සින්ක් ඔක්සයිඩ්
සින්ක් ඔක්සයිඩ් යනු රසායනික සූත්‍රය වන Zno අකාබනික සංයෝගයකි. සුදු පැහැති කුඩක් වන සින්ක් ඔක්සයිඩ් අකාබනික සංයෝගයකි. සුදු පැහැති කුඩක් වන සින්ක් ඔක්සයිඩ් ජලයෙහි අද්‍රාව්‍ය වන අතර ප්ලාස්ටික්, සෙරමික්, වීදුරු, සිමෙන්ති, ලිහිස්සි තෙල්, තීන්ත, ආලේපන,[2] මැලියම්, කාන්දු වලක්වන ද්‍රව්‍ය වර්ණක, ආහාර (සින්ක් පෝෂක මුල් කරගත්), බැටරි, ෆෙරයිට්, ගිනි නිවීමේ ද්‍රව්‍ය සහ ප්‍රථමාධාර පටි ආදී විවිධ ද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදනය සඳහා පුළුල් ලෙස යොදා ගැනෙයි.[3]
 | |
| හඳුන්වනයන් | |
|---|---|
| CAS අංකය | 1314-13-2  |
| PubChem | 14806 |
| ChemSpider | 14122 |
| EC අංකය | 215-222-5 |
| ChEBI | 36560 |
| ChEMBL | CHEMBL1201128 |
| RTECS අංකය | ZH4810000 |
| ATCvet කේතය | QA07 |
InChI
| |
| ගුණාංග | |
| අණුක සූත්‍රය | ZnO |
| මවුලික ස්කන්ධය | 81.408 ග්‍රෑ/මවුල |
| පෙනුම | සුදු ඝණ |
| ගඳ | ගඳ රහිත |
| ඝණත්වය | 5.606 ග්‍රෑ/සෙමී3 |
| ද්‍රවාංකය | 1975 °C (වියෝජනය වෙයි)[1] |
| තාපාංකය | 1975 °C (වියෝජනය වෙයි) |
| ද්‍රාව්‍යතාව in water | 0.16 මිග්‍රෑ/100 මිලී(30 °C) |
| කලාප අන්තරය | 3.3 eV (direct) |
| වර්තනාංකය (nD) | 2.0041 |
| තාපරසායනවිද්‍යාව | |
| සම්මත උත්පාදන එන්තැල්පිය ΔfH | -348.0 කිජූ/මවුල |
| සම්මත මවුලික එන්ට්‍රොපිය S | 43.9 J·K−1මවුල−1 |
| උපද්‍රව | |
| MSDS | ICSC 0208 |
| EU සූචිය | 030-013-00-7 |
| EU වර්ගීකරණය | පරිසරයට අනතුරුදායකයි (N) |
| R-වාක්‍යාංශ | R50/53 |
| S-වාක්‍යාංශ | S60, S61 |
| NFPA 704 |  1 2 0 |
| ජ්වලන අංකය | 1436 °C |
| ආශ්‍රිත සංයෝග | |
| අනෙකුත් ඇනායන | සින්ක් සල්ෆයිඩ් සින්ක් සෙලිනයිඩ් සින්ක් ටෙලියුරයිඩ් |
| අනෙකුත් කැටායන | කැඩ්මියම් ඔක්සයිඩ් මර්කරි(ll) ඔක්සයිඩ් |
වෙනත් ආකාරයකට සටහන් තබා නොමැති නම්, ද්‍රව්‍යයන් සඳහා දත්ත දෙනු ලබන්නේ ඒවායේ සම්මත තත්ත්වය (25 °C, 100 kPa දී) සඳහාය. | |
 verify (මෙය කුමක්ද ?) | |
| Infobox references | |
ද්‍රව්‍ය විද්‍යාවේදී සින්ක් ඔක්සයිඩ් II-VI අර්ධ සන්නායක කාණ්ඩයේ ඔක්සිජන් ආවර්තිතා වගුව VIA කාණ්ඩයට (6 වැනි ප්‍රධාන කාණ්ඩය වර්තමාන l6 වන කාණ්ඩය වේ.) අදාළ මූලද්‍රව්‍යයක් වූ නිසා සහ අන්තරික ලෝහයක් වන සින්ක් වර්තමානයේ දොළොස්වන කාණ්ඩය වන IIB කාණ්ඩයේ සාමාජිකයෙකු වූ නිසා) අර්ධ සන්නායකයේ නිසග මාත්‍රණය (හේතු තවමත් අණාවරණය කර නොමැති වේ) n-වර්ගයට අයත් වේ.
රසායනික ගුණ
ZnO සුදු පැහැති කුඩක් ලෙස පවතියි. සින්සයිට් ඛණිජය සාමාන්‍යයෙන් කහ පැහැය රතු පැහැයට හරවන්නා වූ මැන්ගනීස් සහ වෙනත් අපද්‍රව්‍යවලින් සමන්විත වේ.[4] තාපය හමුවේ වර්ණ් විපර්යාස සිදු කරගන්නාසුළු ස්ඵටිකරූපී සින්ක් ඔක්සයිඩ් රත් කළ විට සුදු පැහැයේ සිට කහ පැහැයට හැරෙන අතර වාතය හමුවේ සිසිල් කරන විට නැවත සුදු පැහැයට හැරේ. මෙම වර්ණ විපර්යාසය සිදු වන්නේ ඉහළ උෂ්ණත්ව වලදී Zn1+xO (ස්ටොයිකියෝමිතික නොවන) සාදාගැනීමේදී පරිසරයේ සිදුවන කුඩා ඔක්සිජන් හිඟයක් හේතුවෙනි.[5]සින්ක් ඔක්සයිඩ් යනු උභයගුණී ඔක්සයිඩයකි. එට බොහෝදුරට ජලයේ අද්‍රාව්‍ය වන නමුත් හයිඩ්‍රොක්ලොරික් අම්ලය වැනි බොහෝ අම්ල තුළ ද්‍රාව්‍ය වේ.[6][7]
- ZnO + 2 HCl → ZnCl2 + H2O
භෂ්ම ද ජලයේ ද්‍රාව්‍ය සින්කේට ලබා දීමට ඝනය පහත හෙළයි:
- ZnO + 2 NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4]
ZnO, ඔලේට සහ ස්ටීරේට වැනි අනුරූප කාබොක්සිලේට සෑදීමට තෙල් තුළ ඇති මේද අම්ල සමඟ සෙමෙන් ප්‍රතික්‍රියා කරයි. ZnO ජලීය සාන්ද්‍ර සින්ක් ක්ලෝරයිඩ සමඟ මිශ්‍ර කළවිට සින්ක් ක්ලෝරයිඩ් ලෙස හදුන්වන නඩාමවලට බදාම වැනි ඵලයක් සාදයි.[8] මෙය දන්ත වෛද්‍ය විද්‍යාවේ ප්‍රයෝජනයට ගැනිණි.[9]
ZnO පොස්පරික් අම්ලය සමඟ පිරියම් කළවිට ද බදාමවලට හුරු නිෂ්පාදනයක් සාදයි. මේව වෛද්‍ය විද්‍යාවේදී යොදා ගැනේ.[9] මෙම ප්‍රතික්‍රියාවෙන් සෑදුනු සින්ක් පොස්පේට බදාමයේ ප්‍රධාන සංඝටකයක් වන්නේ හෙපටයිට්, Zn3(PO4)2·4H2O.සින්ක් ඔක්සයිඩ් සම්මත ඔක්සිජන් පීඩනය යටතේ සෙන්ටිග්‍රේඩ් අංශක 1975ක පමණ උෂ්ණත්වයේදී සින්ක් වාෂ්පය සහ ඔක්සිජන් බවට වියෝජනය වේ. කාබන් සමඟ රත් කිරීමේදී (තරමක් පහළ උෂ්ණත්වයකදී(සෙන්ටිග්‍රේඩ් අංශක 950ක් පමණ වූ) මෙම ඔක්සයිඩය සින්ක් වාෂ්පය බවට පෙරළේ.[10]
ZnO + C → Zn(වාෂ්ප) + CO
ඇලුමිනියම් සහ මැග්නීසියම් කුඩු සමඟ ද ක්ලෝරිනීකෘත රබර් හා සින්ක් ඔක්සයිඩයට ගිනි සහ ස්ඵෝටන උවදුරු ඇති කරමින් ඉතා සීඝ්‍ර ප්‍රතික්‍රියාවල යෙදිය හැක. [11][12] මෙය හයිඩ්‍රජන් සල්ෆයිඩ සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කොට සල්ෆ්යිඩය ලබා දේ. ZnO කුඩු යොදා ගනිමින් H2S ඉවත් කිරීමේදී මෙම ප්‍රතික්‍රියාව වාණිජමය වශයෙන් භාවිතයට ගැනෙයි. (උදා: දුර්ගන්ධ නාශක ලෙසින්) ZnO + H2S → ZnS + H2O
ZnO සහ ජලය අඩංගු ආලේපන විලීන වී පාරජම්බූල ආලෝකයට නිරාවරණය වූ විට, හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් නිෂ්පාදනය වේ.[7]
භෞතික ලක්ෂණ
ව්‍යුහය
සින්ක් ඔක්සයිඩ් ෂඩාස්‍රාකාර වර්ට්සයිට් වර්ට්සයිට් ස්ඵටික ව්‍යුහය[13] සහ ඝනකාකර සින්ක් බ්ලෙන්ඩ් යන ප්‍රධාන ආකාර දෙකක් යටතේ ස්ඵටික සාදයි. වර්ට්සයිට් ව්‍යුහය බොහෝ තත්ත්ව යටතේ වඩාත් ස්ථායීව පවතින නිසා ඉතා සුලභ ලෙස පවතී. සින්ක් බ්ලෙන්ඩ් ආකාරය ස්ථායී තත්ත්වයට ගෙන ආ හැක්කේ ඝනක දැලිස් ව්‍යුහයක් සහිත උපස්ථරයක් මත සින්ක් ඔක්සයිඩ් සෑදීමෙනි. මෙම අවස්ථා දෙකෙහිදීම සින්ක් සහ ඔක්සයිඩ කේන්ද්‍ර Zn(II) සඳහා වඩාත්ම ලාක්ෂණික ජ්‍යාමිතික ආකාරය වන චතුස්තලීය වේ.
