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कैल्शियम फ्लोराइड क्रिस्टल (उर्फ फ्लोराइट क्रिस्टल) का एक दृश्य। | फ़ोटो क्रेडिट: jsjgeology/फ़्लिकर (CC BY)
ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक फ्लोरीन परमाणुओं को प्राप्त करने का एक नया तरीका लेकर आए हैं, जिसका उपयोग उद्योग और अनुसंधान में उपयोग किए जाने वाले महत्वपूर्ण रासायनिक यौगिकों को अधिक सुरक्षित और कम ऊर्जा-गहन तरीके से बनाने के लिए किया जाता है। वैज्ञानिक समुदाय के सदस्यों ने इस खोज को एक बड़ी सफलता बताया जो इन यौगिकों के संश्लेषण को बदल सकती है।
कार्य प्रकाशित हुआ विज्ञान 20 जुलाई 2023 को
फ्लोरीन एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील तत्व है जिसका उपयोग फ्लोरोकेमिकल्स बनाने के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग प्लास्टिक, कृषि रसायन, लिथियम-आयन बैटरी और दवा में किया जाता है। फ्लोरीन कैल्शियम नमक से आता है जिसे कैल्शियम फ्लोराइड या फ्लोरस्पार कहा जाता है। फ्लोरस्पार का खनन किया जाता है और फिर हाइड्रोजन फ्लोराइड (एचएफ) जारी करने के लिए उच्च तापमान पर सल्फ्यूरिक एसिड से उपचारित किया जाता है। फिर फ्लोरोकेमिकल्स का उत्पादन करने के लिए अन्य यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करके एचएफ का उत्पादन किया जाता है।
इस प्रक्रिया का एक बड़ा नकारात्मक पक्ष यह है कि एचएफ एक अत्यधिक जहरीला और संक्षारक तरल है जो कम सांद्रता पर भी आंखों और श्वसन पथ को परेशान करता है। इसके लिए विशेष परिवहन और भंडारण आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है। विश्वविद्यालय की एक प्रेस विज्ञप्ति में कहा गया, “सख्त सुरक्षा नियमों के बावजूद, पिछले कुछ दशकों में एचएफ रिसाव कई बार हुआ है, कभी-कभी घातक दुर्घटनाओं और हानिकारक पर्यावरणीय प्रभावों के साथ।”
एचएफ से बचने और निष्कर्षण प्रक्रिया के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता के लिए, शोधकर्ताओं ने इस बात से प्रेरणा ली कि मानव शरीर हड्डियों और दांतों का निर्माण कैसे करता है: कैल्शियम फॉस्फेट बायोमिनरलाइजेशन के माध्यम से। वे फ्लोरस्पार को पोटेशियम फॉस्फेट के साथ बॉल-मिल में पीसते हैं। यद्यपि फ्लोरीन बहुत प्रतिक्रियाशील है, कैल्शियम परमाणु फॉस्फोरस को पसंद करते हैं, इसलिए मिलिंग से कैल्शियम फॉस्फेट और फ्लोरीन परमाणुओं के साथ एक अन्य यौगिक बनता है। वे बाद वाले को फ्लोरोमिक्स कहते हैं।
जब फ़्लोरोमिक्स कार्बनिक यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो यह 98% तक उपज के साथ लगभग 50 फ़्लोरोकेमिकल्स का उत्पादन कर सकता है।
विश्वविद्यालय के रसायन विज्ञान विभाग में वेरोनिक गवर्नर के नेतृत्व वाली प्रयोगशाला में पीएचडी छात्र और शोध के सदस्य कैलम पटेल ने कहा। सी&एन अनुसंधान दल को “परमाणु स्तर पर फ्लोरोमिक्स की संरचना और इसके रासायनिक गुणों को सुलझाने में लगभग एक वर्ष लग गया।”
सेंट एंड्रयूज विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान विभाग के प्रोफेसर डेविड ओ’हागन ने यह जानकारी दी नये वैज्ञानिक, “मेरे लिए, ऐसा लगता है कि यह इस उद्योग के लिए कुछ नई शुरुआत हो सकती है।” एचएफ के उत्पादन के अलावा, नई प्रक्रिया फ्लोरोकेमिकल आपूर्ति श्रृंखला को भी छोटा कर देती है।
अनुसंधान समूह के भविष्य के कदमों में बड़े पैमाने पर फ्लोरोमिक्स का उत्पादन करना और यह निर्धारित करना शामिल है कि इसकी लागत कैसे बढ़ेगी। समूह के दो सदस्यों, गवर्नर और पोस्टडॉक्टरल विद्वान गेब्रियल पुपो ने “फ्लोरोकेमिकल्स तक स्वच्छ, सुरक्षित और कम महंगी पहुंच” पर ध्यान केंद्रित करने के लिए 2022 में फ्लोरोक नामक एक स्टार्ट-अप की स्थापना की।
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