾ ശക്തമാണെന്നും, ബോറോൺ വളയങ്ങൾ ഫെറോസീനിലെ കാർബൺ വളയങ്ങളേക്കാൾ ഓസ്മിയത്തോട് അടുത്തിരിക്കുന്നുവെന്നും കാണിക്കുന്നു.
- സാധ്യമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ (Potential applications): കാർബൺ-രഹിത സാൻഡ്‌വിച്ച് കോംപ്ലക്സുകൾക്ക് അസാധാരണമായ ഇലക്ട്രോണിക് ഗുണങ്ങളുള്ള പുതിയ ഉത്തേജകങ്ങൾ (catalysts), സെൻസറുകൾ (sensors), മെറ്റീരിയലുകൾ (materials) എന്നിവയിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം. ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണത്തിനോ (hydrogen storage) സൂപ്പർകണ്ടക്റ്ററുകൾക്കോ (superconductors) വേണ്ടിയുള്ള ബോറോൺ അടങ്ങിയ ക്ലസ്റ്ററുകളിലേക്കുള്ള (boron‑rich clusters) ഗവേഷണത്തിനും അവ പ്രചോദനം നൽകിയേക്കാം.
ഉപസംഹാരം
ബോറോൺ-ഓസ്മിയം (boron–osmium) സാൻഡ്‌വിച്ച് സംയുക്തത്തിന്റെ കണ്ടെത്തൽ കാണിക്കുന്നത് "മെറ്റലോസീനുകളുടെ (metallocenes)" രസതന്ത്രം ഒരിക്കൽ വിഭാവനം ചെയ്തതിനേക്കാൾ വിശാലമാണെന്നാണ്. കാർബണിനെ മറികടക്കുന്നതിലൂടെ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് പുതിയ ഘടനകളും ഗുണങ്ങളും (structures and properties) പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാൻ കഴിയും. ഏഴ് പതിറ്റാണ്ടിലേറെ മുമ്പ് ഫെറോസീൻ യാദൃശ്ചികമായി കണ്ടെത്തിയ പാരമ്പര്യം ഈ സൃഷ്ടി തുടരുന്നു, കൂടാതെ ഓർഗാനോമെറ്റാലിക് ഗവേഷണത്തിലെ (organometallic research) സമ്പന്നമായ അതിർത്തിയിലേക്ക് വിരൽ ചൂണ്ടുന്നു。