esakal | लाकडातल्या शर्करेपासून जैविक प्लॅस्टिक !

बोलून बातमी शोधा

Wood}

विज्ञानरंग
आपल्या शरीरात काय किंवा निसर्गात काय बहुवारिक रेणूंची रेलचेल आहे. एकाच प्रकारच्या रेणूंची दीर्घ साखळी म्हणजे बहुवारिक रेणू, थोडक्यात बहुवारिक ! (पॉलिमर). शरीरात आढळणारी प्रथिने, न्यूक्लेइक आम्ले, तसेच स्निग्धांम्ले ही सर्व नैसर्गिक बहुवारिकांची उदाहरणं.

लाकडातल्या शर्करेपासून जैविक प्लॅस्टिक !
sakal_logo
By
डॉ. रमेश महाजन saptrang@esakal.com

आपल्या शरीरात काय किंवा निसर्गात काय बहुवारिक रेणूंची रेलचेल आहे. एकाच प्रकारच्या रेणूंची दीर्घ साखळी म्हणजे बहुवारिक रेणू, थोडक्यात बहुवारिक ! (पॉलिमर). शरीरात आढळणारी प्रथिने, न्यूक्लेइक आम्ले, तसेच स्निग्धांम्ले ही सर्व नैसर्गिक बहुवारिकांची उदाहरणं. निसर्गानं ती बनवली असल्याने त्यांच्या निर्मितीची तसेच विघटनाची व्यवस्था त्यानंच लावून दिली आहे. पण मानवनिर्मित कृत्रिम बहुवारिकांच्या बाबत ही व्यवस्था नाही. प्लॅस्टिक हे त्याचे एक ठळक उदाहरण ! 

त्याची निर्मिती करून वापर करता येतो, पण निसर्गात त्याचे विघटन काही होत नाही. विघटन करून त्याचा पुनर्वापर करायचा तर तो पडतो खर्चिक. त्यामुळे त्याची केवळ अपरिमित निर्मितीच चालू आहे. दुसरं म्हणजे त्यासाठी लागणारी पेट्रोरसायनं खनिज तेलापासून मिळतात. त्यामुळे त्यांचा मोठा वापर होत आहे. खनिज तेलाचे साठे मर्यादित असल्याने हा निर्मितीचा प्रकार परवडणारा नाही. या सर्व दुष्टचक्रातून मुक्ती हवी असेल तर, निसर्गातील कमी वापराचे पदार्थ घेऊन त्यापासून टिकाऊ तरी विघटनशील ‘प्लॅस्टिक’ तयार करावे लागेल. असे करता आले तर कृत्रिम प्लॅस्टिकला हद्दपार करता येईल.

या एकाच उद्देशाने जगभरातील ठिकठिकाणचे संशोधक अशा पर्यायांचा शोध घेत आहेत. लाकडातील झायलोज शर्करेपासून प्लॅस्टिक सारख्या लवचिक बहुवारिकाची निर्मितीचा एक टप्पा ब्रिटनमधील बाथ विद्यापीठाच्या संशोधकांनी नुकताच पार पाडला आहे. संशोधन जर्मन भाषेतील उपयोजित रसायन पत्रिकेत (Angewandte Chemie) प्रकाशित केले आहे.

ताज्या बातम्यांसाठी डाऊनलोड करा ई-सकाळचे ऍप

झायलोज शर्कराच का ?
लाकडात सेल्युलोज, हेमिसेल्युलोज, लिग्निन, पेक्टिन सारखी कर्बोदके आढळतात. त्यापैकी सेल्युलोज हे स्फटिक रूपात असल्याने विघटनाला कठीण, लिग्निनही तसेच वापरायला त्रासदायक. त्या मानाने हेमिसेल्युलोजला विशिष्ट आकार नसल्याने लाकडापासून वेगळे करायला सोपे आणि विघटनालाही सोपे. कर्बोदकात झायलोज या पाच कार्बन अणू असलेल्या (पेंटोज) शर्करेचे प्रमाण अधिक असल्याने वापरायला किफायतशीर. झायलोज वेगळे करताना प्रथम हेमिसेल्युलोज आणि मग  हाड्रोलिसीसने झायलोज सहज मिळवता येते. झायलोज मुख्यतः ‘डी’ रचनेत आढळते आणि तेच बहुवारिक तयार करण्यासाठी वापरात येते. ‘एल’रचनेच्या झायलोजमधे एवढी लवचिकता नसते. कणखर प्लास्टिक तयार करायला मात्र ते  उपयुक्त ठरते.