වර්ට්සයිට් සහ සින්ක් බ්ලෙන්ඩ් බහුරූප ආකාරවලට අමතරව ZnO සහිඳ ලුණු හමුවේ 10GPa පමණ සාපේක්ෂ ඉහළ පීඩනයකදී ස්ඵටික තත්ත්වයට ගෙන ආ හැක.[14]
වර්ට්සයිට් සහ සින්ක් බ්ලෙන්ඩ් යන බහුරූපී ආකාර සඳහා ප්‍රතිලෝම සමමිතියක් නොමැත. මෙය සහ අනෙකුත් දැලිස් සමමිති ලක්ෂණවල ප්‍රතිඵල ලෙස ෂඩාස්‍රාකාර සහ සින්ක්බ්ලෙන්ඩ් ZnO හි පීඩවිද්‍යුතය ද ෂඩාස්‍රාකාර ZnO හි තාපවිද්‍යුතයද හැඳින්විය හැක.
ෂඩාස්‍රාකාර ව්‍යුහයේ ලක්ෂ්‍ය කාණ්ඩ ය 6mm (හර්මාන්-මෝගුයින් අංකනය අනුව වේ) හෝ(ස්කෝන්ෆ්ලයිස් අංකනය අනුව) C6v ලෙස දැක්විය හැකි අතර අවකාශ කාණ්ඩය P63mcහෝ C6v4 ලෙස දැක්විය හැක. දැලිස් ව්‍යුහයේ නියත වන a=3.25Å සහ c=5.2Å වේ. ඒවායේ අනුපාතය c/a~1.60යන අගය ෂඩාස්‍රාකාර කුටීරයක නියම c/a=1.633 අගයට ආසන්න ලෙස පවතියි.[15] බොහෝ ll-Vl කාණ්ඩවලට අයත් ලෝහයන්ගේ මෙන් සින්ක් ඔක්සයිඩ් තුළ ද බන්ධන බොහෝ සෙයින් අයනික(Zn2+–O2–) වේ. ඒවායේ අරීය දුර පිළිවෙලින් Zn2+, 0.074nm සහ O2-,140nm වේ. මෙම ගුණය සින්ක් බ්ලෙන්ඩ් වලට වඩා වර්ට්සයිට් නිර්මාණය වීමේ කැමැත්ත මෙන්ම සින්ක් ඔක්සයිඩ්හි වන දැඩි පීඩවිද්‍යුතයට හේතුකාරක වේ. ධ්‍රැවීය Zn-O බන්ධන හේතුවෙන්, සින්ක් සහ ඔක්සිජන් තුල විද්‍යුත් වශයෙන් ආරෝපිතව පවතී. විද්‍යුත් උදාසීනත්වය පවත්වා ගැනීමට මෙවැනි බොහෝ ලොහ එම තල පරමාණුක මට්ටමින් නැවත ප්‍රතිනිර්මාණය වන නමුත් ZnOවල එසේ සිදු නොවේ. එහි පරමාණුක වශයෙන් සමතල සහ ස්ථාවර පෘෂ්ඨ කිසිදු ප්‍රතිනිර්මාණය වීමක් නොපෙන්වයි. ZnO හි මෙම විෂමතාවය තව ද සම්පූර්ණ පහදා දී නැත.[16]
යාන්ත්‍රික ගුණ
ZnO යනු මෝ පරිමාණයට අනුව දළ වශයෙන් 4.5ක දැඩි බවකින් යුතු සාපේක්ෂව මෘදු ද්‍රව්‍යයකි.[2] එහි ප්‍රත්‍යාස්ථතා නියත GaN වැනි අනෙකුත් lll-V අර්ධසන්නායක වලට වඩා කුඩා වේ. ZnO හි ඉහළ උෂ්ණත්ව ධාරිතාවය, තාප සන්නායකතාවය, පහළ තාප ප්‍රසාරණතාවය සහ ඉහළ ද්‍රවාංකය පිඟන් කර්මාන්තය සඳහා ප්‍රයෝජනවත් වේ.[17] ZnO වල වඩාත්ම ස්ථායී අවස්ථාව වර්ට්සයිට් වීමෙන් 10K උෂ්ණත්වයේ 133ps පමණ ඉහළ ආයුකාලයකින් යුතු ඉතා දිගු කාලීන ප්‍රකාශ පෝනෝනයක් ප්‍රදර්ශනය කරයි.[18]
චතුස්තලීය බන්ධන සහිත අර්ධ සන්නායක අතර ZnO ඉහළම පීඩවිද්‍යුත් ආතානකය හෝ අවම වශයෙන් GaN සහ AlN වල එම ගුණයට සංසන්දනීය වන බව ප්‍රකාශ කර ඇත. මෙම ගුණය නිසා ඉහළ විද්‍යුත් යාන්ත්‍ර ඈඳුමක් අවශ්‍යවන බොහෝ පීඩවිද්‍යුත් යෙදීම සඳහා එය තාක්ෂණික වශයෙන් වැදගත් ද්‍රව්‍යයක් බවට පත්ව ඇත.
