सेलूलोज़ व्यापक रूप से पौधे के पदार्थ से प्राप्त होता है और इसे अणुओं में परिवर्तित किया जा सकता है जिसका उपयोग नए पुनर्चक्रण योग्य पॉलिमर बनाने के लिए किया जा सकता है जो कुछ प्लास्टिक के लिए टिकाऊ विकल्प प्रदान करते हैं। होक्काइडो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पौधों की सामग्री से पुनर्चक्रण योग्य और स्थिर प्लास्टिक बनाने की दिशा में एक बड़ा कदम उठाया है। पर्यावरण में प्लास्टिक प्रदूषण के बोझ को कम करने के लिए यह एक प्रमुख आवश्यकता है।
उन्होंने पौधों के सेलूलोज़ से निकाले गए रसायनों का उपयोग करके विभिन्न प्रकार के पॉलिमर बनाने के लिए एक सुविधाजनक, बहुमुखी विधि विकसित की; सबसे अच्छी बात यह है कि पॉलिमर पूरी तरह से पुनर्चक्रण योग्य हैं। यह विधि एसीएस मैक्रो लेटर्स जर्नल में प्रकाशित हुई थी।
सेलूलोज़ पौधों के बायोमास के सबसे प्रचुर घटकों में से एक है और सभी पौधों की कोशिकाओं के आसपास की कठोर कोशिका दीवारों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। सेलूलोज़ आसानी से पुआल और चूरा जैसे पौधों के कचरे से प्राप्त किया जाता है, इसलिए पॉलिमर उत्पादन के लिए फीडस्टॉक के रूप में सेलूलोज़ का उपयोग करने से खाद्य उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली कृषि भूमि में कमी नहीं आती है। सेलूलोज़ एक लंबी श्रृंखला वाला पॉलीसेकेराइड बहुलक है जो रासायनिक बंधों से जुड़े कई शर्करा समूहों (विशेषकर ग्लूकोज) से बना होता है।
नए पॉलिमर को बनाने के लिए, होक्काइडो अनुसंधान टीम ने दो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध छोटे अणुओं, लेवोग्लुकोसेनोन (एलजीओ) और डायहाइड्रोलेवोग्लाइकोसेनोन (साइरीन) का उपयोग किया, जो सेलूलोज़ से बने होते हैं। उन्होंने एलजीओ और साइरीन को विभिन्न गैर-प्राकृतिक पॉलीसेकेराइड पॉलिमर में परिवर्तित करने के लिए नवीन रासायनिक प्रक्रियाएं विकसित कीं। पॉलिमर की सटीक रासायनिक संरचना को बदलकर, विभिन्न संभावित अनुप्रयोगों के लिए विभिन्न सामग्रियों को उत्पन्न किया जा सकता है।
"हमारे सामने सबसे बड़ी चुनौती पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया को नियंत्रित करना है जो छोटे मोनोमर अणुओं को एक साथ जोड़ती है, और पॉलीसेकेराइड सामग्री प्राप्त करती है जो सामान्य अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त स्थिर होती है, जबकि विशिष्ट रासायनिक परिस्थितियों में टूटने और पुनर्नवीनीकरण करने में भी सक्षम होती है।"
ली ने कहा कि शोध के दौरान सबसे बड़ा आश्चर्य यह था कि उनके द्वारा उत्पादित पॉलिमर फिल्में अत्यधिक पारदर्शी थीं, जो उन विशेष अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण हो सकती हैं जिनके लिए ये पॉलिमर सबसे उपयुक्त प्रतीत होते हैं। प्रोफेसर तोशिफुमी सातो, एक अन्य संबंधित लेखक, ने कहा: चूंकि ये सामग्रियां काफी कठोर हैं और प्लास्टिक बैग जैसी लचीली प्लास्टिक सामग्री के रूप में उपयोग करना मुश्किल हो सकता है, मुझे लगता है कि वे ऑप्टिकल, इलेक्ट्रॉनिक और बायोमेडिकल अनुप्रयोगों में उच्च प्रदर्शन सामग्री के रूप में उपयोग के लिए अधिक उपयुक्त हैं।
दुनिया भर के अन्य अनुसंधान समूह भी पॉलिमर के स्थान पर प्लास्टिक बनाने के लिए पौधों का उपयोग करने की क्षमता तलाश रहे हैं, और इनमें से कुछ "बायोप्लास्टिक्स" पहले से ही व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं, लेकिन सातो का समूह इस तेजी से बढ़ते क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण नया अवसर जोड़ता है।
टीम अब कई और संभावनाएं तलाशने की योजना बना रही है, लेकिन संभावित संरचनात्मक विविधताओं की संख्या इतनी विशाल है कि वे इन विकल्पों का पता लगाने के लिए कम्प्यूटेशनल रसायन विज्ञान, कृत्रिम बुद्धिमत्ता और स्वचालित संश्लेषण के विशेषज्ञों के साथ जुड़ने की उम्मीद करते हैं।
"हमें उम्मीद है कि यह काम बायोमास से कुशल रीसाइक्लिंग तक टिकाऊ सिंथेटिक बंद लूप के हिस्से के रूप में विभिन्न प्रकार के उपयोगी गैर-प्राकृतिक पॉलीसेकेराइड पॉलिमर के विकास को बढ़ावा देगा।"
से संकलित: ScitechDaily