اهو ڪهڙو ري ايجنٽ آهي جيڪو سيلولوز کي ڳاري ٿو؟

سيلولوز هڪ پيچيده پوليسيڪرائڊ آهي جيڪو β-1,4-گلائڪوسائيڊڪ بانڊز سان ڳنڍيل ڪيترن ئي گلوڪوز يونٽن تي مشتمل آهي. اهو ٻوٽن جي سيل ڀتين جو مکيه جزو آهي ۽ ٻوٽن جي سيل ڀتين کي مضبوط ساخت جي مدد ۽ سختي ڏئي ٿو. ڊگهي سيلولوز ماليڪيولر زنجير ۽ اعلي ڪرسٽل جي ڪري، ان ۾ مضبوط استحڪام ۽ ناقابل حليت آهي.

(1) سيلولوز جون خاصيتون ۽ ڳرڻ ۾ ڏکيائي

سيلولوز ۾ هيٺيون خاصيتون آهن جيڪي ان کي حل ڪرڻ ڏکيو بڻائين ٿيون:

اعليٰ ڪرسٽلنيٽي: سيلولوز ماليڪيولر زنجير هائيڊروجن بانڊ ۽ وان ڊير والز قوتن ذريعي هڪ تنگ جالي جي جوڙجڪ ٺاهيندا آهن.

پوليمرائيزيشن جو اعليٰ درجو: سيلولوز جي پوليمرائيزيشن جو درجو (يعني ماليڪيولر زنجير جي ڊيگهه) وڌيڪ آهي، عام طور تي سوين کان هزارين گلوڪوز يونٽن تائين، جيڪو ماليڪيول جي استحڪام کي وڌائي ٿو.

هائيڊروجن بانڊ نيٽ ورڪ: هائيڊروجن بانڊ سيلولوز ماليڪيولر زنجيرن جي وچ ۾ ۽ اندر وڏي پيماني تي موجود هوندا آهن، جنهن جي ڪري عام محلولن ذريعي انهن کي تباهه ڪرڻ ۽ حل ڪرڻ ڏکيو ٿي پوندو آهي.

(2) ري ايجنٽ جيڪي سيلولوز کي حل ڪن ٿا

في الحال، سڃاتل ريجنٽس جيڪي سيلولوز کي مؤثر طريقي سان حل ڪري سگهن ٿا، انهن ۾ بنيادي طور تي هيٺيان درجا شامل آهن:

1. آئنڪ مائع

آئنڪ مائعات نامياتي ڪيشن ۽ نامياتي يا غير نامياتي اينائنز مان ٺهيل مائعات آهن، عام طور تي گهٽ اتار چڙهاؤ، اعلي حرارتي استحڪام ۽ اعلي ترتيب ڏيڻ جي صلاحيت سان. ڪجهه آئنڪ مائعات سيلولوز کي ٽوڙي سگهن ٿا، ۽ مکيه ميڪانيزم سيلولوز ماليڪيولر زنجيرن جي وچ ۾ هائيڊروجن بانڊ کي ٽوڙڻ آهي. عام آئنڪ مائع جيڪي سيلولوز کي ٽوڙيندا آهن انهن ۾ شامل آهن:

1-بائيٽل-3-ميٿيليميڊازوليم ڪلورائڊ ([BMIM]Cl): هي آئنڪ مائع هائيڊروجن بانڊ قبول ڪندڙن ذريعي سيلولوز ۾ هائيڊروجن بانڊ سان رابطي ذريعي سيلولوز کي ڦهلائي ٿو.

1-ايٿيل-3-ميٿيليميڊازوليم ايسٽيٽ ([EMIM][Ac]): هي آئنڪ مائع نسبتاً نرم حالتن ۾ سيلولوز جي وڏي مقدار کي حل ڪري سگهي ٿو.

2. امائن آڪسائيڊنٽ محلول
امائن آڪسائيڊنٽ محلول جهڙوڪ ڊائيٿيلامائن (DEA) ۽ ڪاپر ڪلورائڊ جو مخلوط محلول [Cu(II)-امونيم محلول] سڏجي ٿو، جيڪو هڪ مضبوط محلول نظام آهي جيڪو سيلولوز کي ڦهلائي سگهي ٿو. اهو آڪسائيڊيشن ۽ هائيڊروجن بانڊنگ ذريعي سيلولوز جي ڪرسٽل ڍانچي کي تباهه ڪري ٿو، سيلولوز جي ماليڪيولر زنجير کي نرم ۽ وڌيڪ حل ٿيندڙ بڻائي ٿو.

3. ليٿيم ڪلورائڊ-ڊائيميٿيليسيٽامائيڊ (LiCl-DMAc) سسٽم
LiCl-DMAc (ليٿيم ڪلورائڊ-ڊائيميٿيليسيٽامائيڊ) سسٽم سيلولوز کي ٽوڙڻ لاءِ ڪلاسيڪل طريقن مان هڪ آهي. LiCl هائيڊروجن بانڊز لاءِ مقابلو ٺاهي سگهي ٿو، ان ڪري سيلولوز ماليڪيولز جي وچ ۾ هائيڊروجن بانڊ نيٽ ورڪ کي تباهه ڪري ٿو، جڏهن ته DMAc هڪ محلول جي طور تي سيلولوز ماليڪيولر زنجير سان سٺي نموني سان رابطو ڪري سگهي ٿو.