විද්‍යුත් ගුණ
සින්ක් ඔක්සයිඩ් කාමර උෂ්ණත්වයේදී ~3.3eV සාපේක්ෂ වශයෙන් විශාල ඍජු කලාප අන්තරයක් ZnO සතු වේ. විශාල කලාප අන්තරයක් තිබීමේ වාසි අතරට ඉහළ බිඳ වැටුම් වෝල්ටීයත තිබීම, විශාල විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රවල පැවතීමේ හැකියාව, පහළ ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝෝෂාව සහ ඉහළ-උෂ්ණත්ව සහ පහළ-උෂ්ණත්වවල පැවතීමේ හැකියාව ඇතුළත් වේ. ZnO හි කලාප අන්තර තව දුරටත් (මැග්නීසියම් ඔක්සයිඩ හෝ කැඩ්මියම් ඔක්සයිඩ යොදා ගනිමින්) ~3-4eV දක්වා සුසර කළ හැක.[14] බොහෝමයක් ZnO වලට අභිප්‍රායික මාත්‍රණ නොමැතිව වුවද n-වර්ගයේ ලක්ෂණ මූලාරම්භය වන නමුත් එම විෂය විවාදාත්මකව පවතියි. මෙයට බලාපොරොත්තු නොවූ හයිඩ්‍රජන් අපද්‍රව්‍ය ආදේශන හේතුවන බවට සෛද්ධාන්තික ගණනය කිරීම් පදනම් කොටගත් එක් විකල්ප පැහැදිලි කිරීමක් යෝජනා කර ඇත.Vll කාණ්ඩයේ මූලද්‍රව්‍ය වන ක්ලෝරීන් හෝ අයඩීන් සමඟ ඔක්සිජන් ආදේශ කිරීමෙන් හෝ Al,Ga,In වැනි lll කාණ්ඩයේ මූලද්‍රව්‍ය මගින් Zn ආදේශ කිරීමෙන් පාලනය කළ හැකි n-වර්ගයේ මාත්‍රණයක් පහසුවෙන් ලබා ගත හැක.විශ්වාසදායී p-වර්ගයේ මාත්‍රණය කිරීම් දුෂ්කර වේ. මෙම ගැටලුවේ මූලාරම්භය වනුයේ p-වර්ගයේ මාත්‍රණයන්ට යොදා ගන්නා ද්‍රව්‍යවල මඳ ද්‍රාව්‍යතාව සහ n-වර්ගයේ අපද්‍ර මගින් ඒවා හාණිපූරණය කිරීමයි. මෙම ගැටලුව GaN සහ ZnSe සමඟ අධ්‍යයනය කෙරෙයි. "ස්වභාවයෙන්ම" n-වර්ගයේ වන් ද්‍රව්‍ය තුළ p-වර්ගයේ ලාක්ෂණික බව මැනුම, සාම්පලයන්හි අසමජාතීත්වය හේතුවෙන් සංකීර්ණ බවට පත් වී තිබේ.p-වර්ගයේ මාත්‍රණ සඳහා වන වර්තමාන සීමා, සාමාන්‍යයෙන් n-වර්ගයේ සහ p-වර්ගයේ ද්‍රව්‍යවශයෙන් l වන කාණ්ඩයේ Li, Na, K යන මූලද්‍රව්‍ය, V වන කාණ්ඩයේ N, P යන මූලද්‍රව්‍ය මෙන්ම සිල්වර් සහ කොපර් ආදිය හඳුන්වා දිය හැක. ඩෙසේ වෙතත්, මේ අතුරින් බොහෝමයක් උච්ච ප්‍රතිග්‍රාහක වන අතර සැලකිය යුතු මට්ටමක p-වර්ගයේ සන්නයනයක් කාමර උෂ්ණත්වයේදී ඇති නොකරයි.[14]ZnO හි ඉලෙක්ට්‍රෝන සචලතාව උෂ්ණත්වය සමඟ බොහෝ සෙයින් වෙනස් වන අතර 80K උෂ්ණත්වයේදී ~2000cm2/(v.s) යන උපරිම අගයට පැමිණේ.[19]
නිෂ්පාදනය
කාර්මික අවශ්‍යතා සඳහා ZnO වසරකට ටොන් 105 [4]පමණ විවිධ මට්ටම්වලින් ප්‍රධාන ක්‍රියාවලි 03ක් යටතේ නිෂ්පාදනය කෙරෙයි.[17]
වක්‍ර (ප්‍රංශ) ක්‍රමය
ලෝහමය සින්ක් ග්‍රැෆයිට් කෝවක් තුළ විලීන කොට 907 °C ට වඩා ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී වෂ්පය බවට හරවයි. (නියමානුකූලව 1000 °C පමණ වූ) සින්ක් වාෂ්පය එහි උෂ්ණත්වය සහ සංදීප්තිය සමඟ වාතයේ ඔක්සිජන් හා අනුබද්ධ වෙමින් ප්‍රතික්‍රියා කොට ZnO ලබා දේ. සින්ක් ඔක්සයිඩ් අණු සිසිලන නළයක් හරහා පරිවහනය කෙරෙන අතර වාෂ්පයන්ගෙන් ඝ්න වෙන් කරගන්නා කුටීරයක් තුළ රැස්කර ගැනෙයි. මෙම වක්‍ර ක්‍රමය 1844 දී ප්‍රංශ ජාතික ලී ක්ලෙයාර් විසින් ප්‍රථම වරට සිදු කරන ලදී. මෙහි නිෂ්පාදන සාමාන්‍යයෙන් මධ්‍යක තරම 0.1 සිට ම්යික්‍රොමීටර කිහිපයක් වූ ස්න්ක් ඔක්සයිඩ් සමූහයක් වේ. ලෝකයේ බොහෝමයක් සින්ක් ඔක්සයිඩ් සාදනු ලබන්නේ ප්‍රංශ ක්‍රමය උපයෝගී කොට ගෙනය.
ඍජු(ඇමරිකානු) ක්‍රමය
ඍජු ක්‍රියාවලිය ආරම්භ වන්යේ සින්ක් ලෝපස හෝ ලෝහය උණු කිරීමට ගන්න අමුද්‍රව්‍ය වන අපද්‍රව්‍ය සහිත සින්ක් සංයෝගවලිනි. සින්ක් වාෂ්පය නිෂ්පාදනය කර ගැනීම සඳහා ඇන්ත්‍රසයිට් වැනි කාබන් මූල සමඟ සින්ක් පූර්වර්ග දුර්වල (කාබොතර්මල් ඔක්සිහරණය) කෙරෙයි. පසුව එම සින්ක් වාෂ්පය වක්‍ර ක්‍රියාවලියේ ඩාකාරයටම ඔක්සිකරණය වේ. ව්ක්‍ර ක්‍රමය සමඟ සසඳා බලන විට මූල ප්‍රභවයන්ගේ අපිරිසිදු බව නිසා, ඍජු ක්‍රියාවලිය ඔස්සේ ලැබෙන අවසාන ඵලවල තත්ත්වයද පහළ මට්ටමක වේ.
තෙත රසායනික ක්‍රමය
කාර්මික නිෂ්පාදන අතුරින් කුඩා ප්‍රමාණයක් තෙත රසායනික ක්‍රියාවලිය යොදා ගනී. පිරිසිදු කරන ලද සින්ක් ලවණවල ජලීය ද්‍රාවණයන්ගෙන් ආරම්භ වන මෙම ක්‍රමය මගින් සින්ක් කාබනේට හෝ සින්ක් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ අවක්ෂේප කරයි. පසුව එම අවක්ෂේප පෙරා, සෝදා, වියළා 800 °C පමණ උෂ්ණත්වයක පුළුස්සා ගනී.
පර්යේෂණාගාර සංශ්ලේෂණය
විද්‍යාත්මක අධ්‍යයනයක් සහ අදාළ යෙදීම් සඳහා යොදා ගැනෙන ZnO නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා විශේෂිත ක්‍රම විශාල ප්‍රමාණයක් පවතී. මෙම ක්‍රම වර්ගීකරණය කිරිම සඳහා විශේෂිත වූ ක්‍රම විශාල සංඛ්‍යාවක් පවතී. මෙම ක්‍රම වර්ගීකරණය කිරීමේදී ඵල වශයෙන් ලැබෙන ZnO හි ස්වරූපය (රාශියක්, තුනී පටල, නැනෝ ප්‍රමාණයේ) උෂ්ණත්වය (කාමර උෂ්ණත්වයට ආසන්න "පහත" මට්ටමේ හෝ T~1000°C වූ "ඉහළ මට්ටමේ"), ක්‍රියාවලි ආකාරය ( වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම හෝ ද්‍රාවණයේ සිට වර්ධනය කර ගැනීම) යනාදී වශයෙන් වර්ග කළ හැක.
විශාල තනි ස්ඵටික (ඝන සෙන්ටිමීටර විශාල ප්‍රමාණයක්) සාමාන්‍යයෙන් වාෂ්ප පරිවහනයේදී (වාෂ්ප අවස්ථාවේ තැන්පත් කිරීමෙන්), හයිඩ්‍රොතර්මල් සංශ්ලේෂණයේදී හෝ විලීන කිරීමේදී ලබා ගත හැක.[16][20][21] කෙසේ වෙතත්, ZnO වල ඉහළ වාෂ්ප පීඩනය හේතුවෙන් විලීන කර වර්ධනය කර ගැනීම ගැටලු සහගත වේ. වාෂ්ප පරිවහන ක්‍රමය මගින්ද වර්ධනය පාලනය කර ගැනීම අපහසු වන අතර වඩාත්ම යෝග්‍ය ක්‍රමය වනුයේ හයිඩ්‍රොතර්මල් ක්‍රමයයි. තුනී පටල වශයෙන් නිපදවාගැනීමේදී, රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම, කාබන් අඩංගු ලෝහ සංයෝග වාෂ්ප අවස්ථාවේ ස්ඵටිකරූපී උපස්ථරයක් මත වර්ධනය කර ගැනීම, විද්‍යුතාවසාදනය, ස්පන්දිත කිරණ තැන්පත් කිරීම, පේෂණය, සොල්-ජෙල් සංශ්ලේෂණය, පරමාණුක ස්ථර තැන්පත් කිරීම, ඉහි තාපවිච්ඡේදනය ආදී ක්‍රම විශේෙෂ වේ.
