সেলুলোজ দ্রবীভূত করে এমন কি রিএজেন্ট?

সেলুলোজ হ'ল একটি জটিল পলিস্যাকারাইড যা β-1,4-গ্লাইকোসিডিক বন্ড দ্বারা সংযুক্ত অনেক গ্লুকোজ ইউনিট সমন্বয়ে গঠিত। এটি উদ্ভিদ কোষের দেয়ালের প্রধান উপাদান এবং উদ্ভিদ কোষের দেয়ালগুলি শক্তিশালী কাঠামোগত সমর্থন এবং দৃ ness ়তা দেয়। দীর্ঘ সেলুলোজ আণবিক চেইন এবং উচ্চ স্ফটিকতার কারণে এটির দৃ strong ় স্থায়িত্ব এবং অদৃশ্যতা রয়েছে।

(1) সেলুলোজ বৈশিষ্ট্য এবং দ্রবীভূত করতে অসুবিধা

সেলুলোজের নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা দ্রবীভূত করা কঠিন করে তোলে:

উচ্চ স্ফটিকতা: সেলুলোজ আণবিক চেইনগুলি হাইড্রোজেন বন্ড এবং ভ্যান ডার ওয়েলস ফোর্সের মাধ্যমে একটি টাইট জাল কাঠামো গঠন করে।

পলিমারাইজেশনের উচ্চ ডিগ্রি: সেলুলোজের পলিমারাইজেশন (অর্থাত্ মলিকুলার চেইনের দৈর্ঘ্য) ডিগ্রি বেশি থাকে, সাধারণত কয়েকশো থেকে হাজার হাজার গ্লুকোজ ইউনিট পর্যন্ত থাকে, যা অণুর স্থায়িত্ব বাড়ায়।

হাইড্রোজেন বন্ড নেটওয়ার্ক: হাইড্রোজেন বন্ডগুলি সেলুলোজ আণবিক চেইনের মধ্যে এবং এর মধ্যে ব্যাপকভাবে উপস্থিত থাকে, যা সাধারণ দ্রাবক দ্বারা ধ্বংস এবং দ্রবীভূত করা কঠিন করে তোলে।

(২) সেলুলোজ দ্রবীভূত করে এমন রিএজেন্টস

বর্তমানে, সেলুলোজ কার্যকরভাবে দ্রবীভূত করতে পারে এমন পরিচিত রিএজেন্টগুলি মূলত নিম্নলিখিত বিভাগগুলি অন্তর্ভুক্ত করে:

1। আয়নিক তরল

আয়নিক তরলগুলি হ'ল জৈব কেশন এবং জৈব বা অজৈব অ্যানিয়নের সমন্বয়ে গঠিত তরল, সাধারণত কম অস্থিরতা, উচ্চ তাপীয় স্থায়িত্ব এবং উচ্চ সামঞ্জস্যতার সাথে। কিছু আয়নিক তরল সেলুলোজ দ্রবীভূত করতে পারে এবং মূল প্রক্রিয়াটি হ'ল সেলুলোজ আণবিক চেইনের মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি ভেঙে ফেলা। সেলুলোজ দ্রবীভূত সাধারণ আয়নিক তরলগুলির মধ্যে রয়েছে:

1-বুটাইল-3-মিথাইলিমিডাজোলিয়াম ক্লোরাইড ([বিএমআইএম] সিএল): এই আয়নিক তরল হাইড্রোজেন বন্ড গ্রহণকারীদের মাধ্যমে সেলুলোজে হাইড্রোজেন বন্ডের সাথে আলাপচারিত করে সেলুলোজ দ্রবীভূত করে।

1-ইথাইল -3-মিথাইলিমিডাজোলিয়াম অ্যাসিটেট ([ইএমআইএম] [এসি]): এই আয়নিক তরল তুলনামূলকভাবে হালকা অবস্থার অধীনে সেলুলোজের উচ্চ ঘনত্বকে দ্রবীভূত করতে পারে।

2। অ্যামাইন অক্সিড্যান্ট সমাধান
অ্যামাইন অক্সিড্যান্ট দ্রবণ যেমন ডায়েথিলামাইন (ডিইএ) এবং তামা ক্লোরাইডের মিশ্র দ্রবণকে বলা হয় [কিউ (II) -মোনিয়াম দ্রবণ], যা একটি শক্তিশালী দ্রাবক ব্যবস্থা যা সেলুলোজ দ্রবীভূত করতে পারে। এটি অক্সিডেশন এবং হাইড্রোজেন বন্ধনের মাধ্যমে সেলুলোজের স্ফটিক কাঠামোকে ধ্বংস করে, সেলুলোজ আণবিক চেইন নরম এবং আরও দ্রবণীয় করে তোলে।

3। লিথিয়াম ক্লোরাইড-ডাইমিথাইলসেটামাইড (এলআইসিএল-ডিএমএসি) সিস্টেম
LICL-DMAC (লিথিয়াম ক্লোরাইড-ডাইমাইথাইলসেটামাইড) সিস্টেম সেলুলোজ দ্রবীভূত করার জন্য অন্যতম ক্লাসিক পদ্ধতি। এলআইসিএল হাইড্রোজেন বন্ডগুলির জন্য একটি প্রতিযোগিতা তৈরি করতে পারে, যার ফলে সেলুলোজ অণুগুলির মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ড নেটওয়ার্ক ধ্বংস করে দেয়, অন্যদিকে দ্রাবক হিসাবে ডিএমএসি সেলুলোজ আণবিক চেইনের সাথে ভালভাবে ইন্টারঅ্যাক্ট করতে পারে।

4। হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড/জিংক ক্লোরাইড দ্রবণ
হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড/জিংক ক্লোরাইড দ্রবণটি একটি প্রাথমিক আবিষ্কৃত রিএজেন্ট যা সেলুলোজ দ্রবীভূত করতে পারে। এটি দস্তা ক্লোরাইড এবং সেলুলোজ আণবিক চেইনের মধ্যে সমন্বয় প্রভাব তৈরি করে সেলুলোজ দ্রবীভূত করতে পারে এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড সেলুলোজ অণুগুলির মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি ধ্বংস করে দেয়। যাইহোক, এই সমাধানটি সরঞ্জামগুলিতে অত্যন্ত ক্ষয়কারী এবং ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সীমাবদ্ধ।

5। ফাইব্রিনোলিটিক এনজাইম
ফাইব্রিনোলিটিক এনজাইমগুলি (যেমন সেলুলাসগুলি) সেলুলোজের পচনকে ছোট অলিগোস্যাকচারাইডস এবং মনোস্যাকচারাইডগুলিতে অনুঘটক করে সেলুলোজ দ্রবীভূত করে। এই পদ্ধতিতে বায়োডেগ্রেডেশন এবং বায়োমাস রূপান্তর ক্ষেত্রগুলিতে বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে, যদিও এর দ্রবীভূতকরণ প্রক্রিয়া সম্পূর্ণ রাসায়নিক দ্রবীভূত নয়, তবে বায়োক্যাটালাইসিসের মাধ্যমে অর্জন করা হয়।

(3) সেলুলোজ দ্রবীকরণের প্রক্রিয়া

সেলুলোজ দ্রবীভূত করার জন্য বিভিন্ন রিএজেন্টের বিভিন্ন প্রক্রিয়া রয়েছে তবে সাধারণভাবে এগুলি দুটি প্রধান প্রক্রিয়া হিসাবে দায়ী করা যেতে পারে:
হাইড্রোজেন বন্ডের ধ্বংস: প্রতিযোগিতামূলক হাইড্রোজেন বন্ড গঠন বা আয়নিক মিথস্ক্রিয়া মাধ্যমে সেলুলোজ আণবিক চেইনের মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি ধ্বংস করা, এটি দ্রবণীয় করে তোলে।
আণবিক চেইন শিথিলকরণ: সেলুলোজ আণবিক চেইনের নরমতা বৃদ্ধি এবং শারীরিক বা রাসায়নিক উপায়ে আণবিক চেইনের স্ফটিকতা হ্রাস করা, যাতে তারা দ্রাবকগুলিতে দ্রবীভূত হতে পারে।

(4) সেলুলোজ দ্রবীকরণের ব্যবহারিক প্রয়োগ

সেলুলোজ দ্রবীকরণের অনেক ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে:
সেলুলোজ ডেরাইভেটিভসের প্রস্তুতি: সেলুলোজ দ্রবীভূত করার পরে, এটি সেলুলোজ ইথার, সেলুলোজ এস্টার এবং অন্যান্য ডেরাইভেটিভস প্রস্তুত করার জন্য আরও রাসায়নিকভাবে সংশোধন করা যেতে পারে, যা খাদ্য, ওষুধ, আবরণ এবং অন্যান্য ক্ষেত্রগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
সেলুলোজ-ভিত্তিক উপকরণ: দ্রবীভূত সেলুলোজ, সেলুলোজ ন্যানোফাইবারস, সেলুলোজ ঝিল্লি এবং অন্যান্য উপকরণ ব্যবহার করে প্রস্তুত করা যেতে পারে। এই উপকরণগুলির ভাল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং বায়োম্পম্প্যাটিবিলিটি রয়েছে।
বায়োমাস এনার্জি: সেলুলোজ দ্রবীভূত এবং অবনমিত করে, এটি বায়োথানলের মতো জৈব জ্বালানী উত্পাদনের জন্য গাঁজনযোগ্য শর্করাগুলিতে রূপান্তরিত হতে পারে, যা পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির বিকাশ এবং ব্যবহার অর্জনে সহায়তা করে।

সেলুলোজ দ্রবীভূতকরণ একাধিক রাসায়নিক এবং শারীরিক প্রক্রিয়া জড়িত একটি জটিল প্রক্রিয়া। আয়নিক তরল, অ্যামিনো অক্সিড্যান্ট সলিউশনস, এলআইসিএল-ডিএমএসি সিস্টেম, হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড/জিংক ক্লোরাইড সমাধান এবং সেলোলাইটিক এনজাইমগুলি বর্তমানে সেলুলোজ দ্রবীভূত করার জন্য কার্যকর এজেন্ট হিসাবে পরিচিত। প্রতিটি এজেন্টের নিজস্ব অনন্য দ্রবীভূতকরণ প্রক্রিয়া এবং অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্র রয়েছে। সেলুলোজ দ্রবীভূতকরণ প্রক্রিয়াটির গভীরতর অধ্যয়নের সাথে, এটি বিশ্বাস করা হয় যে আরও দক্ষ এবং পরিবেশ বান্ধব দ্রবীভূত পদ্ধতিগুলি বিকাশ করা হবে, সেলুলোজের ব্যবহার এবং বিকাশের জন্য আরও সম্ভাবনা সরবরাহ করে।