සෙලියුලෝස් දිය කරන ප්‍රතික්‍රියාකාරකය කුමක්ද?

සෙලියුලෝස් යනු β-1,4-ග්ලයිකෝසයිඩ් බන්ධන මගින් සම්බන්ධිත ග්ලූකෝස් ඒකක රාශියකින් සමන්විත සංකීර්ණ පොලිසැකරයිඩයකි. එය ශාක සෛල බිත්තිවල ප්‍රධාන අංගය වන අතර ශාක සෛල බිත්තිවලට ශක්තිමත් ව්‍යුහාත්මක ආධාරකයක් සහ තද බවක් ලබා දෙයි. දිගු සෙලියුලෝස් අණුක දාමය සහ ඉහළ ස්ඵටිකතාවයක් හේතුවෙන් එය ශක්තිමත් ස්ථාවරත්වයක් සහ දිය නොවන බව ඇත.

(1) සෙලියුලෝස් වල ගුණ සහ ද්‍රාවණය කිරීමේ අපහසුතා

සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණය අපහසු කරන පහත ගුණාංග ඇත:

ඉහළ ස්ඵටිකතාවයක්: සෙලියුලෝස් අණුක දාම හයිඩ්රජන් බන්ධන සහ වැන් ඩර් වෝල්ස් බලවේග හරහා දැඩි දැලිස් ව්යුහයක් සාදයි.

බහුඅවයවීකරණයේ ඉහළ මට්ටම: සෙලියුලෝස්වල බහුඅවයවීකරණයේ මට්ටම (එනම් අණුක දාමයේ දිග) ඉහළ වන අතර, සාමාන්‍යයෙන් ග්ලූකෝස් ඒකක සිය ගණනක සිට දහස් ගණනක් දක්වා පරාසයක පවතී, එය අණුවේ ස්ථායීතාවය වැඩි කරයි.

හයිඩ්‍රජන් බන්ධන ජාලය: සෙලියුලෝස් අණුක දාම අතර සහ ඇතුළත හයිඩ්‍රජන් බන්ධන බහුලව පවතින අතර, එය සාමාන්‍ය ද්‍රාවක මගින් විනාශ කිරීමට සහ විසුරුවා හැරීමට අපහසු වේ.

(2) සෙලියුලෝස් දිය කරන ප්‍රතික්‍රියාකාරක

දැනට, සෙලියුලෝස් ඵලදායී ලෙස විසුරුවා හැරිය හැකි දන්නා ප්රතික්රියාකාරක ප්රධාන වශයෙන් පහත සඳහන් කාණ්ඩ ඇතුළත් වේ:

1. අයනික දියර

අයනික ද්‍රව යනු කාබනික කැටායන සහ කාබනික හෝ අකාබනික ඇනායන වලින් සමන්විත ද්‍රව වන අතර සාමාන්‍යයෙන් අඩු අස්ථාවරත්වය, ඉහළ තාප ස්ථායීතාවය සහ ඉහළ ගැලපුම් හැකියාව ඇත. සමහර අයනික ද්‍රවවලට සෙලියුලෝස් දිය කළ හැකි අතර ප්‍රධාන යාන්ත්‍රණය වන්නේ සෙලියුලෝස් අණුක දාම අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන බිඳ දැමීමයි. සෙලියුලෝස් විසුරුවා හරින පොදු අයනික ද්රවවලට ඇතුළත් වන්නේ:

1-Butyl-3-methylimidazolium chloride ([BMIM]Cl): මෙම අයනික ද්‍රවය හයිඩ්‍රජන් බන්ධන ප්‍රතිග්‍රාහක හරහා සෙලියුලෝස්හි හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කිරීමෙන් සෙලියුලෝස් දිය කරයි.

1-එතිල්-3-මෙතිලිමිඩසෝලියම් ඇසිටේට් ([EMIM][Ac]): මෙම අයනික ද්‍රවයට සාපේක්ෂව මෘදු තත්ව යටතේ සෙලියුලෝස් ඉහළ සාන්ද්‍රණය දිය කළ හැක.

2. ඇමයින් ඔක්සිකාරක ද්‍රාවණය
ඩයිතිලමයින් (DEA) සහ තඹ ක්ලෝරයිඩ් මිශ්‍ර ද්‍රාවණයක් වැනි ඇමයින් ඔක්සිකාරක ද්‍රාවණය [Cu(II)-ඇමෝනියම් ද්‍රාවණය] ලෙස හැඳින්වේ, එය සෙලියුලෝස් දිය කළ හැකි ප්‍රබල ද්‍රාවක පද්ධතියකි. එය ඔක්සිකරණය සහ හයිඩ්‍රජන් බන්ධනය හරහා සෙලියුලෝස්වල ස්ඵටික ව්‍යුහය විනාශ කරයි, සෙලියුලෝස් අණුක දාමය මෘදු හා වඩා ද්‍රාව්‍ය කරයි.

3. Lithium chloride-dimethylacetamide (LiCl-DMAc) පද්ධතිය
LiCl-DMAc (lithium chloride-dimethylacetamide) පද්ධතිය සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීමේ සම්භාව්‍ය ක්‍රමවලින් එකකි. LiCl හට හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සඳහා තරඟයක් ඇති කළ හැකි අතර එමඟින් සෙලියුලෝස් අණු අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන ජාලය විනාශ කරන අතර DMAc ද්‍රාවකයක් ලෙස සෙලියුලෝස් අණුක දාමය සමඟ හොඳින් අන්තර් ක්‍රියා කළ හැකිය.

4. හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය/සින්ක් ක්ලෝරයිඩ් ද්‍රාවණය
හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය/සින්ක් ක්ලෝරයිඩ් ද්‍රාවණය යනු සෙලියුලෝස් දිය කළ හැකි ඉක්මනින් සොයාගත් ප්‍රතික්‍රියාකාරකයකි. සින්ක් ක්ලෝරයිඩ් සහ සෙලියුලෝස් අණුක දාම අතර සම්බන්ධීකරණ බලපෑමක් ඇති කිරීමෙන් සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණය කළ හැකි අතර හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය සෙලියුලෝස් අණු අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන විනාශ කරයි. කෙසේ වෙතත්, මෙම විසඳුම උපකරණ සඳහා බෙහෙවින් විඛාදනයට ලක් වන අතර ප්රායෝගික යෙදුම්වල සීමා වේ.

5. Fibrinolytic එන්සයිම
ෆයිබ්‍රිනොලයිටික් එන්සයිම (සෙලියුලේස් වැනි) සෙලියුලෝස් කුඩා ඔලිගොසැකරයිඩ සහ මොනොසැකරයිඩ බවට වියෝජනය කිරීම උත්ප්‍රේරණය කිරීමෙන් සෙලියුලෝස් දිය කරයි. මෙම ක්‍රමය ජෛව හායනය සහ ජෛව ස්කන්ධ පරිවර්තනය යන ක්ෂේත්‍රවල පුළුල් පරාසයක යෙදීම් ඇත, නමුත් එහි විසුරුවා හැරීමේ ක්‍රියාවලිය සම්පූර්ණයෙන්ම රසායනික ද්‍රාවණයක් නොවන නමුත් ජෛව උත්ප්‍රේරණය හරහා සාක්ෂාත් කර ගනී.

(3) සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීමේ යාන්ත්රණය

සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීම සඳහා විවිධ ප්‍රතික්‍රියාකාරක විවිධ යාන්ත්‍රණ ඇත, නමුත් පොදුවේ ඒවා ප්‍රධාන යාන්ත්‍රණ දෙකකට ආරෝපණය කළ හැකිය:
හයිඩ්‍රජන් බන්ධන විනාශ කිරීම: තරඟකාරී හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සෑදීම හෝ අයනික අන්තර්ක්‍රියා මගින් සෙලියුලෝස් අණුක දාම අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන විනාශ කිරීම, එය ද්‍රාව්‍ය කිරීම.
අණුක දාම ලිහිල් කිරීම: සෙලියුලෝස් අණුක දාමවල මෘදු බව වැඩි කිරීම සහ භෞතික හෝ රසායනික ක්‍රම මගින් අණුක දාමවල ස්ඵටික බව අඩු කිරීම, එවිට ඒවා ද්‍රාවකවල දිය කළ හැක.

(4) සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීමේ ප්‍රායෝගික යෙදුම්

සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීම බොහෝ ක්ෂේත්‍රවල වැදගත් යෙදුම් ඇත:
සෙලියුලෝස් ව්‍යුත්පන්න සකස් කිරීම: සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීමෙන් පසු, එය තවදුරටත් රසායනිකව වෙනස් කර ආහාර, ඖෂධ, ආලේපන සහ වෙනත් ක්ෂේත්‍රවල බහුලව භාවිතා වන සෙලියුලෝස් ඊතර්, සෙලියුලෝස් එස්ටර සහ අනෙකුත් ව්‍යුත්පන්නයන් සකස් කිරීමට හැකිය.
සෙලියුලෝස් මත පදනම් වූ ද්‍රව්‍ය: ද්‍රාවිත සෙලියුලෝස්, සෙලියුලෝස් නැනෝ තන්තු, සෙලියුලෝස් පටල සහ අනෙකුත් ද්‍රව්‍ය භාවිතයෙන් සකස් කළ හැක. මෙම ද්රව්ය හොඳ යාන්ත්රික ගුණ සහ ජෛව අනුකූලතාව ඇත.
ජෛව ස්කන්ධ ශක්තිය: සෙලියුලෝස් දියකර හා හායනය කිරීමෙන්, එය පුනර්ජනනීය බලශක්ති සංවර්ධනය හා භාවිතය සාක්ෂාත් කර ගැනීමට උපකාරී වන ජෛව එතනෝල් වැනි ජෛව ඉන්ධන නිෂ්පාදනය සඳහා පැසවිය හැකි සීනි බවට පරිවර්තනය කළ හැකිය.

සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීම බහු රසායනික හා භෞතික යාන්ත්‍රණ ඇතුළත් සංකීර්ණ ක්‍රියාවලියකි. අයනික ද්‍රව, ඇමයිනෝ ඔක්සිකාරක ද්‍රාවණ, LiCl-DMAc පද්ධති, හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය/සින්ක් ක්ලෝරයිඩ් ද්‍රාවණ සහ සෙලෝලිටික් එන්සයිම දැනට සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණය කිරීමේ ඵලදායි කාරකයන් ලෙස හඳුන්වයි. සෑම නියෝජිතයෙකුටම තමන්ගේම අද්විතීය විසර්ජන යාන්ත්‍රණයක් සහ යෙදුම් ක්ෂේත්‍රයක් ඇත. සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීමේ යාන්ත්‍රණය ගැඹුරින් අධ්‍යයනය කිරීමත් සමඟ, සෙලියුලෝස් භාවිතය සහ සංවර්ධනය සඳහා වැඩි ඉඩක් ලබා දෙමින් වඩාත් කාර්යක්ෂම හා පරිසර හිතකාමී ද්‍රාවණ ක්‍රම දියුණු කරනු ඇතැයි විශ්වාස කෙරේ.