සාමාන්‍යයෙන් විද්‍යාගාරයේදී සින්ක් ඇනෝඩයක් මගින් සෝඩියම් බයිකාබනේට් ද්‍රාවණයක් විද්‍යුත් විච්ඡේදනය කිරීමෙන් සින්ක් ඔක්සයිඩ් සුදු පැහැති කුඩක් ලෙස ලබා ගත හැක. මෙහිදී සින්ක් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් සහ හයිඩ්‍රජන් වායුව නිපදේ. සින්ක් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් රත්කිරීමේඩී සින්ක් ඔක්සයිඩ්වලට වියෝජනය වේ.
- Zn + 2 H2O → Zn(OH)2 + H2
- Zn(OH)2 → ZnO + H2O
නැනෝ අවස්ථාවේ ZnO
නැනෝ ප්‍රමාණයේ සින්ක් ඔක්සයිඩ් මගින් නැනෝ-අණු, නැනෝදඬු, නැනෝපටි, නැනෝවයර් ආදී රූප විද්‍යාත්මක ආකාර රැසක් නිපදවාගත හැක. නැනෝව්‍යුහ ලබා ගැනීමට නිෂ්චිත තත්ත්ව යටතේ එම තාක්ෂණික ක්‍රම වාෂ්ප-ද්‍රව-ඝන ක්‍රමයද යොදා ගත හැක.[16][22] දඬු ආකාරයේ ZnO හි නැනෝ ව්‍යුහ ජලීය ක්‍රම යටතේ නිෂ්පාදනය කළ හැක. එය කාරණා රැසක් හේතුවෙන් වඩාත් ආකර්ෂණීය වී ඇත. අඩු පිරිවැය, උපද්‍රව සඳහා අඩු අවදානම එමනිසා පරිමාණයේ පහසුව, වර්ධනය වීම ආරම්භ වනුයේ සාපේක්ෂ පහළ උෂ්ණත්වයකදී වීම, නම්‍යශීලී කාබනික උපස්ථරවලට අනුකූල වීම, ලෝහමය උත්ප්‍රේරක අවශ්‍ය නොවීම සහ එම හේතුවෙන් අතිදියුණු සිලිකන් තාක්ෂණය සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීමේ හැකියාව ආදිය ඒ අතර ප්‍රධාන තැනක් ගනී. මීට අමතරව, අවසාන ඵලයේ ගුණ සහ රූප විද්‍යාත්මක සාධක වඩාත් ඵලදායීව පාලනය කිරීම සඳහා පරාමිතීන් රැසක් සැකසිය යුතු වේ. තෙත රසායනික ක්‍රම, ඒක දෛශික ZnO නැනෝ ව්‍යුහ වර්ධනය කරගැනීමට ඉතා ප්‍රබල සහ පහසු ලෙස යොදා ගත හැකි බව පෙන්වා දී ඇත. මෙම සංශ්ලේෂණය 90 °C පමණ උෂ්ණත්වයක් යටතේ සින්ක් නයිට්‍රේට් සහ හෙක්සැම්මීන සමමෞලික ද්‍රාවණයක් තුළ සිදු කරයි. මෙහිදී හෙක්සැම්මීන් යොදාගනුයේ අවශ්‍ය පරිසරය සාදා දීමටයි. ZnO හි නැනෝවයර්වල දර්ශනානුපාතය වැඩි කිරීමට පොලීතිලීන් ග්ලයිකෝල් හෝ පොලීතිලිනිමයින් වැනි ආකලන සමත් වේ.
ඉතිහාසය
සින්ක් ඔක්සයිඩ් ඉතා ඈත අතීතයේ සිට මිනිසුන් විසින් විවිධ ක්‍රියාවලිවලට භාජනය කිරීම සහ නොකිරීම යටතේ වර්ණක හෝ ලෙඩ සුව කිරීමට ගන්න ආලේපන (නමුත් මේවායේ සංයුතිය කෙබඳුදැයි නොදනී) ලෙස භාවිතා කරන ලද හෙයින් එහි ප්‍රථම භාවිතය පිළිබඳව නිශ්චිතව කිව නොහැක.
ක්‍රි.පූ. 500 හෝ ඊට පෙර සිට ඉන්දියානු ලේඛනයන්හි "චාරක සම්හිත" යනුවෙන් සඳහන් වන ඇස්වල සහ තුවාලවල සඳහා භාවිතා කළ ආලේපයක් වන "පුෂ්පාන්ජන" තුළ සින්ක් ඔක්සයිඩ් අඩංගු වූ බවට සැක පළ කෙරෙයි.සින්ක් ඔක්සයිඩ් ආලේප පිළිබඳ ක්‍රිස්තු වර්ෂ පළමුවැනි සියවසේදී ග්‍රීක භෞතික විද්‍යාඥ දියස්කොරයිඩීස් විසින් සඳහන් කර ඇත. මුස්ලිම් දාර්ශනික අවිසෙන්නා විසින් "කැනෝන් ඔෆ් මෙඩිසින්" හි (Canon of Medicine) ක්‍රිව 1025 දී ප්‍රකාශ කර ඇති පරිදි සින්ක් ඔක්සයිඩ්, චර්ම පිළිකා ආදී සම පිළිබඳ ලෙඩ රෝග රැසක් සුව කිරීමට භාවිතා කර ඇත. සින්ක් ඔක්සයිඩ් තවදුරටත් චර්ම පිළිකා සඳහා භාවිතා නොවුන ද තවමත් බිලිඳු පුයර, ඩයපෙර් කුෂ්ඨ, චර්මාලේප, හිස් සම පිළිබඳ වෙනත් තත්ත්ව ඉස් හොරි නැති කිරීමට යොදාගන්නා ෂැම්පූ, ප්‍රතිනාශක ආලේපන ආදී සම පිළිබඳ වූ වෙනත් තත්ත්ව සඳහා යොදා ගැනෙයි.ක්‍රිපූ 200 පමණ සිට රෝමානුවන් විසින් සබැඳීමේ ක්‍රියාවලියක් යොදා ගනිමින් සැලකිය යුතු මට්ටමකින් පිත්තල (කොපර් සහ සින්ක් හි මිශ්‍ර ලෝහයක් වූ) නිෂ්පාදනය කරන ලදී. මෙම සින්ක් ඔක්සයිඩ් කුලුණක් ආකාරයේ උඳුනක් තුළ් සින්ක් රත් කිරීමෙන් සාදාගන්නා ලද බවට සැලකේ. මෙලෙස විනිර්මුක්ත ලෝහමය සින්ක් වාෂ්පය දුම් ලෙස නැගී ඔක්සයිඩය බවට ඝනීභූත විණි. මෙම ක්‍රියාවලිය දියස්කොරයිඩීස් විසින් ක්‍රිව. පළමුවන සියවසේදී විස්තර කරන ලදී. ක්‍රිපූ. පළමු සහස්‍රයේ අග භාගයේදී සින්ක් ඔක්සයිඩ් ඉන්දියාවේ සවාර් (Zawar) සින්ක් පතල්වලින් ලබාගන්නා ලද බවට සාක්ෂි ඇත. මෙයද ඉහත සඳන් කළ ක්‍රමයටම ලබා ගෙන ඇති බව කියැවේ
12 සහ 16 වන සියවස්වල සිට සින්ක් සහ සින්ක් ඔක්සයිඩ් ඉන්දියාවේ නිෂ්පාදනය කෙරුණු අතර එය ඍජු ක්‍රමයේ ප්‍රාථමික ආකාරයක් විණි. 17 වන සියවසේදී ඉන්දියාවේ සිට සින්ක් නිෂ්පාදන් චීනය දක්වා ව්‍යාප්ත විණි. 1743දී ප්‍රථම යුරෝපීය සින්ක් විරවුම්හල බ්‍රිතාන බ්‍රිස්ටල්හි (Bristol) ඉදි කෙරුණි.
