செல்லுலோஸைக் கரைக்கும் மறுஉருவாக்கம் என்ன?

செல்லுலோஸ் என்பது β-1,4-கிளைகோசிடிக் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்ட பல குளுக்கோஸ் அலகுகளைக் கொண்ட ஒரு சிக்கலான பாலிசாக்கரைடு ஆகும். இது தாவர செல் சுவர்களின் முக்கிய அங்கமாகும் மற்றும் தாவர செல் சுவர்களுக்கு வலுவான கட்டமைப்பு ஆதரவு மற்றும் கடினத்தன்மையை அளிக்கிறது. நீண்ட செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலி மற்றும் உயர் படிகத்தன்மை காரணமாக, இது வலுவான ஸ்திரத்தன்மையையும் சீரற்ற தன்மையையும் கொண்டுள்ளது.

(1) செல்லுலோஸின் பண்புகள் மற்றும் கரைப்பதில் சிரமம்

செல்லுலோஸுக்கு பின்வரும் பண்புகள் உள்ளன, அவை கரைப்பது கடினம்:

உயர் படிகத்தன்மை: செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலிகள் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் மற்றும் வான் டெர் வால்ஸ் சக்திகள் மூலம் இறுக்கமான லட்டு கட்டமைப்பை உருவாக்குகின்றன.

அதிக அளவு பாலிமரைசேஷன்: செல்லுலோஸின் பாலிமரைசேஷனின் அளவு (அதாவது மூலக்கூறு சங்கிலியின் நீளம்) அதிகமாக உள்ளது, பொதுவாக நூற்றுக்கணக்கான முதல் ஆயிரக்கணக்கான குளுக்கோஸ் அலகுகள் வரை இருக்கும், இது மூலக்கூறின் நிலைத்தன்மையை அதிகரிக்கிறது.

ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு நெட்வொர்க்: செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலிகளுக்கு இடையில் மற்றும் அதற்குள் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் பரவலாக உள்ளன, இதனால் பொது கரைப்பான்களால் அழிக்கப்பட்டு கலைக்கப்படுவது கடினம்.

(2) செல்லுலோஸைக் கரைக்கும் உலைகள்

தற்போது, ​​செல்லுலோஸை திறம்பட கரைக்கக்கூடிய அறியப்பட்ட உலைகள் முக்கியமாக பின்வரும் வகைகளை உள்ளடக்குகின்றன:

1. அயனி திரவங்கள்

அயனி திரவங்கள் கரிம கேஷன்ஸ் மற்றும் கரிம அல்லது கனிம அனான்களால் ஆன திரவங்கள், பொதுவாக குறைந்த ஏற்ற இறக்கம், அதிக வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் அதிக சரிசெய்தல் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன. சில அயனி திரவங்கள் செல்லுலோஸைக் கரைக்கக்கூடும், மேலும் செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலிகளுக்கு இடையிலான ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உடைப்பதே முக்கிய வழிமுறையாகும். செல்லுலோஸைக் கரைக்கும் பொதுவான அயனி திரவங்கள் பின்வருமாறு:

1-பியூட்டில் -3-மெத்திலிமிடாசோலியம் குளோரைடு ([பிஎம்ஐஎம்] சி.எல்): இந்த அயனி திரவம் செல்லுலோஸை ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு ஏற்பிகள் மூலம் செல்லுலோஸில் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளுடன் தொடர்புகொள்வதன் மூலம் கலலுலோஸைக் கரைக்கிறது.

1-எத்தில் -3-மெத்திலிமிடாசோலியம் அசிடேட் ([எலிம்] [ஏசி]): இந்த அயனி திரவம் ஒப்பீட்டளவில் லேசான நிலைமைகளின் கீழ் செல்லுலோஸின் அதிக செறிவுகளை கரைக்கும்.

2. அமீன் ஆக்ஸிஜனேற்ற தீர்வு
டைதிலமைன் (டி.இ.ஏ) மற்றும் செப்பு குளோரைட்டின் கலப்பு தீர்வு போன்ற அமீன் ஆக்ஸிஜனேற்ற தீர்வு [Cu (II) -AMMONIUM கரைசல்] என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது செல்லுலோஸைக் கரைக்கக்கூடிய வலுவான கரைப்பான் அமைப்பாகும். இது ஆக்ஸிஜனேற்றம் மற்றும் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு மூலம் செல்லுலோஸின் படிக கட்டமைப்பை அழிக்கிறது, இது செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலியை மென்மையாகவும், கரையக்கூடியதாகவும் ஆக்குகிறது.

3. லித்தியம் குளோரைடு-டைமெதிலாசெட்டமைடு (LICL-DMAC) அமைப்பு
செல்லுலோஸைக் கரைப்பதற்கான உன்னதமான முறைகளில் லித்தியம்-டிஎம்ஏசி (லித்தியம் குளோரைடு-டைமெதிலாசெட்டமைடு) அமைப்பு ஒன்றாகும். எல்.ஐ.சி.எல் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளுக்கான போட்டியை உருவாக்க முடியும், இதன் மூலம் செல்லுலோஸ் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு வலையமைப்பை அழிக்கிறது, அதே நேரத்தில் டி.எம்.ஏ.சி ஒரு கரைப்பான் செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலியுடன் நன்கு தொடர்பு கொள்ள முடியும்.

4. ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம்/துத்தநாக குளோரைடு கரைசல்
ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம்/துத்தநாக குளோரைடு கரைசல் என்பது செல்லுலோஸைக் கரைக்கக்கூடிய ஒரு ஆரம்ப கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மறுஉருவாக்கமாகும். இது துத்தநாக குளோரைடு மற்றும் செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலிகளுக்கு இடையில் ஒரு ஒருங்கிணைப்பு விளைவை உருவாக்குவதன் மூலம் செல்லுலோஸைக் கரைக்கும், மற்றும் செல்லுலோஸ் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை அழிக்கும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம். இருப்பினும், இந்த தீர்வு உபகரணங்களுக்கு மிகவும் அரிக்கும் மற்றும் நடைமுறை பயன்பாடுகளில் மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது.

5. ஃபைப்ரினோலிடிக் என்சைம்கள்
ஃபைப்ரினோலிடிக் என்சைம்கள் (செல்லுலேஸ்கள் போன்றவை) செல்லுலோஸை சிறிய ஒலிகோசாக்கரைடுகள் மற்றும் மோனோசாக்கரைடுகளாக மாற்றியமைப்பதன் மூலம் செல்லுலோஸைக் கரைக்கின்றன. இந்த முறை மக்கும் மற்றும் உயிரி மாற்றும் துறைகளில் பரவலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது, இருப்பினும் அதன் கலைப்பு செயல்முறை முற்றிலும் வேதியியல் கலைப்பு அல்ல, ஆனால் உயிரியக்கவியல் மூலம் அடையப்படுகிறது.

(3) செல்லுலோஸ் கலைப்பின் வழிமுறை

செல்லுலோஸைக் கரைப்பதற்கு வெவ்வேறு உலைகள் வெவ்வேறு வழிமுறைகளைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் பொதுவாக அவை இரண்டு முக்கிய வழிமுறைகளுக்கு காரணமாக இருக்கலாம்:
ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளின் அழிவு: செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலிகளுக்கு இடையிலான ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை போட்டி ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு உருவாக்கம் அல்லது அயனி தொடர்பு மூலம் அழித்தல், அது கரையக்கூடியதாக இருக்கும்.
மூலக்கூறு சங்கிலி தளர்வு: செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலிகளின் மென்மையை அதிகரித்தல் மற்றும் உடல் அல்லது வேதியியல் வழிமுறைகள் மூலம் மூலக்கூறு சங்கிலிகளின் படிகத்தன்மையைக் குறைத்தல், இதனால் அவை கரைப்பான்களில் கரைக்கப்படலாம்.

(4) செல்லுலோஸ் கலைப்பின் நடைமுறை பயன்பாடுகள்

செல்லுலோஸ் கலைப்பு பல துறைகளில் முக்கியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது:
செல்லுலோஸ் வழித்தோன்றல்களைத் தயாரித்தல்: செல்லுலோஸைக் கரைத்த பிறகு, செல்லுலோஸ் ஈத்தர்கள், செல்லுலோஸ் எஸ்டர்கள் மற்றும் பிற வழித்தோன்றல்களைத் தயாரிக்க இது மேலும் வேதியியல் ரீதியாக மாற்றியமைக்கப்படலாம், அவை உணவு, மருத்துவம், பூச்சுகள் மற்றும் பிற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
செல்லுலோஸ் அடிப்படையிலான பொருட்கள்: கரைந்த செல்லுலோஸ், செல்லுலோஸ் நானோ ஃபைபர்கள், செல்லுலோஸ் சவ்வுகள் மற்றும் பிற பொருட்களைப் பயன்படுத்துதல் தயாரிக்கலாம். இந்த பொருட்கள் நல்ல இயந்திர பண்புகள் மற்றும் உயிர் இணக்கத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன.
பயோமாஸ் எனர்ஜி: செல்லுலோஸைக் கரைத்து சிதைப்பதன் மூலம், பயோஎத்தனால் போன்ற உயிரி எரிபொருட்களின் உற்பத்திக்கு இது நொதித்தல் சர்க்கரைகளாக மாற்றப்படலாம், இது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலின் வளர்ச்சி மற்றும் பயன்பாட்டை அடைய உதவுகிறது.

செல்லுலோஸ் கலைப்பு என்பது பல வேதியியல் மற்றும் உடல் வழிமுறைகளை உள்ளடக்கிய ஒரு சிக்கலான செயல்முறையாகும். அயனி திரவங்கள், அமினோ ஆக்ஸிஜனேற்ற தீர்வுகள், எல்.ஐ.சி.எல்-டி.எம்.ஏ.சி அமைப்புகள், ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம்/துத்தநாக குளோரைடு கரைசல்கள் மற்றும் செலோலிடிக் என்சைம்கள் தற்போது செல்லுலோஸைக் கரைப்பதற்கான பயனுள்ள முகவர்களாக அறியப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு முகவருக்கும் அதன் தனித்துவமான கலைப்பு வழிமுறை மற்றும் பயன்பாட்டு புலம் உள்ளது. செல்லுலோஸ் கலைப்பு பொறிமுறையின் ஆழமான ஆய்வின் மூலம், மிகவும் திறமையான மற்றும் சுற்றுச்சூழல் நட்பு கலைப்பு முறைகள் உருவாக்கப்படும் என்று நம்பப்படுகிறது, இது செல்லுலோஸின் பயன்பாடு மற்றும் மேம்பாட்டுக்கு அதிக சாத்தியங்களை வழங்குகிறது.