ರಾಸಾಯನಿಕಗಳ ವಿಶಾಲ ಸಾಮ್ರಾಜ್ಯದ ಅನ್ವೇಷಣೆ: ಅನಂತ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳ ಜಗತ್ತು

ಡಾ. ಆನಂದ್ ಆರ್
ಹಿರಿಯ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಅಧಿಕಾರಿ
ಕರ್ನಾಟಕ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಅಕಾಡೆಮಿ

ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು ನಮ್ಮ ಜಗತ್ತಿನ ಸಂರಚನೆಯ ಪಡಿಯಚ್ಚು, ನಾವು ಬಳಸುವ ವಸ್ತುಗಳು, ನಾವು ತಿನ್ನುವ ಆಹಾರ ಮತ್ತು ನಮ್ಮನ್ನು ಆರೋಗ್ಯವಾಗಿಡುವ ಔಷಧಿಗಳನ್ನು ಇವು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ರಾಸಾಯನಿಕಗಳ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಸರಳ ಧಾತು/ಮೂಲವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಸಂಯುಕ್ತಗಳವರೆಗೆ, ನಮ್ಮ ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುವ ವಿಶಾಲ ಮತ್ತು ಆಕರ್ಷಕ ವಸ್ತುಗಳ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಅವು ವಿಜ್ಞಾನದ ಬಗ್ಗೆ ನಮ್ಮ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಮರುವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುವ ಅವಕಾಶಗಳು, ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳು ಮತ್ತು ಸವಾಲುಗಳ ಪಟ್ಟಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ.

“ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು” ಎಂಬುದು ಅಗಾಧವಾದುದು ಹಾಗೂ ಮೂಲವಸ್ತುಗಳು, ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವ 118 ಧಾತು/ಮೂಲವಸ್ತುಗಳಿವೆ, ಮತ್ತು ಈ ಮೂಲವಸ್ತುಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ ಅಸಂಖ್ಯಾತ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ರಚಿಸಬಹುದು.

ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡವು ಶತ ಶತಕೋಟಿ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಿಂದ ತುಂಬಿದೆ. 1869 ರಲ್ಲಿ ರಷ್ಯಾದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಡಿಮಿಟ್ರಿ ಮೆಂಡಲೀವ್ ಧಾತುಗಳ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿಕೊಟ್ಟಾಗಿನಿಂದ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ರಾಸಾಯನಿಕಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುತ್ತಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. ಇವು ಆಧುನಿಕ ಜಗತ್ತನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಿವೆ. ಈ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕ ಮತ್ತು ಮೂಲವಸ್ತುಗಳ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ರಾಸಾಯನಿಕಗಳ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣ ಸ್ವಭಾವವನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ಅಡಿಪಾಯವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಅಮೇರಿಕನ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ಸೊಸೈಟಿಯ ವಿಭಾಗವಾದ ಕೆಮಿಕಲ್ ಅಬ್.ಸ್ಟ್ರಾಕ್ಟ್  ಸರ್ವೀಸ್ (ಸಿಎಎಸ್) ರಾಸಾಯನಿಕ ವಸ್ತುಗಳ ಸಮಗ್ರ ಡೇಟಾಬೇಸ್ ‘ಸಿಎಎಸ್ ರಿಜಿಸ್ಟ್ರಿ’ಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ಮಾಹಿತಿಯ ಪ್ರಕಾರ, ಸಿಎಎಸ್ ರಿಜಿಸ್ಟ್ರಿಯಲ್ಲಿ ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ 204 ದಶಲಕ್ಷಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಸಾವಯವ ವಸ್ತುಗಳು, ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು, ಸಮನ್ವಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು, ಖನಿಜಗಳು, ಮಿಶ್ರಣಗಳು, ಪಾಲಿಮರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಲವಣಗಳು ನೋಂದಾಯಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ.

ಧಾತುಗಳು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಪರಮಾಣುವಿನಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ ಎಂದು ನಮಗೆಲ್ಲರಿಗೂ ತಿಳಿದಿದೆ. ಪರಮಾಣುಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಗಳೆಂಬ ಸಣ್ಣ ಕಣಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಎಲ್ಲಾ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಎರಡು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಹಾಗಾದರೆ, ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವ 118 ಮೂಲವಸ್ತುಗಳಿಂದ ನಾವು ಎಷ್ಟು ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು? N2 (ಸಾರಜನಕ) ಮತ್ತು O2 (ಆಮ್ಲಜನಕ) ನಂತಹ ಎಲ್ಲಾ ಎರಡು-ಪರಮಾಣು ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವ ಮೂಲಕ ನಾವು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಬಹುದು. ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಪ್ರಕಾರ ಸುಮಾರು 6,903 ಎರಡು-ಪರಮಾಣು ಸಂಯುಕ್ತಗಳಿವೆ. ಒಂದು ಸಂಯುಕ್ತವನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞನಿಗೆ ಬಹುಶಃ ಒಂದು ವರ್ಷ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. H₂O (ನೀರು) ಮತ್ತು CO2 (ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್) ನಂತಹ ಸುಮಾರು 1.6 ಮಿಲಿಯನ್ ಮೂರು ಪರಮಾಣು ಸಂಯುಕ್ತಗಳಿವೆ. ನಾವು ನಾಲ್ಕು ಮತ್ತು ಐದು ಪರಮಾಣು ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ತಲುಪಿದ ನಂತರ, ಈ ಎಲ್ಲಾ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಎಷ್ಟು ಅಗಾಧವಾಗಿದೆ ಎಂದರೆ ಎಲ್ಲಾ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಿ ಮುಗಿಸಬೇಕಾದರೆ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲಿನ ಪ್ರತಿಯೊಬ್ಬರೂ ತಲಾ ಮೂರು ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

