രണ്ട് വ്യത്യസ്ത രൂപങ്ങൾ എങ്ങനെയെന്ന് ഗവേഷകർ ആദ്യമായി അന്വേഷിച്ചു വെള്ളം (ഓർത്തോ- പാരാ-) രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് വിധേയമാകുമ്പോൾ വ്യത്യസ്തമായി പെരുമാറുന്നു.
വെള്ളം ഒരു രാസവസ്തുവാണ്, ഒരു തന്മാത്ര അതിൽ ഏക ഓക്സിജൻ ആറ്റം രണ്ട് ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളുമായി (H2O) ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. വെള്ളം ദ്രാവകം, ഖരം (ഐസ്), വാതകം (ബാഷ്പങ്ങൾ) എന്നിങ്ങനെ നിലവിലുണ്ട്. അടങ്ങിയിട്ടില്ലാത്ത ചുരുക്കം ചില രാസവസ്തുക്കളിൽ ഒന്നാണിത് കാർബൺ ഊഷ്മാവിൽ (ഏകദേശം 20 ഡിഗ്രി) ഇപ്പോഴും ദ്രാവകമായിരിക്കും. വെള്ളം സർവ്വവ്യാപിയും ജീവിതത്തിന് പ്രധാനവുമാണ്. തന്മാത്രാ തലത്തിൽ അത് എല്ലാ ദിവസവും അറിയപ്പെടുന്നു വെള്ളം രണ്ട് വ്യത്യസ്ത രൂപങ്ങളിൽ നിലവിലുണ്ട്, എന്നാൽ ഈ വിവരങ്ങൾ പൊതുവായ അറിവല്ല. ഈ രണ്ട് രൂപങ്ങൾ വെള്ളം ഐസോമറുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു, അവയെ ഓർത്തോ- അല്ലെങ്കിൽ പാരാ- എന്ന് വിളിക്കുന്നു വെള്ളം. ഈ രൂപങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള പ്രധാന വ്യത്യാസം വളരെ സൂക്ഷ്മമാണ്, ഒരേ അല്ലെങ്കിൽ വിപരീത ദിശയിൽ വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളുടെ ന്യൂക്ലിയർ സ്പിന്നുകളുടെ ആപേക്ഷിക ഓറിയൻ്റേഷനാണ്, അതിനാൽ അവയുടെ പേരുകൾ. ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളുടെ ഈ സ്പിൻ ആറ്റോമിക് ഫിസിക്സ് മൂലമാണ്, ഈ പ്രതിഭാസം ഇതുവരെ പൂർണ്ണമായി മനസ്സിലായിട്ടില്ല. ഈ രണ്ട് രൂപങ്ങൾക്കും ഒരേപോലെയുള്ള ഭൌതിക ഗുണങ്ങളുണ്ട്, അവയ്ക്കും ഒരേ രാസ ഗുണങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിക്കണമെന്ന് ഇതുവരെ വിശ്വസിച്ചിരുന്നു.
അടുത്തിടെ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഒരു പഠനത്തിൽ പ്രകൃതി ആശയവിനിമയങ്ങൾ, ഹാംബർഗിലെ ബാസൽ സർവകലാശാലയിലെ ഗവേഷകർ ഈ രണ്ട് രൂപങ്ങളുടെയും രാസപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ വ്യത്യാസം ആദ്യമായി അന്വേഷിച്ചു. വെള്ളം ഓർത്തോ- പാരാ ഫോമുകൾ വളരെ വ്യത്യസ്തമായി പ്രതികരിക്കുമെന്ന് തെളിയിച്ചു. കെമിക്കൽ റിയാക്റ്റിവിറ്റി എന്നാൽ ഒരു തന്മാത്ര ഒരു രാസപ്രവർത്തനത്തിന് വിധേയമാകുന്ന രീതി അല്ലെങ്കിൽ കഴിവ് എന്നാണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്. എന്ന വേർതിരിവ് ഉൾപ്പെട്ടതായിരുന്നു പഠനം വെള്ളം വൈദ്യുത മണ്ഡലങ്ങളെ ഉൾപ്പെടുത്തി ഒരു ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ഡിഫ്ലെക്റ്റർ ഉപയോഗിച്ച് അതിൻ്റെ രണ്ട് ഐസോമെറിക് രൂപങ്ങളിലേക്ക് (ഓർത്തോ-, പാരാ-). ഈ രണ്ട് ഐസോമറുകളും പ്രായോഗികമായി ഒരേപോലെയുള്ളതും ഒരേപോലെയുള്ള ഭൗതിക ഗുണങ്ങളുള്ളതുമായതിനാൽ, ഈ വേർതിരിക്കൽ പ്രക്രിയ സങ്കീർണ്ണവും വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതുമാണ്. ഫ്രീ-ഇലക്ട്രോൺ ലേസർ സയൻസിനായി അവർ വികസിപ്പിച്ച വൈദ്യുത മണ്ഡലങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു രീതി ഉപയോഗിച്ചാണ് ഈ ഗവേഷക സംഘം വേർപിരിയൽ നേടിയത്. ഡിഫ്ലെക്ടർ ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തെ ആറ്റോമൈസ് ചെയ്ത ജലത്തിൻ്റെ ഒരു ബീമിലേക്ക് അവതരിപ്പിക്കുന്നു. രണ്ട് ഐസോമറുകളിലെ ന്യൂക്ലിയർ സ്പിന്നിൽ നിർണായകമായ വ്യത്യാസം ഉള്ളതിനാൽ, ഈ വൈദ്യുത മണ്ഡലവുമായി ആറ്റങ്ങൾ ഇടപഴകുന്ന രീതിയെ ഇത് ചെറുതായി ബാധിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ജലം ഡിഫ്ലെക്ടറിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുമ്പോൾ അത് ഓർത്തോ- പാരാ- എന്നിങ്ങനെ രണ്ട് രൂപങ്ങളായി വേർപെടുത്താൻ തുടങ്ങുന്നു.
