सर्च-रिसर्च :  ‘नॅनो गोल्ड क्लस्टर’चे युग

रासायनिक उद्योगात चालणाऱ्या क्रिया किफायतशीर आणि वेगाने चालाव्यात म्हणून उत्प्रेरकांचा (कॅटॅलिस्ट) वापर कित्येक वर्षे होतो आहे. ह्या सर्व क्रियांना उत्प्रेरकांचा घनिष्ठ संपर्क आवश्यक असतो. पण, काही वेळेस अभिकारकांमुळे उत्प्रेरकांना धोका निर्माण होतो. सध्याची सुवर्ण अणुपुंजांची (नॅनो गोल्ड क्लस्टर्स) उत्प्रेरके अतिशय उपयोगी आहेत. पण, त्यांचा वापर संपर्करहित झाला, तर ती टिकतीलही आणि दीर्घकाळ कामगिरी बजावतील. नुकत्याच प्रसिद्ध झालेल्या संशोधनात हे साध्य केल्याचे दाखविलेले आहे आणि त्यातून संपर्करहित उत्प्रेरणयुगाचा आरंभ झाला आहे!

ताज्या बातम्यांसाठी डाऊनलोड करा ई-सकाळचे ऍप

याबाबतचे संशोधन इलिनॉयस्थित ‘नॉर्थवेस्टर्न युनिव्हर्सिटी’च्या ‘मॅकॉर्मिक स्कूल ऑफ इंजिनिअरिंग’मध्ये झाले आणि हॅराल्ड कुंग हे त्याचे मुख्य संशोधक आहेत. ‘सायन्स अॅडव्हान्सेस’ या नियतकालिकाच्या जानेवारीच्या अंकात याचे निष्कर्ष प्रकाशित झाले आहेत. प्लॅस्टिक उद्योगात इथिल बेंझिनचे स्टायरिनमध्ये रूपांतर आवश्यक असते. पण, ही पायाभूत क्रिया नॅनो सुवर्ण अणुपुंजाच्या उत्प्रेरणाने होत नाही. मात्र, याच  उत्प्रेरकाच्या चक्राकार सायक्लोऑक्टिनवर झालेल्या क्रियेतून जो मध्यस्थ रेणू होतो; तो मात्र इथिल बेंझिनचे स्टायरिनमध्ये रूपांतर करतो. थोडक्यात, मध्यस्थ रेणू उत्प्रेरकाचे काम करतो! तसेच वरच्या क्रियेत नॅनो सुवर्ण पुंजांचा प्रत्यक्ष सहभाग राहत नाही. दुय्यम उत्प्रेरकच हा प्राथमिक उत्प्रेरकाला बाजूला ठेवतो. सायक्लोअॅक्टिन हा हायड्रोकार्बन आहे. त्याच्यापासून उत्प्रेरक तयार होत असेल, तर इतर हायड्रोकार्बनपासूनही तशीच उत्प्रेरके तयार होऊ शकतील, ही मोठी शक्यता त्यातून निर्माण झाली आहे.

सुवर्ण अणुपुंजांच्या साह्याने होणारा सायक्लोऑक्टिनचा मध्यस्थ रेणू आणि त्या मध्यस्थ रेणूच्या साह्याने इथिल बेंझिनचे स्टायरिनमध्ये होणारे रूपांतर या दोन स्वतंत्र क्रिया आहेत. त्यामुळे त्यांना नेहमीच्या रासायनिक क्रियांना लागू होणारे सूत्रमितीचे नियम लागू होत नाहीत, हे विशेष!वर जसे इथिल बेंझिनचे रूपांतर झाले तसे रूपांतर पर्यावरणाला घातक ठरणाऱ्या विषारी रसायनातही करता येईल. त्यासाठी अर्धपारगम्य पटलाने सुवर्ण अणूंचे पुंज वेगळे ठेवून त्यांच्या उत्प्रेरणाने तयार झालेल्या मध्यस्थ रेणूंना पटलापार नेऊन नद्यांतील काही विषारी घटक निष्क्रिय (रेमिडिएशन) करता येऊ शकतील. 

मध्यस्थ रेणूंमध्ये उत्प्रेरकाचा गुण आल्याने त्याचा औद्योगिक रासायनिक क्रियेत फायदा होणार आहे. त्यामुळे दोन स्वतंत्र क्रिया समांतर चालू ठेवून उत्पादन घेणे जमणार आहे. एरवी निरनिराळे धातू उत्प्रेरकाचे काम करतात. त्यांच्या वाढत्या किमतींमुळे त्यांच्या वापराला मर्यादा होत्या. आता रूपांतर केलेल्या मध्यस्थ हायड्रोकार्बनमध्ये उत्प्रेरक क्षमता आल्याने त्यांचा किफायतशीर वापर उत्पादनखर्चात कपात करायला मदत करणार आहे. तसेच, प्राथमिक उत्प्रेरक म्हणून रजत आणि ताम्र अणुपुंज जर उपयोगी ठरले, तर त्याचाही फायदा होणार आहे. ‘बायोमेडिकल ॲप्लिकेशन’मध्ये याचा सर्वाधिक उपयोग होऊ शकणार आहे.