සින්ක් ඔක්සයිදි (සින්ක් වයිට්) ප්‍රදාන භාවිතය වූයේ වර්ණක සහ ආලේපන සඳා ආකලන ලෙසය. සින්ක් වයිට් දියසායමක් ලෙස යොදාගැනුණද ඒවාඅ තෙල් සමඟ හොඳින් මිශ්‍ර නොවිණි. මෙම ගැටලුව ඉතා ඉක්මණින් ZnO විශ්ලේෂණය මගින් විසඳන ලදී. 1845දී ප්‍රංශයේ ලීක්ලයර් තෙල් සායම් මහා පරිමාණයෙන් නිෂ්පාදනය කළ අතර 1850දී සින්ක් වයිට් යුරෝපය පුරා නිෂ්පාදනය විණි.සින්ක් වයිට් හි සාර්ථකත්වය පාරම්පරික සුදු ලෙඩ්වලට වඩා වාසිසහගත විය. එවා අතර හිරු එළියේ ස්ථාවරව පැවතීම, සල්ෆෙර්සහිත වාතය හමුවේ කලු පැහැ නොගැනීම, විෂ රහිත වීම,සහා වඩා ලාබදායී වීම වේ. සින්ක් වයිට් ඉතා "පිරිසිදු" නිසා අනෙක් වර්ණ සමඟ අනුවර්ණක සෑදීමේදී ඉතා වටිනාකමක් තිබේ. කෙසේවෙතත් එය අනෙකුත් වර්ණ සමඟ බිඳෙනසුළු වියළි පටලයක් සාදයි.උදාහරණයක් ලෙස, 1890 සහ 1900 මුල් කාඅලවල ඇතැම් චිත්‍ර ශිල්පියෝ සින්ක් වයිට් සිය තෙල් සායම් සිතුවම් වලට යොදා ගත්හ. නමුත් ඒ සියලුම සිතුවම් කල්ගතවීමත් සමඟ පලුදු වීම්වලට බඳුන් විණි.
මෑත කාලයේ බොහෝමයක් සින්ක් ඔක්සයිඩ රබර් කර්මාන්තය සඳා යොදා ගැනිණ. 1970දී සින්ක් ඔක්සයිඩ් හි දෙවන් විශාලතම නිෂ්පාදනයවන ඡායාපිටපත්කරණය සඳහායි. ඉහළ තත්ත්වයේ ZnO ප්‍රංශ ක්‍රියාවලිය මගින් නිපදවා ගැනුණු අතර ඒවා ඡායාපිටපත් කඩදාසිවල පිරවුමක් ලෙස යොදා ගැනිණි
යෙදීම්
සින්ක් ඔක්සයිඩ් කුඩුවල යෙදීම් විවිධාකාර වේ. ඉන් ප්‍රධාන එවායේ සාරාංශයක් පහත දැක්වේ. බොහෝමයක් යෙදීම් වෙනත් සින්ක් සංයෝග සඳහා උත්ප්‍රේරකයක් ලෙස සින්ක් ඔක්සයිඩයේ ප්‍රතික්‍රියතාව යොදා ගනියි. ද්‍රව්‍ය විද්‍යාත්මක යෙදීම් සඳහා සින්ක් ඔක්සයිඩ්වලට ඉහළ වර්තනාංකයක්, ඉහළ තාප සන්නායකතාවක්, බන්ධන හැකියාව, ප්‍රතිබැක්ටීරීය සහ පාරජම්බූල කිරණවලින් ආරක්ෂා කිරීම ආදී ගුණ වැදගත් වේ. සාමාන්‍යයෙන් මෙය ප්ලාස්ටික්, ආලේප, සෙරමික්, වීදුරු, බදාම, රබර්, ලිහිස්සි තෙල්, වර්ණක, මැලියම්, කාන්දු වළක්වන ද්‍රව්‍ය, සායම්, ආහාර, බැටරි, ෆෙරයිට්, ගිනි නිවීමේ ද්‍රව්‍ය ආදී නිෂ්පාදන සඳහා භාවිතා කෙරේ. පවතින අතර.
රබර් නිෂ්පාදනය
50% සහ 60% අතර ප්‍රතිශතයක ZnO රබර් කර්මාන්තය තුළ භාවිතා වේ. සින්ක් ඔක්සයිඩ් ස්ටියරික් ඇසිඩ් සමඟ රබර් වල්කනයිස් කිරීමේදී යොදා ගැනේ. සින්ක් ආකලය පාරජම්බූල ආලෝකයෙන් සහ දිලීරවලින් රබර් ආරක්ෂා කරගැනීම ද සිදු කරයි.
පිඟන් කර්මාන්තය
පිඟන් කර්මාන්තයේ සින්ක් ඔක්සයිඩ් සැලකිය යුතු මට්ටමකින් භාවිතා කෙරෙයි. මෙහිදී සෙරමික් ඔපඩැමීමේ සහ අර්ධ විලීන ද්‍රව්‍ය සංයුති විශේෂ වේ. සින්ක් ඔක්සයිඩ්වල සාපේක්ෂ පහළ ප්‍රසාරණතා සංගුණකය හා බැඳුනු තාප සන්නායකතාව සහ තාපස්ථායීතාව, සාපේක්ෂ ඉහළ තාප ධාරිතාව සෙරමික් නිෂ්පාදනයේදී විශේෂ වේ. ඔප ඩැමීමේ ද්‍රව්‍ය සඳහා භාවිතයේදී ZnO එම ඔපදමන ද්‍රව්‍යයෙහි ද්‍රවාංක වලට සහ ප්‍රකාශ් ගුණවලට බලපෑම් ඇති කරයි.ප්‍රසාරණතාව අඩු සහ ද්විතියික ස්‍රාවයක් ලෙස සින්ක් ඔක්සයිඩ් දුස්ස්‍රාවීතාවයේ වෙනස පහත දැමීමෙන් ඔපදැමීමේ ද්‍රව්‍යවල ප්‍රස්ත්‍යාස්ථතාව ඉහළ දමයි. ඔප ඩැමූ සහ කාන්තිමත් පෘෂ්ඨ නිර්මාණයේදී සින්ක් අල්ප වශයෙන් භාවිතා වේ. කෙසේනෞමුත්, මධ්‍යම මට්ටමේ සිට ඉහළමට්ටම් දක්වා එය දළ ලෝහ සහ විනිව්ද පෙනෙන මතුපිටවල් සාදයි. වර්ණ සම්බන්ඳයෙන් සින්ක්වලට ඇත්තේ සංකීර්ණ බලපෑමකි. මෙයට නිල්, දුඹුරු, කොළ, රෝස ආදී වර්ණ වර්ධනය හෝ හානි කිරීමට හැකි අතර කොපර්, යකඩ හෝ ක්‍රෝමියම් අඩංගු වර්ණක සඳහා නිර්දේශ නොකරයි.
කොන්ක්‍රීට් කර්මාන්තය
සිමෙන්ති කර්මාන්තය සඳහා සින්ක් ඔක්සයිඩ් බහුල ලෙස යොදා ගැනෙයි. ZnOක් කිරීම පිරිසැකසුම් කාලය ඉහළ දමන අත්‍ර ජලය සමග සිමෙන්තිවලට ඇති ප්‍රතිරෝධීබව ඇති කරයි.
වෛද්‍ය
0.5% ප්‍රමාණයකින් අයන්(lll)ඔක්සයිඩ් (Fe2O3) සමඟ මිශ්‍රිත සින්ක් ඔක්සයිඩ්, කැලමයින් ලෙස නම්වන අතර කැලමයින් දියර සෑදීම්ට යොදා ගැනේ. සින්සයිට් සහ හෙමිමෝෆයිට්(hemimorphite) යනුවෙන් අතීතයේ කැලමයින් ලෙස නම් කෙරුණු තවත් ඛණිජ දෙකක් වේ. ඉයුජිනෝල්, සින්ක් සමඟ මිශ්‍ර වූ විට ලිගන්ඩ් වර්ගයට අයත් සින්ක් ඔක්සයිඩ් ඉයුජිනෝල් නිපදෙයි. මෙය දන්ත වෛද්‍ය විද්‍යාවේ ශක්තිජනක ඖෂධයක් ලෙස භාවිතා කරයි.
