रासायनिक उद्योगांमध्ये खनिज तेलाला पर्याय म्हणून वनस्पतींपासून मिळवलेल्या तेलांकडे मोठ्या आत्मीयतेनं पाहिलं जात आहे. त्याची मुख्य कारणं दोन: खनिज तेलाचा मर्यादित साठा आणि दुसरं म्हणजे त्याच्या अति वापरामुळे प्रदूषणाची उंचावणारी पातळी. अमेरिकेनं हल्लीच खनिज तेलाचं मोठ्या प्रमाणात देशांतर्गत उत्पादन सुरु केल्यामुळं त्याचे बाजारभाव सध्या तरी आटोक्यात आहेत. नाहीतर वाढते भाव हे ही एक महत्वाचं कारण होतं. प्रदूषणाचे चटके मात्र आता सगळ्यांनाच जागतिक तापमानवाढीच्या स्वरुपात जाणवू लागले आहेत. १०-१५ वर्षांपूर्वी जेव्हा वैज्ञानिक याची शक्यता ओरडून सांगत होते तेव्हा ते विनोदानं, उपहासानं आणि तुच्छतेनं ऐकलं जायचं. आता मात्र अति पाऊस पडणे, अवेळी पडणे, अजिबात न पडणे, हवेत सतत उकाडा हे नित्याचंच झालं आहे आणि त्यामुळे हा विषय सामान्य माणसापासून ते जगाचं राजकारण करणार्‍यांपर्यंत सगळ्यांच्याच तोंडी आहे आणि म्हणून वनस्पती तेलांकडे एक अक्षय आणि पर्यावरणाला अनुकूल असा स्त्रोत म्हणून पाहिलं जात आहे. औद्योगिक विकासाची कास ज्या राष्ट्रांनी गेल्या काही दशकात धरली तेथे शेती उद्योग कमी होत गेला. जर वनस्पती तेलं उद्योगांसाठी कच्च्या मालाचा स्त्रोत म्हणून उदयाला आली तर शेती उद्योगालाही पुनः महत्त्व प्राप्त होऊन मोठ्या प्रमाणात रोजगार निर्मिती होईल असं मानलं जातं. वनस्पती तेलांमधल्या मेदाम्लांचा वापर आजही साबण, सौंदर्य प्रसाधनं, वंगण, शाई, विरलतकं (diluent), वगैरे उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणात केला जात आहे. ही तेलं वापरुन पॉलिमर राळेची (रेझिन्सची) निर्मितीही होऊ शकते आणि म्हणून तो खनिज तेलाला पर्याय ठरु शकतो हे लक्षात आलेलं आहे आणि आता मोठ्या प्रमाणात त्या शक्यता तपासून पाहाण्यासाठी संशोधन सुरु आहे. एकाच प्रकारच्या सेंद्रिय रेणूंची लांबलचक साखळी म्हणजे पॉलिमर. पॉलिमर्सचा वापर आज प्रत्येक मानवाच्या आयुष्याचा एक अविभाज्य भाग झालेला आहे. वेगवेगळ्या स्वरुपात पॉलिमर्सपासून बनलेल्या वस्तूंचा वापर प्रत्येकजण करतच असतो. पॉलियुरेथेन्स (polyurethanes - PU) हा पॉलिमर राळेचा (रेसिन) एक प्रकार. याचा वापर फर्निचर, गाद्या-उशा, वाहन उद्योग, बांधकाम, पादत्राणं, विविध प्रकारची उपकरणं (appliances), तसंच लेपांमध्ये (रंग, रोगण (वॉर्निश)), चिकटद्राव (adhesives), भेगा आणि छिद्र बुजवायला (sealants), रबरासारख्या लवचिक गुणधर्म (elastomers) असणार्‍या वस्तू बनवायला केला जातो. चिकटपणा, मूळ वस्तूवर ओरखडे न येऊ देणं, पाणी आणि आम्लासारख्या वहनशील द्राव्य वस्तूंचा मूळ वस्तूवर परिणाम न होऊ देणं, धातूंच्या वस्तूंवर गंज न चढू देणं हे पॉलियुरेथेन्सचे महत्त्वाचे गुणधर्म.
