ලිතියම් හයිඩ්‍රයිඩ් ලිතියම් සහ හයිඩ්‍රජන් වලින් සමන්විත සරල ද්විමය සංයෝගයක් වන (LiH), එහි සරල සූත්‍රය තිබියදීත් සැලකිය යුතු විද්‍යාත්මක හා කාර්මික වැදගත්කමක් ඇති ද්‍රව්‍යයක් ලෙස පවතී. තද, නිල්-සුදු ස්ඵටික ලෙස පෙනෙන මෙම අකාබනික ලුණු, සියුම් රසායනික සංස්ලේෂණයේ සිට අති නවීන අභ්‍යවකාශ තාක්‍ෂණය දක්වා විවිධ සහ බොහෝ විට තීරණාත්මක යෙදුම්වල එහි භූමිකාව සුරක්ෂිත කර ඇති රසායනික ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය සහ භෞතික ගුණාංගවල අද්විතීය සංයෝජනයක් ඇත. රසායනාගාර කුතුහලයක සිට උසස් තාක්ෂණයන් සක්‍රීය කරන ද්‍රව්‍යයක් දක්වා එහි ගමන එහි කැපී පෙනෙන උපයෝගීතාව අවධාරණය කරයි.
මූලික ගුණාංග සහ හැසිරවීමේ සලකා බැලීම්
ලිතියම් හයිඩ්‍රයිඩ් එහි ඉහළ ද්‍රවාංකය (ආසන්න වශයෙන් 680°C) සහ අඩු ඝනත්වය (0.78 g/cm³ පමණ) මගින් සංලක්ෂිත වන අතර, එය දන්නා සැහැල්ලුම අයනික සංයෝගවලින් එකක් බවට පත් කරයි. එය ඝන පාෂාණ-ලුණු ව්‍යුහයක් තුළ ස්ඵටික වේ. කෙසේ වෙතත්, එහි වඩාත්ම නිර්වචන ලක්ෂණය සහ එහි හැසිරවීමේ අවශ්‍යතා සඳහා ප්‍රධාන සාධකය වන්නේ තෙතමනය සමඟ එහි අධික ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වයයි. LiH ඉතා ජලාකර්ෂණීය වන අතර තෙතමනය තුළ දැවෙන සුළුය. ජලය හෝ වායුගෝලීය ආර්ද්‍රතාවය සමඟ ස්පර්ශ වූ විට, එය ප්‍රබල සහ තාපජ ප්‍රතික්‍රියාවකට භාජනය වේ: LiH + H₂O → LiOH + H₂. මෙම ප්‍රතික්‍රියාව හයිඩ්‍රජන් වායුව වේගයෙන් නිදහස් කරයි, එය අධික ලෙස දැවෙන සුළු වන අතර පාලනය නොකළහොත් සැලකිය යුතු පිපිරුම් අනතුරු ඇති කරයි. ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, LiH දැඩි නිෂ්ක්‍රීය තත්වයන් යටතේ, සාමාන්‍යයෙන් වියළි ආගන් හෝ නයිට්‍රජන් වායුගෝලයක, අත්වැසුම් පෙට්ටි හෝ ෂ්ලෙන්ක් රේඛා වැනි විශේෂිත ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතා කරමින් හැසිරවිය යුතු අතර ගබඩා කළ යුතුය. හැසිරවීමේ අභියෝගයක් වුවද, මෙම ආවේණික ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය එහි බොහෝ ප්‍රයෝජනයේ මූලාශ්‍රය ද වේ.