4. هائيڊروڪلورڪ ايسڊ/زنڪ ڪلورائڊ جو محلول
هائيڊروڪلورڪ ايسڊ/زنڪ ڪلورائڊ محلول هڪ ابتدائي دريافت ٿيل ري ايجنٽ آهي جيڪو سيلولوز کي ٽوڙي سگهي ٿو. اهو زنڪ ڪلورائڊ ۽ سيلولوز ماليڪيولر زنجيرن جي وچ ۾ ڪوآرڊينيشن اثر ٺاهي سيلولوز کي ٽوڙي سگهي ٿو، ۽ هائيڊروڪلورڪ ايسڊ سيلولوز ماليڪيولن جي وچ ۾ هائيڊروجن بانڊ کي تباهه ڪري ٿو. بهرحال، هي محلول سامان لاءِ تمام گهڻو خراب ڪندڙ آهي ۽ عملي ايپليڪيشنن ۾ محدود آهي.

5. فائبرينوليٽڪ اينزائمز
فائبرينوليٽڪ اينزائمز (جهڙوڪ سيلوليز) سيلولوز جي خراب ٿيڻ کي ننڍڙن اوليگوساڪرائڊس ۽ مونوسڪرائڊس ۾ ڪيٽيلائيز ڪندي سيلولوز کي ٽوڙيندا آهن. هن طريقي ۾ بايوڊيگريڊيشن ۽ بايوماس ڪنورشن جي شعبن ۾ ايپليڪيشنن جو هڪ وسيع سلسلو آهي، جيتوڻيڪ ان جي تحليل جو عمل مڪمل طور تي ڪيميائي تحليل نه آهي، پر بايوڪيٽيليسس ذريعي حاصل ڪيو ويندو آهي.

(3) سيلولوز جي تحليل جو طريقو

مختلف ريجينٽس ۾ سيلولوز کي ٽوڙڻ لاءِ مختلف طريقا هوندا آهن، پر عام طور تي انهن کي ٻن مکيه طريقن سان منسوب ڪري سگهجي ٿو:
هائيڊروجن بانڊن جي تباهي: مقابلي واري هائيڊروجن بانڊ ٺهڻ يا آئنڪ رابطي ذريعي سيلولوز ماليڪيولر زنجيرن جي وچ ۾ هائيڊروجن بانڊن کي تباهه ڪرڻ، ان کي حل ڪرڻ.
ماليڪيولر چين ريليڪسيشن: سيلولوز ماليڪيولر زنجيرن جي نرمي کي وڌائڻ ۽ جسماني يا ڪيميائي طريقن سان ماليڪيولر زنجيرن جي ڪرسٽلينٽي کي گهٽائڻ، ته جيئن انهن کي محلولن ۾ حل ڪري سگهجي.

(4) سيلولوز جي تحليل جا عملي استعمال

سيلولوز جي تحليل جا ڪيترن ئي شعبن ۾ اهم استعمال آهن:
سيلولوز ڊيريويٽوز جي تياري: سيلولوز کي حل ڪرڻ کان پوءِ، ان کي وڌيڪ ڪيميائي طور تي تبديل ڪري سيلولوز ايٿرز، سيلولوز ايسٽرز ۽ ٻيا ڊيريويٽو تيار ڪري سگهجي ٿو، جيڪي کاڌي، دوائن، ڪوٽنگ ۽ ٻين شعبن ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿين ٿا.
سيلولوز تي ٻڌل مواد: حل ٿيل سيلولوز، سيلولوز نانو فائبر، سيلولوز جھلي ۽ ٻيا مواد تيار ڪري سگهجن ٿا. انهن مواد ۾ سٺيون مشيني خاصيتون ۽ بايو مطابقت آهي.
بايو ماس توانائي: سيلولوز کي ڳارڻ ۽ خراب ڪرڻ سان، ان کي بايو ايندھن جهڙوڪ بايو ايٿانول جي پيداوار لاءِ خمير ٿيندڙ شگر ۾ تبديل ڪري سگهجي ٿو، جيڪو قابل تجديد توانائي جي ترقي ۽ استعمال کي حاصل ڪرڻ ۾ مدد ڪري ٿو.

سيلولوز جي تحليل هڪ پيچيده عمل آهي جنهن ۾ ڪيترائي ڪيميائي ۽ جسماني طريقا شامل آهن. آئنڪ مائع، امينو آڪسائيڊنٽ حل، LiCl-DMAc سسٽم، هائيڊروڪلورڪ ايسڊ/زنڪ ڪلورائڊ حل ۽ سيلوليٽڪ اينزائمز هن وقت سيلولوز کي تحليل ڪرڻ لاءِ اثرائتي ايجنٽ طور سڃاتا وڃن ٿا. هر ايجنٽ جو پنهنجو منفرد تحليل ميڪانيزم ۽ ايپليڪيشن فيلڊ آهي. سيلولوز جي تحليل ميڪانيزم جي گهري مطالعي سان، اهو يقين آهي ته وڌيڪ ڪارآمد ۽ ماحول دوست تحليل طريقا ترقي ڪيا ويندا، جيڪي سيلولوز جي استعمال ۽ ترقي لاءِ وڌيڪ امڪان فراهم ڪندا.