සෙලියුලෝස් දිය කරන ප්‍රතික්‍රියකය කුමක්ද?

සෙලියුලෝස් යනු β-1,4-ග්ලයිකෝසිඩික් බන්ධන මගින් සම්බන්ධ වූ බොහෝ ග්ලූකෝස් ඒකක වලින් 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 ස්ඵටිකතාව නිසා, එය ශක්තිමත් ස්ථායිතාවයක් සහ දිය නොවන බවක් ඇත.

(1) සෙලියුලෝස් වල ගුණ සහ දියවීමේ අපහසුතාව

සෙලියුලෝස් දියවීම අපහසු කරන පහත ගුණාංග ඇත:

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

ඉහළ බහුඅවයවීකරණ මට්ටම: සෙලියුලෝස් වල බහුඅවයවීකරණ මට්ටම (එනම් අණුක දාමයේ දිග) ඉහළ මට්ටමක පවතින අතර එය සාමාන්‍යයෙන් ග්ලූකෝස් ඒකක සිය ගණනක සිට දහස් ගණනක් දක්වා පරාසයක පවතින අතර එමඟින් අණුවේ ස්ථායිතාව වැඩි වේ.

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

(2) සෙලියුලෝස් දිය කරන ප්‍රතික්‍රියාකාරක

වර්තමානයේ, සෙලියුලෝස් ඵලදායී ලෙස විසුරුවා හැරිය හැකි දන්නා ප්‍රතික්‍රියාකාරකවලට ප්‍රධාන වශයෙන් පහත කාණ්ඩ ඇතුළත් වේ:

1. අයනික ද්‍රව

අයනික ද්‍රව යනු කාබනික කැටායන සහ කාබනික හෝ අකාබනික ඇනායන වලින් සමන්විත ද්‍රව වන අතර, සාමාන්‍යයෙන් අඩු අස්ථාවරත්වයක්, ඉහළ තාප ස්ථායිතාවයක් සහ ඉහළ ගැලපීමේ හැකියාවක් ඇත. සමහර අයනික ද්‍රවවලට සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරිය හැකි අතර, ප්‍රධාන යාන්ත්‍රණය වන්නේ සෙලියුලෝස් අණුක දාම අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන බිඳ දැමීමයි. සෙලියුලෝස් විසුරුවා හරින පොදු අයනික ද්‍රවවලට ඇතුළත් වන්නේ:

1-බියුටයිල්-3-මෙතිලිමිඩසෝලියම් ක්ලෝරයිඩ් ([BMIM]Cl): මෙම අයනික ද්‍රවය, හයිඩ්‍රජන් බන්ධන ප්‍රතිග්‍රාහක හරහා සෙලියුලෝස් හි හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කිරීමෙන් සෙලියුලෝස් දිය කරයි.

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

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

3. ලිතියම් ක්ලෝරයිඩ්-ඩයිමෙතිලැසිටමයිඩ් (LiCl-DMAc) පද්ධතිය
LiCl-DMAc (ලිතියම් ක්ලෝරයිඩ්-ඩයිමෙතිලැසිටමයිඩ්) පද්ධතිය සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීමේ සම්භාව්‍ය ක්‍රමවලින් එකකි. LiCl හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සඳහා තරඟයක් ඇති කළ හැකි අතර එමඟින් සෙලියුලෝස් අණු අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන ජාලය විනාශ කරන අතර, ද්‍රාවකයක් ලෙස DMAc සෙලියුලෝස් අණුක දාමය සමඟ හොඳින් අන්තර්ක්‍රියා කළ හැකිය.

4. හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය/සින්ක් ක්ලෝරයිඩ් ද්‍රාවණය
හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය/සින්ක් ක්ලෝරයිඩ් ද්‍රාවණය යනු සෙලියුලෝස් දිය කළ හැකි මුල් කාලීනව සොයාගත් ප්‍රතික්‍රියාකාරකයකි. සින්ක් ක්ලෝරයිඩ් සහ සෙලියුලෝස් අණුක දාම අතර සම්බන්ධීකරණ බලපෑමක් ඇති කිරීමෙන් සහ සෙලියුලෝස් අණු අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන විනාශ කරන හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය මගින් සෙලියුලෝස් දිය කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, මෙම ද්‍රාවණය උපකරණවලට බෙහෙවින් විඛාදනයට ලක්වන අතර ප්‍රායෝගික යෙදීම් වලදී සීමිතය.

