कैल्शियम फ्लोराइड क्रिस्टल (उर्फ फ्लोराइट क्रिस्टल) का एक दृश्य। | फोटो साभार: jsjgeology/फ़्लिकर (CC BY)
ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने एक नया तरीका खोजा है फ्लोरीन परमाणु, उद्योग और अनुसंधान में उपयोग किए जाने वाले महत्वपूर्ण रासायनिक यौगिकों को अधिक सुरक्षित और कम ऊर्जा-गहन तरीके से बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। वैज्ञानिक समुदाय के सदस्यों ने इस खोज को एक बड़ी सफलता बताया है जो इन यौगिकों के संश्लेषण को बदल सकती है।
काम था में प्रकाशित विज्ञान 20 जुलाई 2023 को
फ्लोरीन एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील तत्व है जिसका उपयोग फ्लोरोकेमिकल्स बनाने के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग प्लास्टिक, एग्रोकेमिकल्स, लिथियम-आयन बैटरी और दवाओं के उत्पादन के लिए 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 एचएफ को फ्लोरोकेमिकल्स बनाने के लिए अन्य यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए बनाया जाता है।
इस प्रक्रिया का एक बड़ा नकारात्मक पक्ष यह है कि एचएफ एक बेहद जहरीला और संक्षारक तरल है जो कम सांद्रता में भी आंखों और श्वसन पथ को परेशान करता है। इसके लिए विशेष परिवहन और भंडारण आवश्यकताओं की भी आवश्यकता होती है। “कड़े सुरक्षा नियमों के बावजूद, पिछले दशकों में एचएफ रिसाव कई बार हुआ है, कभी-कभी घातक दुर्घटनाओं और हानिकारक पर्यावरणीय प्रभावों के साथ,” एक विश्वविद्यालय प्रेस विज्ञप्ति कहा।
एचएफ से बचने और निष्कर्षण प्रक्रिया को कम ऊर्जा की आवश्यकता बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने इस बात से प्रेरणा ली कि मानव शरीर हड्डियों और दांतों को कैसे बनाता है: कैल्शियम फॉस्फेट बायोमिनरलाइजेशन के माध्यम से। वे फ्लोरस्पार को पोटेशियम फॉस्फेट के साथ बॉल-मिल में पीसते हैं। जबकि फ्लोरीन बहुत प्रतिक्रियाशील है, कैल्शियम परमाणु फॉस्फोरस को और भी अधिक पसंद करते हैं, इसलिए मिलिंग ने कैल्शियम फॉस्फेट और फ्लोरीन परमाणुओं के साथ एक अन्य यौगिक बनाया। उन्होंने बाद वाले को फ़्लोरोमिक्स कहा।
जब फ़्लोरोमिक्स को कार्बनिक यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया की गई, तो यह 98% उपज के साथ लगभग 50 फ़्लोरोकेमिकल्स बना सकता था।
कैलम पटेल, विश्वविद्यालय के रसायन विज्ञान विभाग में वेरोनिक गॉवर्नूर की अध्यक्षता वाली प्रयोगशाला में पीएचडी छात्र और अध्ययन के सदस्य, कहा सी&एन फ्लोरोमिक्स की संरचना और इसके रासायनिक गुणों का पता लगाने में अनुसंधान दल को “परमाणु स्तर पर पता लगाने में लगभग एक वर्ष लग गया”।
सेंट एंड्रयूज विश्वविद्यालय के रसायन विज्ञान के प्रोफेसर डेविड ओ’हागन कहा नये वैज्ञानिक, “मेरे लिए, ऐसा लगता है कि यह इस उद्योग के लिए कुछ नई शुरुआत हो सकती है।” एचएफ के निर्माण को दरकिनार करने के अलावा, नई प्रक्रिया फ्लोरोकेमिकल्स आपूर्ति श्रृंखला को भी छोटा कर देती है।
अनुसंधान समूह के भविष्य के कदमों में बड़े पैमाने पर फ्लोरोमिक्स का उत्पादन करना और यह पता लगाना शामिल है कि इसकी लागत कितनी होगी। समूह के दो सदस्यों, गोवेर्नूर और पोस्टडॉक्टरल विद्वान गैब्रिएल 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 भी की।