This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ഇലക്‌ട്രോണ്‍ പാരാമാഗ്നറ്റിക അനുനാദം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ഇലക്‌ട്രോണ്‍ പാരാമാഗ്നറ്റിക അനുനാദം
Electron Paramagnetic Resonance
വിദ്യുത്‌കാന്തിക മണ്ഡലത്തില്‍നിന്ന്‌ ചില വസ്‌തുക്കള്‍ ഊര്‍ജം വലിച്ചെടുക്കുന്ന പ്രതിഭാസം. വസ്‌തുക്കളുടെ അനുകാന്തികത(പാരാമാഗ്നറ്റികത)യ്‌ക്കു കാരണം അവയുടെ ആറ്റങ്ങളിലോ തന്മാത്രകളിലോ ഉള്ള, ജോടി ചേരാത്ത ഇലക്‌ട്രോണുകളുടെ കാന്തികാഘൂര്‍ണം ആണ്‌. അനുകാന്തിക വസ്‌തുക്കളെ ശക്തമായ ഒരു സ്ഥിരകാന്തികമണ്ഡലത്തില്‍ വയ്‌ക്കുകയാണെങ്കില്‍, അവയിലെ ജോടിചേരാത്ത ഇലക്‌ട്രോണുകളുടെ കാന്തികാഘൂര്‍ണങ്ങള്‍ കാന്തികമണ്ഡലത്തിനു സമാന്തരമായും പ്രതിസമാന്തരമായും വിന്യസിക്കപ്പെടുന്നു. രണ്ടു വിന്യാസങ്ങള്‍ക്കുമുള്ള ഇലക്‌ട്രോണ്‍ ഊര്‍ജനിലകള്‍ വ്യത്യസ്‌തമായിരിക്കും. ബാഹ്യമായി പ്രയോഗിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു വിദ്യുത്‌കാന്തികമണ്ഡലത്തിന്റെ ആവൃത്തി, ഈ ഊര്‍ജനിലകള്‍ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസത്തിനനുസരണമായ ആവൃത്തിക്കു സമമാകുമ്പോള്‍ അനുകാന്തികവസ്‌തുക്കള്‍ വിദ്യുത്‌കാന്തികമണ്ഡലത്തില്‍നിന്ന്‌ ഊര്‍ജം അവശോഷണം ചെയ്യുന്നു. ഇപ്രകാരമുള്ള അവശോഷണം ഇലക്‌ട്രോണ്‍ പാരാമാഗ്നറ്റിക അനുനാദം (EPR: Electron Paramagnetic Resonance), ഇലക്‌ട്രോണ്‍ ചക്രണ അനുനാദം (ESR: Electron Spin) എന്നീ പേരുകളില്‍ അറിയപ്പെടുന്നു. 1945-ല്‍ സവോയ്‌സ്‌കി എന്ന സോവിയറ്റ്‌ ശാസ്‌ത്രജ്ഞനാണ്‌ പരീക്ഷണങ്ങള്‍വഴി ഇത്‌ ആദ്യം നിരീക്ഷിച്ചത്‌. ഈ കണ്ടെത്തല്‍ 1952-ലെ നോബല്‍ സമ്മാനത്തിനര്‍ഹമായി.