- पुण्याच्या बातम्या वाचण्यासाठी येथे ► क्लिक करा

ब्रिटनमधील बाथ विद्यापीठाच्या संशोधकांचा चमू बहुवारिक संशोधनातील बारकावे आणि त्यांचा उपयोग यावर सातत्याने प्रयोग करत आहे. ॲन्टवाइन बुचार्ड हे मुख्य संशोधक आहेत. योग्य त्या बहुवारिक निर्मितीसाठी उत्प्रेरकाचा वापर महत्त्वाचा असतो. उत्प्रेरक निर्मितीतील एक अग्रणी नोबेल विजेते रॉबर्ट ग्रब्ज यांनी त्यांच्या मालिकाच बनवल्या आहेत. त्याचाच फायदा नवीन बहुवारिक निर्मितीसाठी झाला आहे. संशोधकांनी त्याचे साहाय्य घेऊन  तयार केलेल्या बहुवारिकाचे  म्हणजे  पॉलिइथिलिन वर्गातील बहुवारिकाचे बहुविध उपयोग आहेत. 

उदाहरणार्थ त्यापासून करता येणारे पॉलिइथिलिन ग्लायकॉल वैद्यकीय औषधात लागते. तर अन्य मार्गाने बनवलेले  पॉलियुरेथन फोमच्या गाद्यात आणि जोड्यांमध्ये वापरले जाते. तर तिसरे  पॉलिइथिलिन ऑक्साइड विद्युत घटातील द्रावणात कामाला येते. एकंदरीत पॉलिइथर बहुवारिक बहुउद्देशी रसायनांचा केंद्रबिंदू बनते. या पॉलिइथरला एखादा फ्लुरोसंट रेणू किंवा एखादी शर्करा जोडली तर, त्यापासून संवेदक बनतो किंवा जैविक क्रियेतील एक दुव्याचा रेणू बनतो. वरच्या बहुवारिकाचे हवे तितके उत्पादन संशोधक करू शकतात हे विशेष!

हे संशोधन करणाऱ्या ‘सेंटर फॉर सस्टेनेबल अँड सर्क्युलर टेक्नॉलॉजीमध्ये झायलोज शर्करेखेरीज वनस्पती तेलापासून तसेच टर्पिन या सेंद्रिय द्रव्यापासूनही बहुवारिके तयार झाली आहेत. कर्बोदकांपैकी लिग्निनही वापरले गेले आहे. हेमिसेल्युलोजमधील मॅनोज शर्कराही  बहुवारिकासाठी वापरली गेली आहे.  पण सध्याचा  प्रयोग त्याहून सरस आहे.

इतर संशोधकांनी लॅक्टिक आम्लापासून पॉलिलॅक्टिक ॲसिड बनवले आहे. तर फिनलंडच्या व्हीटीटी टेक्नॉलॉजीतील संशोधकांनी लिंबातल्या लिमोनिन टर्पिन पासून उपयुक्त बहुवारिक बनवले आहे. पर्यायांची यादी मोठी आहे पण, किफायतशीर ते वापरात येणार असल्याने तंत्रज्ञानही प्रगत होत जाणार आहे. भविष्यात जैवप्लॅस्टिकचा वापर पर्यावरणाला अनुकूल  ठरणार आहे.

(लेखक ‘एनसीएल’मधील माजी वरिष्ठ संशोधक आहेत.)

Edited By - Prashant Patil