कृत्रिमरित्या पॉलियुरेथेन्सचं उत्पादन करणारे उद्योग आता नैसर्गिक स्त्रोत वापरून याचं उत्पादन कसं घेतलं जाईल याकडे लक्ष देत आहेत. त्यांची जैवतंत्रज्ञान संशोधनात होणारी गुंतवणूक आणि अशा कंपन्यांमधला वाढता सहयोग या उत्पादनाच्या वाढीस पूरक ठरणार आहे. यावर होत असणारं संशोधन उद्या केवळ कार्बन उत्सर्जनाचं प्रमाण आटोक्यात आणणारं ठरणार नाहीये तर अशा उत्पादन प्रक्रियेतून, या घटकेला ते महाग असलं तरी, आर्थिक सुबत्तेकडेही प्रवास करता येईल असा विश्वास त्यांना वाटतोय. अमेरिका, इंग्लंड, फ्रांस, जर्मनी, चीन या देशात आता प्लास्टिकमधलं जैविक घटकांचं प्रमाण अधिकतम असावं यासाठी कायदे केले जात आहेत आणि त्याचा परिणामही हे उत्पादन वाढण्यावर होणार आहे. मागणीचा विचार केला तर उत्तर अमेरिकेत याचा वापर मोठ्या प्रमाणात होत असल्याचं दिसून येत आहे. फोर्ड मोटार कंपनीच्या मोटारीच्या सीट्समध्ये आत्ताच जैविक घटक वापरुन बनवलेल्या पॉलियुरेथेन्सचं प्रमाण ७०% पर्यंत पोहोचलं आहे. भारतातही पॉलियुरेथेन्स बनवणारा उद्योग स्थिरावला आहे. त्यात काही मोजक्या कंपन्या एरंडाच्या तेलापासून पॉलियुरेथेन्सचं उत्पादन घेत आहेत ही एक जमेची बाजू. पॉलिमर्सचं उत्पादन सध्या जवस, एरंड, करडई, सोयाबीन सारख्या खाद्य तेलांचा वापर करुन घेतलं जातं आणि याचं प्रमाण वाढलं तर त्याचा मानवाच्या अन्न उपलब्धतेवर विपरित परिणाम होऊ शकतो. ही बाब लक्षात घेऊन आता अखाद्य तेलांचा वापर करणं कितपत शक्य आहे याबाबत मोठ्या प्रमाणात संशोधन होत आहे. याचे दोन फायदे: एक तर मानवाचं अन्न सुरक्षित राहील आणि दुसरं म्हणजे ज्या तेलबिया खाद्यतेलांसाठी वापरल्या जात नाहीत त्यांची मागणी वाढेल. मोहाच्या तेलबियांपासून पॉलियुरेथेन्स बनवणं कितपत शक्य आहे हे तपासून पाहिलं जात आहे. हा पानगळीवृक्ष त्याच्या तेलबियांसाठी प्रसिध्द आहे. भारतासारख्या उष्णकटीबंधीय प्रदेशात, विशेषतः महाराष्ट्र, पश्चिम बंगाल, ओरिसा, दक्षिणेकडील जंगलात हे विपुल प्रमाणात आढळतात. प्रत्येक वृक्षामागे ५ ते २०० किलो बी - वृक्षाच्या आकारावर आणि वयावर अवलंबून - गोळा केलं जातं. दहा वर्षांनंतर या वृक्षापासून व्यावसायिक स्तरावर उत्पादन घ्यायला सुरुवात होते आणि मग साठ वर्ष ते देतच राहातं. साठाव्या वर्षी त्याचं बिया देण्याचं प्रमाण सुरुवातीपेक्षा जवळ-जवळ दसपट वाढलेलं असतं. सध्या देशात मोहाच्या बियांपासून १,८०,००० टन अखाद्य तेलाची निर्मिती केली जातेय. हा कल्पवृक्षच आहे म्हणाना! त्याच्या प्रत्येक भागातून - फ़ुलं, फळं, फांद्या - आर्थिक उत्पन्न घेता येतं. मोहाच्या बियांपासून ३०-४०% मेद तेल गाळता येतं. सध्या त्याचा वापर डिटर्जंट, साबण उद्योगात केला जात आहेच. इंधनातही याचं मिश्रण कितपत योग्य आहे हे तपासलं जात आहे.