මූලික කාර්මික සහ රසායනික යෙදුම්
1. සංකීර්ණ හයිඩ්‍රයිඩ සඳහා පූර්වගාමියා: LiH හි වඩාත්ම වැදගත් කාර්මික භාවිතයක් වන්නේ කාබනික සහ අකාබනික රසායන විද්‍යාවේ මූලික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් වන ලිතියම් ඇලුමිනියම් හයිඩ්‍රයිඩ් (LiAlH₄) නිෂ්පාදනය සඳහා අත්‍යවශ්‍ය ආරම්භක ද්‍රව්‍යයක් ලෙසය. ඊතරියල් ද්‍රාවකවල ඇලුමිනියම් ක්ලෝරයිඩ් (AlCl₃) සමඟ LiH ප්‍රතික්‍රියා කිරීමෙන් LiAlH₄ සංස්ලේෂණය කෙරේ. LiAlH₄ යනු අතිශයින්ම බලවත් හා බහුකාර්ය අඩු කිරීමේ කාරකයක් වන අතර එය ඖෂධ, සියුම් රසායනික ද්‍රව්‍ය සහ පොලිමර් නිෂ්පාදනයේ කාබොනයිල් කාණ්ඩ, කාබොක්සිලික් අම්ල, එස්ටර සහ තවත් බොහෝ ක්‍රියාකාරී කාණ්ඩ අඩු කිරීම සඳහා අත්‍යවශ්‍ය වේ. LiH නොමැතිව, LiAlH₄ හි ආර්ථිකමය මහා පරිමාණ සංස්ලේෂණය ප්‍රායෝගික නොවේ.
2. සිලේන් නිෂ්පාදනය: අර්ධ සන්නායක උපාංග සහ සූර්ය කෝෂ වල භාවිතා වන අතිශය පිරිසිදු සිලිකන් සඳහා ප්‍රධාන පූර්වගාමියා වන සිලේන් (SiH₄) සංස්ලේෂණයේදී LiH තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. ප්‍රාථමික කාර්මික මාර්ගයට LiH සිලිකන් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් (SiCl₄) සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීම ඇතුළත් වේ: 4 LiH + SiCl₄ → SiH₄ + 4 LiCl. සිලේන් හි ඉහළ සංශුද්ධතා අවශ්‍යතා නිසා ඉලෙක්ට්‍රොනික හා ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්ත සඳහා මෙම LiH-පාදක ක්‍රියාවලිය අත්‍යවශ්‍ය වේ.
3. බලගතු අඩු කිරීමේ කාරකය: සෘජුවම, LiH කාබනික සහ අකාබනික සංස්ලේෂණය යන දෙකෙහිම බලවත් අඩු කිරීමේ කාරකයක් ලෙස ක්‍රියා කරයි. එහි ප්‍රබල අඩු කිරීමේ බලය (සම්මත අඩු කිරීමේ විභවය ~ -2.25 V) ඉහළ උෂ්ණත්ව තත්ත්වයන් යටතේ හෝ විශේෂිත ද්‍රාවක පද්ධති යටතේ විවිධ ලෝහ ඔක්සයිඩ, හේලයිඩ සහ අසංතෘප්ත කාබනික සංයෝග අඩු කිරීමට ඉඩ සලසයි. මෘදු ප්‍රතික්‍රියාකාරක අසමත් වන විට ලෝහ හයිඩ්‍රයිඩ ජනනය කිරීමට හෝ අඩු ප්‍රවේශ විය හැකි ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම් අඩු කිරීමට එය විශේෂයෙන් ප්‍රයෝජනවත් වේ.
4. කාබනික සංස්ලේෂණයේ ඝනීභවන කාරකය: LiH ඝනීභවන කාරකයක් ලෙස යෙදීම සොයා ගනී, විශේෂයෙන් Knoevenagel ඝනීභවනය හෝ ඇල්ඩෝල් වර්ගයේ ප්‍රතික්‍රියා වැනි ප්‍රතික්‍රියා වලදී. එය ආම්ලික උපස්ථර ප්‍රෝටෝනීකරණය කිරීමට පදනමක් ලෙස ක්‍රියා කළ හැකි අතර, කාබන්-කාබන් බන්ධන සෑදීමට පහසුකම් සපයයි. එහි වාසිය බොහෝ විට එහි තේරීමේ හැකියාව සහ අතුරු නිෂ්පාදන ලෙස සාදන ලද ලිතියම් ලවණවල ද්‍රාව්‍යතාව තුළ පවතී.