5. ෆයිබ්‍රිනොලයිටික් එන්සයිම
ෆයිබ්‍රිනොලයිටික් එන්සයිම (සෙලියුලේස් වැනි) සෙලියුලෝස් කුඩා ඔලිගෝසැකරයිඩ සහ මොනොසැකරයිඩ බවට වියෝජනය උත්ප්‍රේරණය කිරීමෙන් සෙලියුලෝස් විසුරුවා හරියි. මෙම ක්‍රමය ජෛව හායනය සහ ජෛව ස්කන්ධ පරිවර්තනය යන ක්ෂේත්‍රවල පුළුල් පරාසයක යෙදීම් ඇත, නමුත් එහි ද්‍රාවණ ක්‍රියාවලිය සම්පූර්ණයෙන්ම රසායනික ද්‍රාවණයක් නොවන නමුත් ජෛව උත්ප්‍රේරණය හරහා සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ.

(3) සෙලියුලෝස් දියවීමේ යාන්ත්‍රණය

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

(4) සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණයේ ප්‍රායෝගික යෙදුම්

සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීම බොහෝ ක්ෂේත්‍රවල වැදගත් යෙදුම් ඇත:
සෙලියුලෝස් ව්‍යුත්පන්න සකස් කිරීම: සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැරීමෙන් පසු, එය තවදුරටත් රසායනිකව වෙනස් කර සෙලියුලෝස් ඊතර්, සෙලියුලෝස් එස්ටර සහ අනෙකුත් ව්‍යුත්පන්න සකස් කළ හැකි අතර ඒවා ආහාර, ඖෂධ, ආලේපන සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්‍රවල බහුලව භාවිතා වේ.
සෙලියුලෝස් පාදක ද්‍රව්‍ය: දියවන ලද සෙලියුලෝස්, සෙලියුලෝස් නැනෝ තන්තු, සෙලියුලෝස් පටල සහ අනෙකුත් ද්‍රව්‍ය භාවිතා කරමින් සකස් කළ හැක. මෙම ද්‍රව්‍ය හොඳ යාන්ත්‍රික ගුණ සහ ජෛව අනුකූලතාවයක් ඇත.
ජෛව ස්කන්ධ ශක්තිය: සෙලියුලෝස් විසුරුවා හැර හායනය කිරීමෙන්, එය ජෛව එතනෝල් වැනි ජෛව ඉන්ධන නිෂ්පාදනය සඳහා පැසවිය හැකි සීනි බවට පරිවර්තනය කළ හැකි අතර එමඟින් පුනර්ජනනීය බලශක්තිය සංවර්ධනය කිරීම හා භාවිතය සාක්ෂාත් කර ගැනීමට උපකාරී වේ.

සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණය යනු බහු රසායනික හා භෞතික යාන්ත්‍රණ ඇතුළත් සංකීර්ණ ක්‍රියාවලියකි. අයනික ද්‍රව, ඇමයිනෝ ඔක්සිකාරක ද්‍රාවණ, LiCl-DMAc පද්ධති, හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය/සින්ක් ක්ලෝරයිඩ් ද්‍රාවණ සහ සෙලියොලිටික් එන්සයිම වර්තමානයේ සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණය සඳහා ඵලදායී කාරක ලෙස ප්‍රසිද්ධය. සෑම කාරකයකටම තමන්ගේම අද්විතීය ද්‍රාවණ යාන්ත්‍රණයක් සහ යෙදුම් ක්ෂේත්‍රයක් ඇත. සෙලියුලෝස් ද්‍රාවණ යාන්ත්‍රණය පිළිබඳ ගැඹුරු අධ්‍යයනයක් සමඟ, සෙලියුලෝස් භාවිතය සහ සංවර්ධනය සඳහා වැඩි හැකියාවන් ලබා දෙමින් වඩාත් කාර්යක්ෂම හා පරිසර හිතකාමී ද්‍රාවණ ක්‍රම සංවර්ධනය කරනු ඇතැයි විශ්වාස කෙරේ.