आजच्या घडीला एखाद्या टाकाऊ (म्हणून स्वस्त) वस्तूचा टिकाऊपणा वाढवायचा असेल तर पॉलियुरेथेन्सचे लेप देऊन त्याच्या टिकाऊपणात काही फरक पडतो का आणि त्या वस्तूची उपयोगिता वाढवता येते का हे ही शोधलं जात आहे. उदाहरणार्थ पार्टिकल बोर्ड हे एक स्वस्त, अत्यंत हलकं, आणि हवा तो आकार देता येणारं साधन असल्यानं तयार फर्निचर बनवायला त्याचा वापर केला जातो. पण प्लायवुड पेक्षा पार्टिकल बोर्ड कमी टिकाऊ. जिथं देखावा अधिक आणि भक्कमपणा कमी महत्त्वाचा असेल तिथंच आजच्या घडीला पार्टिकल बोर्डचा वापर केला जातो. पार्टिकल बोर्ड थेट ऊन, हवेतील दमटपणामुळे लवकर खराब होऊ शकतो. त्याला वाळवीसदृश जीवांची लगेच लागण होऊ शकते आणि म्हणून त्याचा वापर टाळला जातो. पण पॉलियुरेथेनचा लेप लाऊन त्याची उपयुक्तता वाढवता आली तर? हेच संशोधकांनी हेरलं. नांदेडच्या स्वामी रामानंद तीर्थ मराठवाडा विद्यापीठात यावर संशोधन होत आहे. त्यांनी मोहाच्या तेलामध्ये मिथिलिन आणि टोलविन यांचं मिश्रण करुन दोन प्रकारचे पॉलियुरेथेन (अनुक्रमे PU-M आणि PU-T) बनवले आणि त्याचा लेप मूळ वस्तूचा टिकाऊपणा कितपत वाढवतो याच्या वेगवेगळ्या परीक्षा घेतल्या. त्यांना त्यात बर्‍यापैकी यश आलं असं दिसून येतंय.
त्यांनी पार्टिकल बोर्ड व्यतिरिक्त याचे लेप पोलादी पत्र्यांवरही लावले आणि त्याच्या उपयोगितेच्या निरनिराळ्या परीक्षा घेतल्या. हे लेप साधारण अर्ध्या तासात वाळले. ओरखड्यांच्या परीक्षेत PU-T चा लेप PU-M च्या लेपापेक्षा उजवा ठरला. पेन्सिलचं काठीण्य ज्या मोजमापावर निर्धारित केलं जातं त्या मोजमापावर PU-M आणि PU-T या दोन्ही लेपांचं काठीण्य पोलादी पत्र्यांवरील लेपापेक्षा पार्टिकल बोर्डवरील लेपावर जास्त आढळलं. शिवाय दोन्ही प्रकारचे लेप लवचिकता चाचणीत उत्तीर्ण झाले. लेप लावलेल्या वस्तूंवर सूर्यप्रकाशाचा काहीच परिणाम (mar resistance) झालेला आढळला नाही. पोलादी पत्र्यांवर रासायनिक प्रक्रियेचा कितपत परिणाम होतो हे ही तपासलं गेलं. लेप लावलेल्या पत्र्यांवर आम्लं, आल्कली आणि द्रावकांचा विशेष परिणाम होत नसल्याचं आढळलं. आम्लांचा लेपाच्या चकाकीवर थोडा परिणाम होत असल्याचं ते पत्रे वाळवल्यावर लक्षात आलं. सुमारे ३० ते ७०० अंश सेल्सियस तापमानाचा या लेपांवर काय परिणाम होतो हे ही तपासलं गेलं. साधारणपणे २०० अंश सेल्सियस तापमानापर्यंत त्या लेपावर कसलाच परिणाम झाला नाही. नंतर मात्र त्याचा दर्जा घसरला. त्यातही PU-T चा लेप PU-M च्या लेपाच्या