ഗവേഷകർ അത് തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. വെള്ളം ഓർത്തോ-ജലത്തേക്കാൾ 25 ശതമാനം വേഗത്തിൽ പ്രതികരിക്കുകയും a യിലേക്ക് ആകർഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു പ്രതികരണം പങ്കാളി കൂടുതൽ ശക്തമായി. ജല തന്മാത്രകളുടെ ഭ്രമണത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ന്യൂക്ലിയർ സ്പിൻ വ്യത്യാസത്താൽ ഇത് തീർച്ചയായും വിശദീകരിക്കപ്പെടുന്നു. കൂടാതെ, പാരാ-ജലത്തിന്റെ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന് അയോണുകളെ വേഗത്തിൽ ആകർഷിക്കാൻ കഴിയും. അവരുടെ കണ്ടെത്തലുകൾ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നതിനായി സംഘം ജല തന്മാത്രകളുടെ കമ്പ്യൂട്ടർ സിമുലേഷനുകൾ നടത്തി. ഏതാണ്ട് -273 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ വളരെ താഴ്ന്ന താപനിലയിൽ തന്മാത്രകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് എല്ലാ പരീക്ഷണങ്ങളും നടത്തിയത്. അത്തരം സാഹചര്യങ്ങളിൽ മാത്രമേ തന്മാത്രകളുടെ വ്യക്തിഗത ക്വാണ്ടം അവസ്ഥകളും ഊർജ്ജ ഉള്ളടക്കവും നന്നായി നിർവചിക്കാനും മികച്ച രീതിയിൽ നിയന്ത്രിക്കാനും കഴിയൂ എന്ന് രചയിതാക്കൾ വിശദീകരിക്കുന്ന ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണിത്. അതിനർത്ഥം ജല തന്മാത്ര അതിന്റെ രണ്ട് രൂപങ്ങളിൽ ഒന്നായി സ്ഥിരത കൈവരിക്കുകയും അവയുടെ വ്യത്യാസങ്ങൾ വ്യക്തവും വ്യക്തവുമാകുകയും ചെയ്യുന്നു. അങ്ങനെ, രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ അന്വേഷിക്കുന്നത്, മെച്ചപ്പെട്ട ധാരണയിലേക്ക് നയിക്കുന്ന അടിസ്ഥാന സംവിധാനങ്ങളും ചലനാത്മകതയും വെളിപ്പെടുത്തും. എന്നിരുന്നാലും, ഈ പഠനത്തിന്റെ പ്രായോഗിക ഉപയോഗം ഇപ്പോൾ വളരെ ഉയർന്നതായിരിക്കില്ല.
***
{ഉദ്ധരിച്ച ഉറവിടങ്ങളുടെ(കളുടെ) ലിസ്റ്റിൽ താഴെ നൽകിയിരിക്കുന്ന DOI ലിങ്കിൽ ക്ലിക്ക് ചെയ്ത് നിങ്ങൾക്ക് യഥാർത്ഥ ഗവേഷണ പ്രബന്ധം വായിക്കാവുന്നതാണ്}
ഉറവിടം (ങ്ങൾ)
Kilaj A et al 2018. കുടുങ്ങിയ ഡയസെനൈലിയം അയോണുകളിലേക്കുള്ള പാരാ, ഓർത്തോ-വാട്ടറിന്റെ വ്യത്യസ്ത പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ നിരീക്ഷണം. നേച്ചർ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻസ്. 9(1) https://doi.org/10.1038/s41467-018-04483-3
