క్యుషు విశ్వవిద్యాలయంలోని పరిశోధకులు సంక్లిష్టమైన పాలీశాకరైడ్‌లను సాధారణ మోనోశాకరైడ్‌లుగా మార్చడానికి ఉత్ప్రేరకం మరియు మైక్రోవేవ్ ప్రవాహ ప్రతిచర్యను మిళితం చేసే పరికరాన్ని అభివృద్ధి చేశారు. పరికరం నిరంతర-ప్రవాహ జలవిశ్లేషణ ప్రక్రియను ఉపయోగించుకుంటుంది, ఇక్కడ సెల్లోబయోస్ — రెండు గ్లూకోజ్ అణువుల నుండి తయారైన డైసాకరైడ్ — మైక్రోవేవ్‌లను ఉపయోగించి వేడి చేయబడిన సల్ఫోనేటెడ్ కార్బన్ ఉత్ప్రేరకం ద్వారా పంపబడుతుంది. తదుపరి రసాయన చర్య సెల్లోబయోస్‌ను గ్లూకోజ్‌గా విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది. వారి ఫలితాలు జర్నల్‌లో ప్రచురించబడ్డాయి ACS సస్టైనబుల్ కెమిస్ట్రీ & ఇంజనీరింగ్.
బయోమాస్‌ను ఉపయోగకరమైన వనరులుగా మార్చడం దశాబ్దాలుగా శాస్త్రీయ పరిశోధనలో ఉంది. బయోమాస్ పాలిసాకరైడ్‌లు, లాంగ్-చైన్ కాంప్లెక్స్ చక్కెరలు ప్రకృతిలో సర్వవ్యాప్తి చెందుతాయి, ఇవి సమర్థవంతమైన మార్పిడికి మరింత ఆశాజనకమైన పదార్ధాలలో ఒకటిగా పరిగణించబడతాయి, ఎందుకంటే వాటిని సాధారణ చక్కెరలుగా మార్చవచ్చు, వీటిని ఆహారం, ఔషధాలు మరియు రసాయనాలలో ఉపయోగించవచ్చు. సంశ్లేషణ.
జలవిశ్లేషణ అనేది లాంగ్ చైన్ చక్కెరలను సాధారణ చక్కెరలుగా మార్చే అత్యంత సమర్థవంతమైన రసాయన ప్రతిచర్యలలో ఒకటి, సాధారణంగా ఆమ్లాలను ఉత్ప్రేరకాలుగా ఉపయోగిస్తుంది. అనేక యాసిడ్ ఉత్ప్రేరకాలు వాయువు లేదా ద్రవ రూపంలో ఉన్నప్పటికీ, ఘన ఆమ్ల ఉత్ప్రేరకాలు — పదం వివరించినట్లుగా, ఘన రూపంలో ఉండే ఆమ్లం — మరింత పునర్వినియోగపరచదగినవిగా గుర్తించబడతాయి మరియు అందువల్ల పరిశోధకులకు దృష్టి కేంద్రీకరించబడింది.
అయినప్పటికీ, సాలిడ్ యాసిడ్ ఉత్ప్రేరకాలు సమర్థవంతంగా స్పందించడానికి అధిక ఉష్ణోగ్రతలు అవసరం. దీనిని అధిగమించడానికి, క్యుషు విశ్వవిద్యాలయం యొక్క వ్యవసాయ ఫ్యాకల్టీ నుండి అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ షుంటారో సుబాకి మరియు అతని బృందం ప్రతిచర్య ప్రక్రియలో ఘన ఉత్ప్రేరకాలు వేడి చేయడానికి మైక్రోవేవ్ ప్రవాహ ప్రతిచర్యలను వర్తింపజేయడాన్ని పరిశోధించారు.