സ്ഥിരകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ശക്തി ഒ ആണെങ്കില്‍ അനുനാദാവൃത്തി താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്ന നിബന്ധനകളിലൂടെ പ്രകാശിപ്പിക്കാം. വ= ഴഒ. ഇവിടെ വ പ്ലാങ്ക്‌ സ്ഥിരാങ്കവും ഇലക്‌ട്രോണിന്റെ കാന്തികാഘൂര്‍ണവും (ബോര്‍മാഗ്നറ്റോണ്‍), g ഇലക്‌ട്രോണിന്റെ g-ഘടകവുമാണ്‌. വിദ്യുത്‌കാന്തികമണ്ഡലത്തിന്റെ ആവൃത്തി സ്ഥിരമാക്കി നിര്‍ത്തി അതിനനുസരിച്ച്‌ അവശോഷണം ഉണ്ടാകുന്ന കാന്തികമണ്ഡലം (H) കണ്ടുപിടിക്കുക എന്നതാണ്‌ സാധാരണ പരീക്ഷണരീതി. കാന്തികമണ്ഡലം ഏതാനും കിലോ ഓര്‍സ്റ്റൈഡ്‌ ആണെങ്കില്‍ അവശോഷണാവൃത്തി മൈക്രാതരംഗമേഖലയിലായിരിക്കും. അതിനാല്‍ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ പാരാമാഗ്നറ്റിക അനുനാദസ്‌പെക്‌ട്രോസ്‌കോപ്പി ഒരു തരത്തിലുള്ള മൈക്രാതരംഗ സ്‌പെക്‌ട്രോസ്‌കോപ്പി ആയി കണക്കാക്കാവുന്നതാണ്‌. എന്നാല്‍ പഠനത്തിന്റെ വ്യത്യസ്‌തസ്വഭാവം, സ്ഥിരാവൃത്തി, കാന്തികമണ്ഡലം എന്നിവയുടെ ഉപയോഗം, ജോടി ചേരാത്ത ഇലക്‌ട്രോണുകള്‍ അടങ്ങിയ വ്യൂഹങ്ങള്‍ക്കു മാത്രമുള്ള പ്രയോഗം എന്നിവകൊണ്ട്‌ ഇത്‌ മൈക്രാതരംഗ സ്‌പെക്‌ട്രോസ്‌കോപ്പിയില്‍നിന്ന്‌ തികച്ചും വിഭിന്നവുമാണ്‌.
പാരാമാഗ്നറ്റിക്‌ അനുനാദവസ്‌തുക്കളെ നിദര്‍ശിക്കുന്നതിനും ഇലക്‌ട്രോണികഘടന മനസ്സിലാക്കുന്നതിനും തന്മാത്രകള്‍ തമ്മിലുള്ള അന്യോന്യക്രിയകളുടെ പഠനങ്ങള്‍ക്കും ന്യൂക്ലിയര്‍ ചക്രണം, ആഘൂര്‍ണം എന്നിവ നിര്‍ണയിക്കുന്നതിനും ഈ സ്‌പെക്‌ട്രോസ്‌കോപ്പി ധാരാളമായി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. ഭൗതികം, രസതന്ത്രം, ജീവശാസ്‌ത്രം, പുരാവസ്‌തുവിജ്ഞാനീയം, ഭൗമവിജ്ഞാനീയം, ധാതുവിജ്ഞാനീയം എന്നീമേഖലകളിലെല്ലാം ഇ.എസ്‌.ആര്‍. സ്‌പെക്‌ട്രോസ്‌കോപ്പി പ്രയോഗിക്കുന്നുണ്ട്‌. സ്വതന്ത്ര റാഡിക്കലുകളുടെ പഠനം, കാര്‍ബണിക രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളുടെ പഠനം, അനുകാന്തികതയുള്ള അകാര്‍ബണിക തന്മാത്രകളുടെ ഇലക്‌ട്രോണിക സ്വഭാവങ്ങളുടെ പഠനം എന്നിവയെല്ലാം ഇ.എസ്‌.ആര്‍. സ്‌പെക്‌ട്രോസ്‌കോപ്പിവഴി സാധ്യമാണ്‌. പ്രാട്ടീന്‍ പോലുള്ള ബൃഹത്‌തന്മാത്രകളുടെ പ്രവര്‍ത്തനഫലമായി രൂപംകൊള്ളുന്ന റാഡിക്കലുകളുടെ പഠനത്തിന്‌ ഇ.പി.ആര്‍. സ്‌പെക്‌ട്രോസ്‌കോപ്പി സഹായകമാണ്‌. മൈറ്റോകോണ്‍ഡ്രിയല്‍ ശ്വസനശൃംഖലയുടെ ഭാഗമായ ഇരുപതോളം പ്രാട്ടീനുകളെ കണ്ടെത്തിയത്‌ ഇ.പി.ആര്‍. സ്‌പെക്‌ട്രോസ്‌കോപ്പി വഴിയാണ്‌. സ്വതന്ത്ര റാഡിക്കലുകള്‍, സംക്രമണമൂലകങ്ങള്‍, ദുര്‍ലഭ മുത്തുകള്‍ എന്നിവയിലും ധാരാളം പാരാമാഗ്നറ്റിക്‌ അനുനാദ ഗവേഷണങ്ങള്‍ നടന്നിട്ടുണ്ട്‌.