සින්ක් ඔක්සයිඩ්වල ප්‍රධාන ගුණ අතර දුගඳ නැසීමේ සහ ප්‍රතිබැක්ටීරීය ගුණවන අතර එම නිසා මෙය පුළුන් රෙදි පිළි නිෂ්පාදනය, රබර් සහ ආහාර ඇසුරුම් ආදියට යොදා ගැනෙයි.ප්‍රතිබැක්ටීරීය ගුණ වර්ධනය කිරීම සඳහා කුඩා කොටස්වශයෙන් ZnO මෙන්ම සිල්වර් වැනි වෙනත් ලෝහ වලද භාවිතා වේ. එම කුඩා කොටස්වල වැඩි මතුපිට ප්‍රමාණයක් තිබීම ඊට හේතුවයි.
සින්ක් ඔක්සයිඩ් විවිධ සම් රෝග සඳහා යොදා ගැනේ. මේවා අතර බිළිඳු පුයර, ඩයපර් කුෂ්ඨ සුව කිරීමට ගන්නා ආලේප, කැලමයින් ආලේප, ඉස් හොරි නැසීමේ ෂැම්පූ සහ පූතිනාශක ආලේප විශේෂ වේ. මාංශ පේශි ආරක්ෂා කර ගැනීමට බැන්ඩේජ ලෙස ක්‍රීඩකයන් විසින් භාවිතා කරන් ලබන ටේප් පටි වලටද ("සින්ක් ඔක්සයිඩ් ටේප් පටි") ලෙස හැඳින්වෙනා සින්ක් ඔක්සයිඩ් යොදා ගැනේ.
සින්ක් ඔක්සයිඩ් ආලේප, ක්‍රීම් වර්ග, හිරු එළියෙන් සහ අනිකුත් දෑ වලින් සම ආරක්ෂා කරගැනීම සඳහා යොදා ගන්නා ලෝෂණ ආදියට යොදා ගැනෙයි. එය UVA සහ UVB පරාවර්තකයේ පුළුල්ම වර්ණාවලිය එය වන අතර FDA මගින් හිරු එළියෙන් සම ආරක්ෂා කරගැනීමට යොදා ගන්නා ආලේපයක් ලෙස සනාථ කර ඇත. හිරු එළියෙන් සම ආරක්ෂා කරගැනීමට යොදා ගන්නා ආලේපයක් ලෙස භාවිතයේදී සින්ක් ඔක්සයිඩ් සම මතුපිට පමණක් රැඳෙන අතර සම තුළට අවශෝෂණය නොවන අතර පාරජම්බූල ආලෝකයේ UVA(320–400 nm) සහ UVB (280–320 nm) කිරණ අවහිර කරයි. සින්ක් ඔක්සයිඩ් (සහ අනෙක් වඩාත් භාවිතයට ගැනෙන ටයිටේනියම් ඩයොක්සයිඩ්) සම තුළට අවශෝෂණය නොවන නිසා ඒවා අතුරු ආබාධ රහිත ආසාත්මිකතා ඇතිනොකරන සුළු වේ.
නැනෝ ප්‍රමාණයේ සින්ක් ඔක්සයිඩ් කොටස් (ටයිටේනියම්හි නැනෝ ප්‍රමාණයේ කොටස්ද යොදා ගන්නා අතර මීට හේතුව කුඩාකොටස් ආලෝකය නොවිහිදීමත් එමනිසා සුදු පැහැයෙන් දිස් නොවීමත්ය. මේවා සම තුළට අවශෝෂණයවන බවට සොයා ගැනීම් කර ඇති අතර 2010 දී පළ වූ අධ්‍යයනයකට අනුව හිරු එළියෙන් සම ආරක්ෂා කරගැනීමට සඳහා මිනිස් සමට ආලේප කරන ලද නැනෝ ප්‍රමාණයේ ZnO කොටස් ශිරා රුධිර සාම්පල සහ යූරීන් සාම්පලවලින් ඒ බව හඳුනා ගත හැකි බව සොයා ගෙන තිබේ.මීට වෙනස් ආකාරයෙන්, වෛද්‍ය සාහිත්‍යය පිළිබඳ කල විස්තරාත්මක පරීක්ෂණයක් පෙන්වා දෙන් පරිදි ශරීර හෝ අවයව පද්ධතිය සම්බන්ඳ කිසිදු අවශෝෂණය වීමක් පිළිබඳ සාක්ෂි නොමැති බව පෙන්වා දී තිබේ.
සින්ක් ඔක්සයිඩ් නැනෝ ප්‍රමාණයේ කොටස්වලට සිප්‍රොෆ්ලොක්සැසින්වල(Ciprofloxacin) ප්‍රතිබැක්ටීරීය ක්‍රියාකාරීත්වය ඉහළ නැංවිය හැකිබව කියැවේ. මධ්‍යක වශයෙන් 20 nm සහ 45 nm අතර ප්‍රමාණයක විශාලත්වයකින් යුතු නැනෝ ZnO වලට බැක්ටීරීයා විශේෂවන ස්ටැෆිලොකොකස් ඕරියස්( Staphylococcus aureus ) සහ විට්‍රෝහි එස්චෙරිකියා කෝලි( Escherichia coli) ආදියට එරෙහි සිප්‍රොෆ්ලොක්සැසින්වල ප්‍රතිබැක්ටීරීය ක්‍රියාකාරීත්වය ඉහළ නැංවිය හැකි බව කියැවේ. මෙවායේ ක්‍රියාකාරීත්වය එක් එක් පරීක්ෂණත්මක මතවලට අනුව වෙනස් වේ. මෙම බලපෑම හේතු දෙකක් නිසා වේ. ඉන් පළමුවැන්න නම්, නැනෝ ප්‍රමාණයේ සින්ක් ඔක්සයිඩ් කොටස්වලට නෝවා ප්‍රෝටීන සමඟ බලපෑම් ඇතිකළ හැකිවීමය. නෝවා යනු බැක්ටීරියා ප්‍රතිරෝධකත්වයට සහ සෛල තුළ ජලකාමී ෆ්ලුරොක්විනොලෝන්( hydrophilic fluroquinolones) පරිවහනයට හේතු වන ප්‍රෝටීනකි. දෙවැන්න නම් නැනෝ ප්‍රමාණයේ සින්ක් ඔක්සයිඩ් කොටස්වලට Omf ප්‍රෝටීන සමඟ බලපෑම් ඇතිකළ හැකිවීමය. Omfයනු තුනී පටල ආකාරයේ ප්‍රෝටීනයක් වන අතර සෛලතුළට ක්විනොලෝන් පැතිරවීමට හේතු වේ.
දුම්වැටි පෙරන
සින්ක් ඔක්සයිඩ්, දුම්කොළ දුමාරයේ තෝරාගත් කොටස් ඉවත් කිරීමට යොදාගන්නා සාධකයක් වේ. සින්ක් ඔක්සයිඩ් සහ අයන් ඔක්සයිඩ්වලින් සැදුනු දුම්වැටි පෙරනයක් සැලකිය යුතු ප්‍රමණයක HCN සහ H2S දුම්කොළවලින් (එහි රසය වෙනස් නොකොට)ඉවත් කරයි.
ආහාර ආකල
සින්ක් ඔක්සයිඩ් බොහෝ ආහාර නිෂ්පාදන වලට සින්ක් මූල පෝෂ්‍ය පදාර්ථයක් ලෙස යොදා ගැනේ. සින්ක් සල්ෆේට ද මේ කාර්යය සඳහා යොදා ගැනේ. ඇතැම් පෙර ඇසුරුම්කරන ලද ආහාරවල (පෝෂකයක් ලෙස නොසැලකුව ද ) ZnO අඩංගු ප්‍රමාණය සලකුණු කෙරෙයි.