“మైక్రోవేవ్‌లు ఘన ఉత్ప్రేరకంపై స్థానికీకరించిన అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్రతిచర్య క్షేత్రాన్ని ఏర్పరుస్తాయి, ఇది మొత్తం ప్రతిచర్య వ్యవస్థను తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచేటప్పుడు అధిక ఉత్ప్రేరక చర్యకు దారితీస్తుంది” అని సుబాకి వివరించారు. “అదనంగా, ఉత్ప్రేరకానికి మైక్రోవేవ్‌లు వర్తించబడే ప్రతిచర్య పాత్ర ద్వారా మేము నిరంతరం ఉపరితల ప్రవాహాన్ని కలిగి ఉండవచ్చు, ఫలితంగా కావలసిన ఉత్పత్తి యొక్క అధిక దిగుబడి వస్తుంది.”
పరిశోధకులు అభివృద్ధి చేసిన పరికరం సల్ఫోనేటెడ్ కార్బన్‌తో కూడిన ఘన యాసిడ్ ఉత్ప్రేరకాన్ని ఉపయోగించింది. సెల్లోబియోస్, ఒక డైసాకరైడ్, సిస్టమ్‌ను పరీక్షించడానికి మోడల్ షుగర్ సబ్‌స్ట్రేట్‌గా ఉపయోగించబడింది. వారి పరికరంలో, సెల్లోబయోస్ యొక్క పరిష్కారం మైక్రోవేవ్‌లను ఉపయోగించి 100-140℃ వరకు వేడి చేయబడిన సల్ఫోనేటెడ్ కార్బన్ ఉత్ప్రేరకం ద్వారా పంపబడుతుంది. ఉత్ప్రేరకం అప్పుడు జలవిశ్లేషణ ద్వారా సెల్లోబయోస్‌ను విడదీసి మోనోశాకరైడ్ గ్లూకోజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
మైక్రోవేవ్ యొక్క విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలను వేరు చేయగల సామర్థ్యానికి ధన్యవాదాలు సిస్టమ్ యొక్క సామర్థ్యానికి సంబంధించిన కీలలో ఒకటి.
“మైక్రోవేవ్‌లు విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. విద్యుత్ క్షేత్రం నీరు వంటి ద్విధ్రువ పదార్థాల వేడిని కలిగిస్తుంది. ఇది మీ ఆహారాన్ని వేడి చేస్తుంది. అయస్కాంత క్షేత్రం, మరోవైపు, లోహాలు మరియు కార్బన్ వంటి వాహక పదార్థాల వేడిని ప్రేరేపిస్తుంది” అని చెప్పారు. సుబాకి. “మా పరికరంలో మేము రెండు ఫీల్డ్‌లను వేరు చేయడం ద్వారా ఉత్ప్రేరక చర్యను పెంచగలిగాము, ఆపై సెల్లోబయోస్ యొక్క ద్రవ ద్రావణాన్ని వేడి చేయడానికి విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఉపయోగిస్తాము మరియు అదే సమయంలో ఉత్ప్రేరకాన్ని వేడి చేయడానికి అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉపయోగిస్తాము.”
సేంద్రీయ సంశ్లేషణ, ప్లాస్టిక్‌ల రీసైక్లింగ్ మరియు బయోమాస్ మార్పిడితో సహా అనేక రకాల రసాయన ప్రతిచర్యల కోసం మైక్రోవేవ్-యాక్సిలరేటెడ్ ఉత్ప్రేరక ప్రతిచర్యలు వర్తించబడ్డాయి. పునరుత్పాదక ఇంధన వనరులు పెరుగుతూనే ఉన్నందున, వారి వంటి విద్యుత్ ఆధారిత రసాయన ఉత్పత్తి పరిశ్రమను పచ్చని భవిష్యత్తు వైపు తరలించడంలో సహాయపడుతుందని బృందం భావిస్తోంది.
“మా సిస్టమ్ మరింత స్థిరమైన రసాయన సంశ్లేషణ అభివృద్ధిలో సహాయపడుతుందని మేము ఆశిస్తున్నాము. ఇతర పాలీశాకరైడ్‌ల జలవిశ్లేషణపై అలాగే అమైనో ఆమ్లాలు మరియు పెప్టైడ్‌ల ఉత్పత్తికి ప్రోటీన్‌లలో మా పద్దతి యొక్క ప్రయోజనాన్ని అన్వేషించాలనుకుంటున్నాము,” అని సుబాకి ముగించారు. .