5. අතේ ගෙන යා හැකි හයිඩ්‍රජන් ප්‍රභවය: හයිඩ්‍රජන් වායුව නිපදවීම සඳහා ජලය සමඟ LiH හි ප්‍රබල ප්‍රතික්‍රියාව එය අතේ ගෙන යා හැකි හයිඩ්‍රජන් ප්‍රභවයක් ලෙස ආකර්ශනීය අපේක්ෂකයෙකු බවට පත් කරයි. ඉන්ධන සෛල (විශේෂයෙන් නිකේතන, අධි ශක්ති-ඝනත්ව අවශ්‍යතා සඳහා), හදිසි ගිනි අවුලුවන යන්ත්‍ර සහ පාලිත මුදා හැරීම කළ හැකි රසායනාගාර පරිමාණ හයිඩ්‍රජන් උත්පාදනය වැනි යෙදුම් සඳහා මෙම ගුණාංගය ගවේෂණය කර ඇත. ප්‍රතික්‍රියා චාලක විද්‍යාව, තාප කළමනාකරණය සහ ලිතියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් අතුරු නිෂ්පාදනයේ බරට අදාළ අභියෝග පවතින අතර, බර අනුව ඉහළ හයිඩ්‍රජන් ගබඩා ධාරිතාව (LiH හි H₂O හරහා මුදා හැරිය හැකි ~12.6 wt% H₂ අඩංගු වේ) විශේෂිත අවස්ථා සඳහා, විශේෂයෙන් සම්පීඩිත වායුව හා සසඳන විට බලගතු ලෙස පවතී.
උසස් ද්‍රව්‍ය යෙදුම්: පලිහ සහ බලශක්ති ගබඩා කිරීම
1. සැහැල්ලු න්‍යෂ්ටික ආවරණ ද්‍රව්‍ය: එහි රසායනික ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වයෙන් ඔබ්බට, න්‍යෂ්ටික යෙදුම් සඳහා LiH සතුව සුවිශේෂී භෞතික ගුණාංග ඇත. එහි අඩු පරමාණුක ක්‍රමාංක සංඝටක (ලිතියම් සහ හයිඩ්‍රජන්) ⁶Li(n,α)³H ග්‍රහණ ප්‍රතික්‍රියාව සහ ප්‍රෝටෝන විසිරීම හරහා තාප නියුට්‍රෝන මධ්‍යස්ථ කිරීම සහ අවශෝෂණය කිරීමේදී එය ඉතා ඵලදායී කරයි. තීරණාත්මක ලෙස, එහි ඉතා අඩු ඝනත්වය එය සැහැල්ලු න්‍යෂ්ටික ආවරණ ද්‍රව්‍යයක් බවට පත් කරයි, බර-තීරණාත්මක යෙදුම්වල ඊයම් හෝ කොන්ක්‍රීට් වැනි සාම්ප්‍රදායික ද්‍රව්‍යවලට වඩා සැලකිය යුතු වාසි ලබා දෙයි. මෙය විශේෂයෙන් අභ්‍යවකාශ (ආවරණ අභ්‍යවකාශ යානා ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ සහ කාර්ය මණ්ඩලය), අතේ ගෙන යා හැකි නියුට්‍රෝන ප්‍රභවයන් සහ න්‍යෂ්ටික ප්‍රවාහන පෙට්ටිවල, ස්කන්ධය අවම කිරීම ඉතා වැදගත් වේ. න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියා මගින් නිර්මාණය කරන ලද විකිරණවලින්, විශේෂයෙන් නියුට්‍රෝන විකිරණවලින් LiH ඵලදායී ලෙස ආරක්ෂා කරයි.