तुलनेत चांगला प्रतिकार करत असल्याचं आढळून आलं. लेपांच्या या परीक्षेत मोहाच्या तेलापासून बनवलेले पॉलियुरेथेन्स एक उत्तम पर्याय होऊ शकतो असं लक्षात आलं आहे. पॉलियुरेथेन पासून फोम्सही बनवले जातात हे वर नमूद केलं आहेच. यापासून बनवलेल्या गाद्या-उशा कापसाला पर्याय आहेत तर याचाच आणखी एक कडक प्रकार अस्तित्वात आहे. हा वजनाला अतिशय हलका, तापमान रोधक, हादरे रोधक, आवाजाची पातळी कमी करण्यासाठी उपयुक्त असा पदार्थ म्हणून मान्यता पावला आहे. या संशोधकांनी असे कडक फोम्स क्लोरेल्ला नांवाच्या शेवाळापासून काढलेल्या तेलापासून बनवण्यातही यश मिळवलं आहे. पॉलियुरेथेन बनवण्यात अखाद्य तेलाचा वापर अद्याप बाल्यावस्थेत आहे पण हे आणि अशा प्रकारचं संशोधन त्याची नांदी ठरावी.
----------------------------------------------------------------
हा लेख 'नवभारत' ६९(४); जाने २०१६ च्या अंकात पृष्ठ ३२-३४ वर प्रसिध्द झाला.
कृत्रिमरित्या पॉलियुरेथेन्सचं उत्पादन करणारे उद्योग आता नैसर्गिक स्त्रोत वापरून याचं उत्पादन कसं घेतलं जाईल याकडे लक्ष देत आहेत. त्यांची जैवतंत्रज्ञान संशोधनात होणारी गुंतवणूक आणि अशा कंपन्यांमधला वाढता सहयोग या उत्पादनाच्या वाढीस पूरक ठरणार आहे. यावर होत असणारं संशोधन उद्या केवळ कार्बन उत्सर्जनाचं प्रमाण आटोक्यात आणणारं ठरणार नाहीये तर अशा उत्पादन प्रक्रियेतून, या घटकेला ते महाग असलं तरी, आर्थिक सुबत्तेकडेही प्रवास करता येईल असा विश्वास त्यांना वाटतोय. अमेरिका, इंग्लंड, फ्रांस, जर्मनी, चीन या देशात आता प्लास्टिकमधलं जैविक घटकांचं प्रमाण अधिकतम असावं यासाठी कायदे केले जात आहेत आणि त्याचा परिणामही हे उत्पादन वाढण्यावर होणार आहे. मागणीचा विचार केला तर उत्तर अमेरिकेत याचा वापर मोठ्या प्रमाणात होत असल्याचं दिसून येत आहे. फोर्ड मोटार कंपनीच्या मोटारीच्या सीट्समध्ये आत्ताच जैविक घटक वापरुन बनवलेल्या पॉलियुरेथेन्सचं प्रमाण ७०% पर्यंत पोहोचलं आहे. भारतातही पॉलियुरेथेन्स बनवणारा उद्योग स्थिरावला आहे. त्यात काही मोजक्या कंपन्या एरंडाच्या तेलापासून पॉलियुरेथेन्सचं उत्पादन घेत आहेत ही एक जमेची बाजू. पॉलिमर्सचं उत्पादन सध्या जवस, एरंड, करडई, सोयाबीन सारख्या खाद्य तेलांचा वापर करुन घेतलं जातं आणि याचं प्रमाण वाढलं तर त्याचा मानवाच्या अन्न उपलब्धतेवर विपरित परिणाम होऊ शकतो. ही बाब लक्षात घेऊन आता अखाद्य तेलांचा वापर करणं कितपत शक्य आहे याबाबत मोठ्या प्रमाणात संशोधन होत