சுற்றுச்சூழல் மாசற்ற புதிய வேதியியல் புரட்சி: எபோக்சைட் தயாரிப்பில் கலிடெக் விஞ்ஞானிகளின் பசுமை சாதனை!

நவீனத் தொழிற்துறையின் அத்தியாவசியத் தேவை எபோக்சைட்

நவீன உற்பத்தித் துறையில் பிளாஸ்டிக் (Plastics), பசைகள் (Adhesives), நைலான் ஆடைகள் மற்றும் பல்வேறு மருந்துகள் (Pharmaceuticals) தயாரிப்பதற்கு ‘எபோக்சைட்’ (Epoxides) எனப்படும் கரிம வேதியியல் வளையச் சேர்மங்கள் மிக முக்கியமான மூலப்பொருளாக விளங்குகின்றன. உலகளவில் ஒவ்வொரு ஆண்டும் கோடிக்கணக்கான டன் எபோக்சைட் சேர்மங்கள் தொழிற்சாலைகளில் தயாரிக்கப்படுகின்றன.

இருப்பினும், தற்போதைய வணிக ரீதியான தயாரிப்பு முறைகள் அதிகப்படியான சுற்றுச்சூழல் மாசையும், நச்சுத்தன்மை வாய்ந்த கழிவுகளையும் உருவாக்குவதால், ஒட்டுமொத்த வேதியியல் உலகமும் இதற்கு ஒரு மாற்றுப் பசுமை வழியை (Greener Route) தேடிக் கொண்டிருந்தது.

பழைய முறைகளின் ஆபத்துகளும் நச்சு உப்புகளும்

தற்போது உலகளவில் பயன்பாட்டில் உள்ள பாரம்பரிய எபோக்சைட் தயாரிப்பு முறைகள் பல கடுமையான சவால்களை எதிர்கொண்டு வருகின்றன.

• குளோரின் வழிமுறைச் சிக்கல்: பல தசாப்தங்களாக, புரோப்பிலீன் வாயுவை தண்ணீரில் குளோரின் வாயுவுடன் சேர்த்து எபோக்சைட் தயாரிக்கும் முறையே முதன்மையாக இருந்தது. இந்த வேதியியல் வினையின் போது உருவாகும் ‘கால்சியம் குளோரைடு’ போன்ற நச்சு உப்புகள் ஆறுகளிலும் கடல்களிலும் கலக்கப்பட்டு, நீர்வாழ் உயிரினங்களுக்கும் மனிதர்களுக்கும் பெரும் அச்சுறுத்தலாக மாறின. இதனால் இந்த முறைக்கான அனுமதிகள் உலகளவில் ரத்து செய்யப்பட்டு வருகின்றன.
• ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு ஆபத்து: இதற்கு மாற்றாக வந்த ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு (Hydrogen Peroxide) வழிமுறை சுற்றுப்புறச் சூழலுக்குப் பாதுகாப்பானது என்றாலும், கரிமச் சேர்மங்களுடன் வினைபுரியும் போது அது திடீரென வெடிக்கும் (Explosive) தன்மை கொண்டது. இதன் பாதுகாப்பு கட்டமைப்புகளுக்கான செலவு மிக அதிகம்.
• விலை உயர்ந்த வினையூக்கிகள்: கடந்த 2024 ஆம் ஆண்டு கலிடெக் (Caltech) பேராசிரியர் கார்த்திஷ் மந்தினம் தலைமையிலான குழு தண்ணீரில் இருந்து ஆக்ஸிஜனைப் பிரித்து எபோக்சைட் தயாரிக்கும் மின்வேதியியல் முறையை உருவாக்கியது. ஆனால், அதற்குப் பயன்படுத்தப்பட்ட பல்லேடியம் மற்றும் பிளாட்டினம் போன்ற வினையூக்கிகள் (Catalysts) பூமியில் மிக அரிதாகக் கிடைக்கக்கூடிய, கோடிக்கணக்கான மதிப்புள்ள விலை உயர்ந்த உலோகங்களாகும்.

புதிய கண்டுபிடிப்பும் மலிவு விலை வினையூக்கியும்

இந்த அனைத்துப் பிரச்சினைகளுக்கும் முற்றுப்புள்ளி வைக்கும் விதமாக, பேராசிரியர் கார்த்திஷ் மந்தினம் மற்றும் முதன்மை ஆய்வாளர் கலிபடா கோனர் அடங்கிய கலிடெக் ஆய்வுக்குழு ஒரு புதிய மைல்கல் சாதனையைப் படைத்துள்ளது.

பூமியில் மிக தாராளமாகக் கிடைக்கக்கூடிய, மிக மலிவான லந்தனம் கோபால்டைட் (Lanthanum Cobaltite) என்ற கனிமப் பொருளை வினையூக்கியாகப் பயன்படுத்தி, அவர்கள் எபோக்சைட் சேர்மங்களை வெற்றிகரமாகத் தயாரித்துக் காட்டியுள்ளனர். இந்த மின்வேதியியல் வினையானது தண்ணீரில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் அணுக்களைப் பயன்படுத்தி, மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையில், எவ்வித வெடிப்பு ஆபத்துகளுமின்றி பாதுகாப்பாகச் செயல்படுகிறது.

பூஜ்ஜியக் கழிவு மற்றும் எதிர்காலப் பயன்கள்

இந்த புதிய பசுமை வேதியியல் (Green Chemistry) முறையின் மிகப்பெரிய சிறப்பம்சம் என்னவென்றால், இதில் எந்தவொரு நச்சு உப்புகளோ அல்லது சுற்றுச்சூழலுக்குப் பாதிப்பை ஏற்படுத்தும் துணைப் பொருட்களோ வெளியாவதில்லை. இந்த வினையின் முடிவில் எபோக்சைட் சேர்மத்துடன் பக்கவிளைபொருளாகத் தூய்மையான ‘ஹைட்ரஜன் வாயு’ (Hydrogen Gas) மட்டுமே கிடைக்கிறது. இந்த ஹைட்ரஜனை மாற்று எரிசக்தியாகவும் (Clean Fuel) பயன்படுத்திக் கொள்ள முடியும் என்பது இரட்டிப்பு லாபமாகும்.

மிகக் குறைந்த செலவில், அதிகப் பாதுகாப்போடு, பூஜ்ஜியக் கழிவு (Zero Waste) முறையில் எபோக்சைட் தயாரிக்க உதவும் இந்தத் தொழில்நுட்பம், எதிர்காலத்தில் நெகிழி மற்றும் மருந்து தயாரிப்புத் துறைகளை முற்றிலும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த பசுமைத் தொழிற்துறையாக மாற்றும் என்பதில் எவ்வித சந்தேகமும் இல்லை.