2. අභ්‍යවකාශ බල පද්ධති සඳහා තාප බලශක්ති ගබඩා කිරීම: සමහර විට වඩාත්ම අනාගතවාදී සහ ක්‍රියාශීලීව පර්යේෂණ කරන ලද යෙදුම වන්නේ අභ්‍යවකාශ බල පද්ධති සඳහා තාප ශක්තිය ගබඩා කිරීම සඳහා LiH භාවිතා කිරීමයි. විශේෂයෙන් සූර්යයාගෙන් බොහෝ දුරින් (උදා: දිගු රාත්‍රියේදී බාහිර ග්‍රහලෝක හෝ චන්ද්‍ර ධ්‍රැව වෙත) ගමන් කරන දියුණු අභ්‍යවකාශ මෙහෙයුම් සඳහා, සූර්ය විකිරණයෙන් ස්වාධීන වන ශක්තිමත් බල පද්ධති අවශ්‍ය වේ. විකිරණශීලී සමස්ථානික තාප විද්‍යුත් ජනක යන්ත්‍ර (RTGs) දිරාපත් වන විකිරණශීලී සමස්ථානික (ප්ලූටෝනියම්-238 වැනි) වලින් තාපය විදුලිය බවට පරිවර්තනය කරයි. මෙම පද්ධති සමඟ ඒකාබද්ධ කරන ලද තාප ශක්ති ගබඩා (TES) ද්‍රව්‍යයක් ලෙස LiH විමර්ශනය කෙරේ. මූලධර්මය LiH හි අතිශය ඉහළ ගුප්ත විලයන තාපය (ද්‍රවාංකය ~680°C, විලයන තාපය ~ 2,950 J/g - NaCl හෝ සූර්ය ලවණ වැනි සාමාන්‍ය ලවණවලට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි) උත්තේජනය කරයි. උණු කළ LiH හට "ආරෝපණය කිරීමේදී" RTG වෙතින් විශාල තාප ප්‍රමාණයක් අවශෝෂණය කර ගත හැකිය. ග්‍රහණ කාලවලදී හෝ උපරිම බල ඉල්ලුමේදී, LiH ඝන වන විට ගබඩා කර ඇති තාපය මුදා හරිනු ලබන අතර, තාප විදුලි පරිවර්තක සඳහා ස්ථායී උෂ්ණත්වයක් පවත්වා ගෙන යන අතර ප්‍රාථමික තාප ප්‍රභවය උච්චාවචනය වන විට හෝ දීර්ඝ අන්ධකාරයේදී පවා අඛණ්ඩ, විශ්වාසදායක විදුලි බල ප්‍රතිදානය සහතික කරයි. පර්යේෂණ අවධානය යොමු කරන්නේ බහාලුම් ද්‍රව්‍ය සමඟ අනුකූලතාවය, තාප චක්‍රය යටතේ දිගුකාලීන ස්ථාවරත්වය සහ කටුක අභ්‍යවකාශ පරිසරයේ උපරිම කාර්යක්ෂමතාව සහ විශ්වසනීයත්වය සඳහා පද්ධති සැලසුම ප්‍රශස්ත කිරීම කෙරෙහි ය. නාසා සහ අනෙකුත් අභ්‍යවකාශ ආයතන LiH මත පදනම් වූ TES දිගුකාලීන ගැඹුරු අභ්‍යවකාශ ගවේෂණය සහ චන්ද්‍ර මතුපිට මෙහෙයුම් සඳහා තීරණාත්මක සක්‍රීය තාක්‍ෂණයක් ලෙස සලකයි.