आहे. याचे दोन फायदे: एक तर मानवाचं अन्न सुरक्षित राहील आणि दुसरं म्हणजे ज्या तेलबिया खाद्यतेलांसाठी वापरल्या जात नाहीत त्यांची मागणी वाढेल. मोहाच्या तेलबियांपासून पॉलियुरेथेन्स बनवणं कितपत शक्य आहे हे तपासून पाहिलं जात आहे. हा पानगळीवृक्ष त्याच्या तेलबियांसाठी प्रसिध्द आहे. भारतासारख्या उष्णकटीबंधीय प्रदेशात, विशेषतः महाराष्ट्र, पश्चिम बंगाल, ओरिसा, दक्षिणेकडील जंगलात हे विपुल प्रमाणात आढळतात. प्रत्येक वृक्षामागे ५ ते २०० किलो बी - वृक्षाच्या आकारावर आणि वयावर अवलंबून - गोळा केलं जातं. दहा वर्षांनंतर या वृक्षापासून व्यावसायिक स्तरावर उत्पादन घ्यायला सुरुवात होते आणि मग साठ वर्ष ते देतच राहातं. साठाव्या वर्षी त्याचं बिया देण्याचं प्रमाण सुरुवातीपेक्षा जवळ-जवळ दसपट वाढलेलं असतं. सध्या देशात मोहाच्या बियांपासून १,८०,००० टन अखाद्य तेलाची निर्मिती केली जातेय. हा कल्पवृक्षच आहे म्हणाना! त्याच्या प्रत्येक भागातून - फ़ुलं, फळं, फांद्या - आर्थिक उत्पन्न घेता येतं. मोहाच्या बियांपासून ३०-४०% मेद तेल गाळता येतं. सध्या त्याचा वापर डिटर्जंट, साबण उद्योगात केला जात आहेच. इंधनातही याचं मिश्रण कितपत योग्य आहे हे तपासलं जात आहे.
आजच्या घडीला एखाद्या टाकाऊ (म्हणून स्वस्त) वस्तूचा टिकाऊपणा वाढवायचा असेल तर पॉलियुरेथेन्सचे लेप देऊन त्याच्या टिकाऊपणात काही फरक पडतो का आणि त्या वस्तूची उपयोगिता वाढवता येते का हे ही शोधलं जात आहे. उदाहरणार्थ पार्टिकल बोर्ड हे एक स्वस्त, अत्यंत हलकं, आणि हवा तो आकार देता येणारं साधन असल्यानं तयार फर्निचर बनवायला त्याचा वापर केला जातो. पण प्लायवुड पेक्षा पार्टिकल बोर्ड कमी टिकाऊ. जिथं देखावा अधिक आणि भक्कमपणा कमी महत्त्वाचा असेल तिथंच आजच्या घडीला पार्टिकल बोर्डचा वापर केला जातो. पार्टिकल बोर्ड थेट ऊन, हवेतील दमटपणामुळे लवकर खराब होऊ शकतो. त्याला वाळवीसदृश जीवांची लगेच लागण होऊ शकते आणि म्हणून त्याचा वापर टाळला जातो. पण पॉलियुरेथेनचा लेप लाऊन त्याची उपयुक्तता वाढवता आली तर? हेच संशोधकांनी हेरलं. नांदेडच्या स्वामी रामानंद तीर्थ मराठवाडा विद्यापीठात यावर संशोधन होत आहे. त्यांनी मोहाच्या तेलामध्ये मिथिलिन आणि टोलविन यांचं मिश्रण करुन दोन प्रकारचे पॉलियुरेथेन (अनुक्रमे PU-M आणि PU-T) बनवले आणि त्याचा लेप मूळ वस्तूचा टिकाऊपणा कितपत वाढवतो याच्या वेगवेगळ्या परीक्षा घेतल्या. त्यांना त्यात बर्‍यापैकी यश आलं असं दिसून येतंय.