වර්ණක
සින්ක් වයිට් සිතුවම්වල වර්ණකයක් ලෙස යොදා ගැනුණු අතර ලිතෝපෝන්වලට(lithopone) වඩා පාරාන්ධ නමුත් ටයිටේනියම ඩයොක්සයිඩ්වලට වඩා පාරාන්ධතාව අඩු වේ. චයිනීස් වයිට්(Chinese white)යනු ඉහළ ශ්‍රේණියේ සින්ක් වයිට් වර්ගයක් වන අතර ඒවා සිතුවම් සඳහා වර්ණක ලෙස යොදා ගැනෙයි. තවද එය ඛනිජමය අලංකරනවල ප්‍රදාන අංගයක් වේ.
ආලේප
සින්ක් ඔක්සයිඩ් කුඩු, ලෝහවල මලනිවාරක ආලේප ලෙස බොහෝ කලක් තිස්සේ යොදා ගනී. එවා ගැල්වනයිස් යකඩ සඳහා වඩාත් යෝග්‍ය වේ. කාබනික ආලේපන භංගුර බව ඇති කිරීම සහ ආසක්ත ඹව මඳ වීම හේතුවෙන් යකඩ ආරක්ෂා කිරීම අපහසු වේ. සින්ක් ඔක්සයිඩ් ආලේපනවලට ඒවායේ නම්‍යශීලී බව සහ එවැනි මතුපිටවල් සමඟ බන්ධනය වීමේ හැකියාව පවතිනබව බොහේ කලක සිට කියැවේ.
සින්ක් ඔක්සයිඩ් Al, Ga, හෝ In.සමඟ n-වර්ගයේ මාත්‍රණ බොහෝ ලෙස සිදුකරන අතර පාරදෘශ්‍ය සහ සන්නායක (~90%ක් පාරදෘශ්‍ය හා අවම ප්‍රතිරෝධකතාව ~10-4 Ω·cම්) වේ. ZnO ආලේප බලශක්ති ආරක්ෂක සහ තාප ආරක්ෂක කවුලුවලට යොදා ගැනෙයි. මෙම ආලේප වර්ණාවලියේ ඇසට පෙනෙන කොටස් පමණක් ඇතුළට ගන්නා අතර ආලේපනය සහිත් කවුලුව අනුව කුටීරය තුළට අධෝරක්ත විකිරණ ඇතුළු නොකරගැනීම(තාප ආරක්ෂණයා හෝ නැවත පරාවර්තනය (බලශක්තිය ඉතුරුකරගනිමින්) සිදුකරයි.
පොලීතිලින් නැප්තලේට් වැනි ප්ලාස්ටික් සින්ක් ඔක්සයිඩ් ආලේපයෙන් ආරක්ෂා කරගත හැකි වේ. මෙම ආලේපය පොලීතිලින් නැප්තලේට් සමඟ ඔක්සිජන් පැතිරීම වළක්වයි. සින්ක් ඔක්සයිඩ් තට්ටු, පොලිකාබොනේට් මත එළිමහන්හි යෙදීම් සඳහා යොදා ගත හැක. මෙම ආලේපය පොලිකාබොනේට්(PC) සූර්ය විකිරණයෙන් ආරක්ෂා කරන අතර ඔක්සිකරණ අනුපාතය සහ පොලිකාබොනේට්හි ඡායා කසායනය(photo-yellowing) පහත හෙළයි.
විඛාදනය වළක්වන න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක
සින්ක් ඔක්සයිඩ්, පරමාණුක ස්කන්ධය 64 වන සින්ක් සමස්ථානිකය සමඟ න්‍යෂ්ටික වශයෙන් පීඩනයට ලක් කළ ජල ප්‍රතිකියාකාරක තුළ විඛාදනය වැළැක්වීම සඳහා යොදා ගැනේ. මෙහිදී විකිරණයට පාත්‍ර වීමත් සමඟ ප්‍රතික්‍රියාකාරක නියුට්‍රෝන මගින් 64Zn විකිරණශීලී 65Zn බවට පරිණාමනය වන හෙයින් විඛාදනය වැළැක්වීම, අවශ්‍ය කරුණක් වේ.
විභව යෙදීම්
ඉලෙක්ට්‍රොනික යෙදීම්
ZnO වලට පුළුල් ඍජු කලාප අන්තරයක් (කාමර-උෂ්ණත්වයේ 3.37 eV හෝ 375 nm at room temperature) පවතියි. එමනිසා එය වඩාත්ම යෙදෙන විභව යෙදීම්, ලේසෙර් දියෝඩ සහ ආලෝක විමෝචක දියෝඩ(LED) ආදිය වේ. සින්ක් ඔක්සයිදි සමහර දෘෂ්ටි-ඉලෙක්ට්‍රොනික යෙදීම් GaN සමඟ උපරි පථනය වේ(කාමර-උෂ්ණත්වයේ~3.4 eV). GaN සමඟ සසඳන කල්හි ZnOවලට වඩා විශාල එක්සිටෝන්(exciton binding energy) බන්දන ශක්තියක් (~60 meV, 2.4 වාරයක් කාමර-උෂ්ණත්වයේ තාප ශක්තිය) ඇත. සින්ක් ඔක්සයිඩ්, ආලෝක විමෝචක දියෝඩවල යෙදීම් සඳහා GaN සමඟ එක් කරනු ලැබේ. උදාහරණයක් ලෙස ටී.සී.ඕ.(TCO) ලේයර සහ නැනෝ ප්‍රමාණයේ සින්ක් ඔක්සයිඩ් වඩා හොඳ ආලෝකයක් ලබාදේ.ZnO වල ඉලෙක්ට්‍රොනික යෙදීම් සඳහා වන අනෙකුත් ගුණ අතරට ඉහළ විකිරණය ශක්තිය සහ තෙත රසායනික නිරේඛණය දැක්විය හැක. ZnO හි විකිරණ ප්‍රතිරෝධකතාව එය අභ්‍යවකාශ යෙදීම් සඳහා සුදුසු වීමට හේතු වී ඇත. ZnO අහඹු විකිරණ ක්ෂේත්‍රවල ඉලෙක්ට්‍රොනික වශයෙන් පොම්පකරන පාරජම්බූල කිරණ නිෂ්පාදනයේදී වඩාත්ම විශ්වාසදායී ලෙස යොදා ගනියි.
විශාල ලෙස ඉලෙක්ට්‍රොන ක්ෂේත්‍රය ඉහළ නැංවීමේදී ZnO නැනෝදඬු නිපදේ. එමනිසා ඒවා විමෝචක ක්ෂේත්‍රයක් ලෙස යොදා ගත හැක.
ඇලුමියම් මාත්‍රණය කළ ZnO පාරදෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් ලෙස යොදා ගත හැක. Al සහ Zn අඩංගු වූ විට සාමාන්‍යයෙන් භාවිතා වන ඉන්ඩියම් ටින් ඔක්සයිඩ්වලට(ITO) වඩා අඩු විෂ සහ ලාබදායී වීම සඳහන් කළ හැක.
පාරදෘශ්‍ය තුනී පටල ට්‍රන්සිස්ටර(transparent thin-film transistors) ZnO සමඟ නිෂ්පාදයන කළ හැක. ක්ෂේත්‍ර බලපෑම් සහිත ට්‍රාන්සිස්ටර (ඒවාට p-n සන්ධියක්වත් අවශ්‍ය නොවනු ඇත) ZnO හි p-වර්ගයේ මාත්‍රණ ගැටලු විසඳනු ඇත.
සින්ක් ඔක්සයිඩ් නැනෝදඬු සංවේදක
සින්ක් ඔක්සයිඩ් නැනෝදඬු සංවේදක, සින්ක් ඔක්සයිඩ් නැනෝවයර් හරහා ගමන්කරන් ඉලෙක්ට්‍රොනික විදුලියෙහි සිදුවන වෙනස්කම් නිර්ණයට යොදා ගැනේ. හයිඩ්‍රජන් වායුවේ වරණීයතාව නැනෝදඬු මතුපිටක් මත පීඩී කැටි (Pd clusters) පේෂණය කිරීමෙන් නිගමනය කෙරේ. පීඩී හි එක්කිරීම හයිඩ්‍රජන් අණු, හයිඩ්‍රජන් පරමාණු බවට හැරවීමේ උත්ප්‍රේරක විඝටනය සම්බන්ධයෙන් හොඳින් ක්‍රියාත්මක වන අතර එහිදී සංවේදක ද්‍රව්‍යයේ සංවේදීතාව ඉහළ යවනු ලැබේ. එම සංවේදකය හයිඩ්‍රජන් සාන්ද්‍රණය කාමර උෂ්ණත්වය යටතේ මිලියනයකට කොටස් 10ක් දක්වා පහත හෙලයි. නමුත් මෙය ඔක්සිජන් සඳහා කිසිදු ප්‍රතිචාරයක් නොදක්වයි.