අතිරේක උපයෝගීතාව: වියළන ද්‍රව්‍ය ගුණාංග
ජලය කෙරෙහි එහි ඇති දැඩි ඇල්ම උපයෝගී කරගනිමින්, LiH ඉතා අඩු තෙතමනය මට්ටම් අවශ්‍ය වන ඉතා විශේෂිත යෙදුම්වල වායු සහ ද්‍රාවක වියළීම සඳහා විශිෂ්ට වියළන ද්‍රව්‍යයක් ලෙසද ක්‍රියා කරයි. කෙසේ වෙතත්, ජලය සමඟ එහි ආපසු හැරවිය නොහැකි ප්‍රතික්‍රියාව (LiH පරිභෝජනය කර H₂ වායුව සහ LiOH නිපදවීම) සහ ඒ ආශ්‍රිත උපද්‍රව නිසා එය සාමාන්‍යයෙන් භාවිතා කරනු ලබන්නේ අණුක පෙරහන් හෝ පොස්පරස් පෙන්ටොක්සයිඩ් වැනි පොදු වියළන ද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණවත් නොවන විට හෝ එහි ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය ද්විත්ව අරමුණක් ඉටු කරන විට පමණි.
ලිතියම් හයිඩ්‍රයිඩ්, එහි සුවිශේෂී නිල්-සුදු ස්ඵටික සහ තෙතමනය කෙරෙහි ප්‍රබල ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වයක් ඇති අතර, එය සරල රසායනික සංයෝගයකට වඩා බෙහෙවින් වැඩි ය. එය ලිතියම් ඇලුමිනියම් හයිඩ්‍රයිඩ් සහ සිලේන් වැනි අත්‍යවශ්‍ය ප්‍රතික්‍රියාකාරක සඳහා අත්‍යවශ්‍ය කාර්මික පූර්වගාමියෙකි, සංස්ලේෂණයේ දී ප්‍රබල සෘජු ප්‍රතිදානකාරක සහ ඝනීභවන කාරකයක් සහ අතේ ගෙන යා හැකි හයිඩ්‍රජන් ප්‍රභවයකි. සාම්ප්‍රදායික රසායන විද්‍යාවෙන් ඔබ්බට, එහි අද්විතීය භෞතික ගුණාංග - විශේෂයෙන් අඩු ඝනත්වය සහ ඉහළ හයිඩ්‍රජන්/ලිතියම් අන්තර්ගතයේ සංයෝජනය - එය දියුණු තාක්ෂණික ක්ෂේත්‍ර වෙත තල්ලු කර ඇත. එය න්‍යෂ්ටික විකිරණවලට එරෙහිව තීරණාත්මක සැහැල්ලු පලිහක් ලෙස සේවය කරන අතර ඉහළ ඝනත්ව තාප ශක්ති ගබඩා කිරීම හරහා ඊළඟ පරම්පරාවේ අභ්‍යවකාශ බල පද්ධති සක්‍රීය කිරීම සඳහා පර්යේෂණවල ඉදිරියෙන්ම සිටී. එහි පයිරොෆොරික් ස්වභාවය නිසා ප්‍රවේශමෙන් හැසිරවීම ඉල්ලා සිටින අතර, ලිතියම් හයිඩ්‍රයිඩ්හි බහුවිධ උපයෝගීතාව, රසායනාගාර බංකුවේ සිට අන්තර් ග්‍රහලෝක අවකාශයේ ගැඹුර දක්වා විද්‍යාත්මක හා ඉංජිනේරු විෂයයන්හි කැපී පෙනෙන ලෙස පුළුල් වර්ණාවලියක් හරහා එහි අඛණ්ඩ අදාළත්වය සහතික කරයි. මූලික රසායනික නිෂ්පාදනය සහ පුරෝගාමී අභ්‍යවකාශ ගවේෂණය යන දෙකටම සහාය දැක්වීමේදී එහි කාර්යභාරය ඉහළ ශක්ති ඝනත්වය සහ අද්විතීය ක්‍රියාකාරීත්වයේ ද්‍රව්‍යයක් ලෙස එහි කල් පවතින වටිනාකම අවධාරණය කරයි.
පළ කිරීමේ කාලය: ජූලි-30-2025