पर्यावरण-अनुकूल प्लास्टिक की ओर नया कदम: पीडीसीए उत्पादन में बड़ी सफलता
प्लास्टिक आधुनिक दुनिया में एक आवश्यक सामग्री है, लेकिन इसका उत्पादन पर्यावरण की दृष्टि से महंगा भी है और यह एक प्रमुख प्रदूषक भी है। पाइरीडीनडाइकारबॉक्सिलिक एसिड या पीडीसीए नामक एक पदार्थ, अपनी निर्माण प्रक्रिया में हाल ही में किए गए सुधारों के बाद, कम से कम कुछ चुनौतियों का समाधान करने में मदद कर सकता है। सच कहूँ तो, पीडीसीए प्लास्टिक का पर्यावरण-अनुकूल विकल्प नहीं है, बल्कि एक नाइट्रोजन-आधारित, पर्यावरण-अनुकूल घटक है जिसका उपयोग अधिक जैव-निम्नीकरणीय प्लास्टिक बनाने के लिए किया जा सकता है। इस पदार्थ की क्षमता की जाँच करने वाले पिछले शोधों ने पीईटी प्लास्टिक में टेरेफ्थेलिक एसिड के गैर-जैव-निम्नीकरणीय मोनोमर्स के उपयुक्त प्रतिस्थापन के रूप में इसके लाभों पर ज़ोर दिया है। जापान के कोबे विश्वविद्यालय की एक टीम द्वारा किया गया यह नया शोध, पीडीसीए की उत्पादन प्रक्रिया में दो प्रमुख सुधार करता है, जिससे यह पदार्थ मौजूदा तरीकों की तुलना में सात गुना अधिक उत्पादन देता है और साथ ही इसके निर्माण के साथ आने वाले विषाक्त अपशिष्ट को भी कम करता है।
बायोइंजीनियर तनाका त्सुतोमु कहते हैं, “हमारे समूह ने इस चुनौती का एक नए दृष्टिकोण से सामना किया।” “हमारा लक्ष्य नाइट्रोजन को आत्मसात करने के लिए कोशिकीय चयापचय का उपयोग करना और शुरू से अंत तक यौगिक का निर्माण करना था।” “हमारे काम का महत्व यह प्रदर्शित करने में निहित है कि उपापचयी अभिक्रियाओं का उपयोग अवांछित उपोत्पादों का उत्पादन किए बिना नाइट्रोजन को समाहित करने के लिए किया जा सकता है, जिससे लक्ष्य यौगिक का स्वच्छ और कुशल संश्लेषण संभव हो पाता है। प्लास्टिक उत्पादन विधि के मूल भाग में एस्चेरिचिया कोलाई बैक्टीरिया को ग्लूकोज खिलाना शामिल था, जिसे विशेष रूप से चयनित एंजाइमों द्वारा संवर्धित किया गया था ताकि एक मध्यवर्ती यौगिक को अंतिम पदार्थ में परिवर्तित किया जा सके। हालाँकि, यह पूरी तरह से सीधी प्रक्रिया नहीं थी। संशोधित उत्पादन विधियों ने शुरुआत में एक नया विषैला उपोत्पाद प्रस्तुत किया। शोधकर्ताओं ने एक अलग रसायन, पाइरूवेट, को मिलाकर एक समाधान खोजा; हालाँकि यह कदम अपने आप में आगे चलकर जटिलताएँ पैदा कर सकता है।
तनाका कहते हैं, “संस्कृति की परिस्थितियों को परिष्कृत करके, विशेष रूप से एक ऐसे यौगिक को मिलाकर जो H2O2 को अवशोषित कर सकता है, हम अंततः इस समस्या पर काबू पा सकते हैं, हालाँकि यह मिश्रण बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए नई आर्थिक और तार्किक चुनौतियाँ पेश कर सकता है।” “इसे व्यावसायिक स्तर तक बढ़ाने से पहले अभी भी बहुत काम करना बाकी है – आंशिक रूप से पाइरूवेट के उपयोग के कारण – लेकिन शोध टिकाऊ, जैव-निम्नीकरणीय प्लास्टिक के निर्माण में महत्वपूर्ण सुधार दर्शाता है। अंततः, प्लास्टिक निर्माण में पेट्रोलियम-आधारित उत्पादों के विकल्प के रूप में पीडीसीए (PDCA) अधिक से अधिक व्यवहार्य होता जा रहा है। इसे बायोरिएक्टर प्रणाली में प्राकृतिक अवयवों का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है। इस वर्ष घोषित एक और आशाजनक जैव-सामग्री बैक्टीरियल सेलुलोज़-हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड, या संक्षेप में बीसीबीएन (BCBN) है। इसमें बैक्टीरियल सेलुलोज़ रेशों का उपयोग किया जाता है, जिन्हें लाभकारी गुण उत्पन्न करने के लिए सावधानीपूर्वक घुमाया जाता है।
हमारे पर्यावरण और हमारे शरीर में प्लास्टिक प्रदूषण के बढ़ते स्तर के साथ, जैव-निम्नीकरणीय विकल्प पदार्थ वैज्ञानिकों के लिए एक महत्वपूर्ण लक्ष्य हैं। तनाका कहते हैं, “नाइट्रोजन चयापचय से एंजाइमों को शामिल करने में हमारी उपलब्धि सूक्ष्मजीव संश्लेषण के माध्यम से सुलभ अणुओं के स्पेक्ट्रम को व्यापक बनाती है, जिससे जैव-निर्माण की क्षमता और भी बढ़ जाती है।” यह शोध मेटाबोलिक इंजीनियरिंग में प्रकाशित हुआ है।
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