චුම්භක-ඉලෙක්ට්‍රොනික යෙදීම්
සින්ක් ඔක්සයිඩ් චුම්භක-ඉලෙක්ට්‍රොනික යෙදීමක් ලෙස සැලකේ. 1–10% ප්‍රතිශතයකින් චුම්භක අයන මගින් මාත්‍රණය කළහොත් සින්ක් ඔක්සයිඩ්වලට, කාමර උෂ්ණත්වයේ දී පවා පෙරෝචුම්භක ටත්ත්වයට පත්විය හැකි වේ. ZnO:Mnවල එවැනි කාමර උෂ්ණත්වයේ පෙරෝචුම්භක අධ්‍යයනය කර ඇති නමුත් එහි මූලාරම්භය වන්නේ සිය මැට්‍රිසයද නැතහොත් ද්විතියික ඔක්සයිඩ අවස්ථාවද යන්න තවද පැහැදිලි නැත.
පීඩ විද්‍යුතය
සින්ක් ඔක්සයිදි තන්තුමය පෙහෙකම් ආලේපනවල පීඩ විද්‍යුතයට, සුළඟෙන් සහ අංග චලනයන් මගින් "ස්ව-බලැති නැනෝපද්ධති" පිරිසැකසීමේ හැකියාව පවතී.
2008දී ජෝජියා තාක්ෂණික ආයතනයේ නැනෝව්‍යුහ විස්තර කිරීමේ මධ්‍යස්ථානය(Center for Nanostructure Characterization at the Georgia Institute of Technology) විසින් සින්ක් ඔක්සයිඩ් නැනෝවයර් ඇදීමෙන් සහ මුදාහැරීමෙන් විකල්ප විදුලියක් ලබා දෙන විද්‍යුත් ජනක උපකරණයක් නිපදමින්න් වාර්තාවක් ඉදිරිපත් කරන ලදී. මෙම කුඩා ප්‍රමාණයේ ජනකය, යොදන ලද යාන්ත්‍රික ශක්තියෙන් 7% කට ආසන්න මිලිවෝල්ට් 45ක් දක්වා වන දෝලන වෝල්ටීයතවක් විද්‍යුතය බවට හැරවන බව සඳහන් වේ.[23][24]
ආරක්ෂාව
ආහාර ආකලයක් ලෙස සින්ක් ඔක්සයිඩ්, එක්සත් ජනපදයේ සෞඛ්ඛ්‍ය සහ මානව සේවා දෙපාර්තමේන්තුවෙහි ආහාර සහ මත්ද්‍රව්‍ය පරිපාලනය පිළිබඳ ඒජන්සිය(U.S. FDA) මගින් ඉදිරිපත් කරන ලද සාමාන්‍යයෙන් සෞඛ්‍යයට හිතකර බවට හඬුනාගත් ද්‍රව්‍ය අඩංගු ලැයිස්තුවේ සටහන් වී ඇත.
සින්ක් ඔක්සයිඩ් විෂ රහිතය. කෙසේනමුත්, ඉහළ උෂ්ණත්ව යටතේ සින්ක් හෝ සින්ක් මිශලෝහ විලීන කිරීමේදී නිපදෙන සින්ක් ඔක්සයිඩ් දුම් ආඝ්‍රහනය අහිතකර වේ. පිත්තලවල ද්‍රවාංකය සින්ක්වල ද්‍රවාංකයට සමීප බැවින් මෙම ගැටලුව පිත්තල විලයනයේදී මතුවේ. ගැල්වනයිස් කළ (සින්ක් ආලේපිත,,) යකඩ යකඩ වෑල්ඩින් කිරීම ආදී සින්ක් ඔක්සයිඩ්වලට නිරාවරණය වන අවස්ථාවලදී , ලෝහ දුම් උණ() නමැති රෝගයක් හට ගත හැක. මෙම හේතුවෙන් සාමාන්‍යයෙන් ගැල්වනයිස් කරන ලද යකඩ වෑල්ඩින් නොකරන අතර ප්‍රථමයෙන් සින්ක් ඉවත් කරනු ලැබේ.
ප්‍රසිද්ධ සංස්කෘතිය තුළ
- සින්ක් ඔක්සයිඩ් ඇන්ඩ් යූ, නම් වූ කෙන්ටකි ෆ්‍රීඩ් (Kentucky Fried Movie) අධ්‍යාපනික කෙටි චිත්‍රපටයේ සින්ක් ඔක්සයිඩ් ප්‍රෝඩාත්මක තේමාවක් යටතේ සින්ක් ඔක්සයිඩ්වල පවතින අශෝභන සහ තමන් ඉස්මතු නොවන්නාවූ විවිධ බාවිත ගෙනහැර දැක්වීය.
- ස්පොන්ජ්බොබ් ස්ක්වාර්පැන්ට්ස්හි(SpongeBob SquarePant) ගූ කළපු වෙරළේ (Goo Lagoon) ආරක්ෂකබටයින් විසින් තමන් ආරක්ෂක බටයින් බව හැඟවීමට සිය නාස සුඩු පැහැ කරගැනීම සඳහා සින්ක් ඔක්සයිඩ් යොදා ගනු ලැබේ.
මේවාත් බලන්න
- සින්ක්
- සින්ක්-සින්ක් ඔක්සයිඩ් චක්‍රය
- සින්ක් පෙරොක්සයිඩ්
- ගැලියම්(lll) නයිට්‍රයිඩ්
- විඛාදනය වූ සින්ක් ඔක්සයිඩ්
- සින්ක් විරුවනය
- සින්ක් ඔක්සයිඩ් eugenol
- සින්ක්-වායු බැටරි
සටහන්
{{cite journal}}: More than one of |author= and |last1= specified (help)<ref> ටැගය;Wiberg&Holleman නමැති ආශ්‍රේයන් සඳහා කිසිදු පෙළක් සපයා නොතිබුණි{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite book}}: Check |isbn= value: length (help)CS1 maint: location (link){{cite book}}: |volume= has extra text (help){{cite journal}}: |format= requires |url= (help)CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |last2= (help)CS1 maint: extra punctuation (link){{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (help){{cite journal}}: |format= requires |url= (help){{cite journal}}: |format= requires |url= (help){{cite journal}}: More than one of |author= and |last1= specified (help)විමර්ශන
- U. Ozgur et al. "A comprehensive review of ZnO materials and devices" (103 pages) J. Appl. Phys. 98 (2005) 041301[permanent dead link]
- A. Bakin and A. Waag "ZnO Epitaxial Growth" (28 pages) Chapter in “Comprehensive Semiconductor Science and Technology“ 6 Volume Encyclopaedia, ELSEVIER, edited by Pallab Bhattacharya, Roberto Fornari and Hiroshi Kamimura, ISBN 978-0-444-53143-8
- S. Baruah and J. Dutta "Hydrothermal growth of ZnO nanostructures" (18 pages) Sci. Technol. Adv. Mater. 10 (2009) 013001 free download
- R. Janisch et al. "Transition metal-doped TiO2 and ZnO—present status of the field" (32 pages) J. Phys.: Condens. Matter 17 (2005) R657
- Y.W. Heo et al. "ZnO nanowire growth and devices" (47 pages) Mater. Sci. Eng. R 47 (2004) 1
- C. Klingshirn "ZnO: From basics towards applications" (46 pages) Phys. Stat. Solidi (b) 244 (2007) 3027
- C. Klingshirn "ZnO: Material, Physics and Applications" (21 pages) ChemPhysChem 8 (2007) 782
- J. G. Lu et al. "Quasi-one-dimensional metal oxide materials—Synthesis, properties and applications" (42 pages) Mater. Sci. Eng. R 52 (2006) 49
- S. Xu and Z. L. Wang "One-dimensional ZnO nanostructures: Solution growth and functional properties" (86 pages) Nano Res. 4 (2011) 1013
- S. Xu and Z. L. Wang "Oxide nanowire arrays for light-emitting diodes and piezoelectric energy harvesters" (28 pages) Pure Appl. Chem. 83 (2011) 2171
බාහිර සබැඳුම්
සැකිල්ල:Zinc compounds