ക്രിസ്റ്റലീയ ഖരപദാര്‍ഥങ്ങളുടെ പാരാമാഗ്നറ്റിക അനുനാദവര്‍ണരാജിയില്‍ അനേകം ഘടകരേഖകള്‍ കാണുക സാധാരണമാണ്‌ (ചിത്രം 1). ഇലക്‌ട്രോണിന്റെ ഭ്രമണചലനവും അതിന്റെ പരിസരത്തുള്ള ക്രിസ്റ്റലീയ ആന്തരവൈദ്യുതമണ്ഡലവും തമ്മിലുള്ള അന്യോന്യക്രിയയാണ്‌ പാരാമാഗ്നറ്റിക അനുനാദവര്‍ണരാജിയുടെ ഈ സൂക്ഷ്‌മഘടനയ്‌ക്കു കാരണം. ഇലക്‌ട്രോണ്‍ കാന്തികാഘൂര്‍ണവും അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ കാന്തികാഘൂര്‍ണവും തമ്മിലുള്ള യുഗ്മനം കൊണ്ട്‌ പാരാമാഗ്നറ്റിക അനുനാദവര്‍ണരാജിയില്‍ അതിസൂക്ഷ്‌മഘടനകള്‍ (hyperfine structures) ഉണ്ടാകുന്നു (ചിത്രം 2). അണുകേന്ദ്രത്തിന്റെ കാന്തികാഘൂര്‍ണം, ചക്രണം, സ്‌പിന്‍ എന്നിവ നിര്‍ണയിക്കാന്‍ ഇതു സഹായകമാണ്‌. ഖരാവസ്ഥയിലുള്ള മിക്ക കാന്തികഅയോണുകളും അവയുടെ ഈ വര്‍ണരാജിയില്‍ അസമദിശകത (anisotropy) പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കുന്നുണ്ട്‌ (നോ. അസമദിശകത). പാരാമാഗ്നറ്റികതയ്‌ക്കു കാരണമായ ഭ്രമണപഥങ്ങളുടെ അസമദിശകതയാണ്‌ ഇതിനു കാരണം. ലായനികളിലുള്ള സ്വതന്ത്ര റാഡിക്കലുകളുടെ വര്‍ണരാജി താരതമ്യേന ലളിതമാണ്‌. ലായനികളിലുള്ള പലവിധ ചലനങ്ങള്‍കൊണ്ട്‌ അസമമിതഘടകങ്ങള്‍ ശരാശരിയെടുക്കുമ്പോള്‍ ഇല്ലാതാകും. ഇങ്ങനെയുള്ള സ്വതന്ത്ര റാഡിക്കലുകളുടെ അതിസൂക്ഷ്‌മഘടന ഈ വര്‍ണരാജിയില്‍ ധാരാളമായി പ്രത്യക്ഷപ്പെടാറുണ്ട്‌. സ്വതന്ത്ര റാഡിക്കലുകളിലെ ഇലക്‌ട്രോണികഘടനയെക്കുറിച്ച്‌ വിവരങ്ങള്‍ ശേഖരിക്കുന്നതിനും തന്മാത്രീയഭ്രമണപഥങ്ങളുടെ പഠനത്തിനും യൗഗികങ്ങളുടെ വൈദ്യുത ഋണബാധ്യത (Electro negativity) നിശ്ചയിക്കുന്നതിനും മറ്റുമായി സ്വതന്ത്ര റാഡിക്കലുകളുടെ ഈ വര്‍ണരാജി വ്യാപകമായ തോതില്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്‌.
(ഡോ. സി.പി. ഗിരിജാവല്ലഭന്‍)