 |
| पॉलियुरेथेन्सचे लेप लावल्यानंतर पार्टिकल बोर्ड आणि पोलादी पत्रा: आकृती मूळ शोध निबंधातून साभार |
त्यांनी पार्टिकल बोर्ड व्यतिरिक्त याचे लेप पोलादी पत्र्यांवरही लावले आणि त्याच्या उपयोगितेच्या निरनिराळ्या परीक्षा घेतल्या. हे लेप साधारण अर्ध्या तासात वाळले. ओरखड्यांच्या परीक्षेत PU-T चा लेप PU-M च्या लेपापेक्षा उजवा ठरला. पेन्सिलचं काठीण्य ज्या मोजमापावर निर्धारित केलं जातं त्या मोजमापावर PU-M आणि PU-T या दोन्ही लेपांचं काठीण्य पोलादी पत्र्यांवरील लेपापेक्षा पार्टिकल बोर्डवरील लेपावर जास्त आढळलं. शिवाय दोन्ही प्रकारचे लेप लवचिकता चाचणीत उत्तीर्ण झाले. लेप लावलेल्या वस्तूंवर सूर्यप्रकाशाचा काहीच परिणाम (mar resistance) झालेला आढळला नाही. पोलादी पत्र्यांवर रासायनिक प्रक्रियेचा कितपत परिणाम होतो हे ही तपासलं गेलं. लेप लावलेल्या पत्र्यांवर आम्लं, आल्कली आणि द्रावकांचा विशेष परिणाम होत नसल्याचं आढळलं. आम्लांचा लेपाच्या चकाकीवर थोडा परिणाम होत असल्याचं ते पत्रे वाळवल्यावर लक्षात आलं. सुमारे ३० ते ७०० अंश सेल्सियस तापमानाचा या लेपांवर काय परिणाम होतो हे ही तपासलं गेलं. साधारणपणे २०० अंश सेल्सियस तापमानापर्यंत त्या लेपावर कसलाच परिणाम झाला नाही. नंतर मात्र त्याचा दर्जा घसरला. त्यातही PU-T चा लेप PU-M च्या लेपाच्या तुलनेत चांगला प्रतिकार करत असल्याचं आढळून आलं. लेपांच्या या परीक्षेत मोहाच्या तेलापासून बनवलेले पॉलियुरेथेन्स एक उत्तम पर्याय होऊ शकतो असं लक्षात आलं आहे. पॉलियुरेथेन पासून फोम्सही बनवले जातात हे वर नमूद केलं आहेच. यापासून बनवलेल्या गाद्या-उशा कापसाला पर्याय आहेत तर याचाच आणखी एक कडक प्रकार अस्तित्वात आहे. हा वजनाला अतिशय हलका, तापमान रोधक, हादरे रोधक, आवाजाची पातळी कमी करण्यासाठी उपयुक्त असा पदार्थ म्हणून मान्यता पावला आहे. या संशोधकांनी असे कडक फोम्स क्लोरेल्ला नांवाच्या शेवाळापासून काढलेल्या तेलापासून बनवण्यातही यश मिळवलं आहे. पॉलियुरेथेन बनवण्यात अखाद्य तेलाचा वापर अद्याप बाल्यावस्थेत आहे पण हे आणि अशा प्रकारचं संशोधन त्याची नांदी ठरावी.
----------------------------------------------------------------
हा लेख 'नवभारत' ६९(४); जाने २०१६ च्या अंकात पृष्ठ ३२-३४ वर प्रसिध्द झाला.
कोणत्याही टिप्पण्‍या नाहीत:
टिप्पणी पोस्ट करा