ಭೂಮಂಡಲದಲ್ಲಿ ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವ ಯಾವುದೇ ಸಂಯುಕ್ತಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧವಿಲ್ಲದ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹೊಸ ರಚನೆಯನ್ನು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞನು ಊಹಿಸಿದರೂ, ಅದನ್ನು ತಯಾರಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ, ಅದರ ರಚನೆ, ಅದನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಅಂಶಗಳನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವುದು ಒಂದು ಸವಾಲೇ ಸರಿ.  ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ನಿಯಮ ಪುಸ್ತಕದಲ್ಲಿರುವಂತೆ ನಾವು ನಂಬಿರುವ ಪ್ರಕಾರ ಊಹಿಸಿದ ಎಲ್ಲಾ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಆದರೂ, ಕೆಲವು ಮೂಲವಸ್ತುಗಳು ಯಾವುದರೊಂದಿಗೂ ಬಂಧಿಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ನಂಬಲಾಗಿದ್ದರೂ ಕೆಲವು ತೀವ್ರ ಪರಿಸರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಆರ್ಗಾನ್ ಹೈಡ್ರೈಡ್ (ARH+).

ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸಂಯುಕ್ತವನ್ನು ಹೇಗೆ ಹುಡುಕುತ್ತಾರೆ ಅಥವಾ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತಾರೆ ಎಂಬುದರ ಬಗ್ಗೆ ನೀವು ಯೋಚಿಸುತ್ತಿರಬಹುದು. ಒಂದು ಸರಳ ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವ ಸಂಯುಕ್ತವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಅದನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ – ಕೆಲವು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವ, ತೆಗೆಯುವ ಇಲ್ಲವೇ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಅಥವಾ ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಆರಂಭಿಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಬಹುದಾಗಿದೆ. ಅನೇಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಸಂಯುಕ್ತವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅನುಸರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಇನ್ನು ಹೊಸ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ನಾವು ಹೇಗೆ ಹುಡುಕಬಹುದು? ಒಂದು ಮಾರ್ಗವೆಂದರೆ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಜಗತ್ತನ್ನು ನೋಡುವುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 1928 ರಲ್ಲಿ ಅಲೆಕ್ಸಾಂಡರ್ ಫ್ಲೆಮಿಂಗ್ ತನ್ನ ಪೆಟ್ರಿಡಿಶ್ ಗಳಲ್ಲಿನ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಮೋಲ್ಡ್ ಗಳು ತಡೆಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಿ ಪೆನ್ಸಿಲಿನ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದನು. ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ನಮ್ಮ ಸುತ್ತಲಿನ ಪರಿಸರದಿಂದ ಸ್ಫೂರ್ತಿಯನ್ನು ಹುಡುಕುತ್ತಿರುತ್ತಾರೆ.

ಇತ್ತೀಚಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ, ಹೊಸ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು ತುಂಬಾ ಸುಲಭ. ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ರೋಗಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಆಸ್ಪತ್ರೆಗಳು ಬಳಸುವ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಮತ್ತು ಎಂಆರ್.ಐ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ.

ಹೊಸ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು / ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಕೆಲವು ಸಂಭಾವ್ಯ ಪ್ರದೇಶಗಳು

ಯುವ ಸಂಶೋಧಕರು ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧನಾ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳು ತಮ್ಮ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಹೊಸ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲು ಬಹಳಷ್ಟು ಅವಕಾಶಗಳಿದ್ದು, ಕೆಲವೊಂದು ಕ್ಷೇತ್ರಗಳನ್ನು ಈ ಕೆಳಗೆ ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. 

• ಮರುಬಳಕೆ, ತ್ಯಾಜ್ಯ ಕಡಿತ ಮತ್ತು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಸುಸ್ಥಿರತೆ ಇವುಗಳ ಮೂಲಕ  ಇಂದು ವರ್ತುಳೀಯ ಆರ್ಥಿಕ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಗಮನ ಮತ್ತು ಒತ್ತು ನೀಡುತ್ತಿದ್ದು, ರಾಸಾಯನಿಕದಿಂದ ಪರಿಸರ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸುತ್ತಿವೆ.
• ಔಷಧ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನ ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊ ವಸ್ತುಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಬಳಕೆ.
• ಸ್ಪಂದಿಸುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಪಾಲಿಮರ್ ಗಳಲ್ಲಿನ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳು, ದೇಹದಲ್ಲಿ ಔಷಧ ತಲುಪಿಸುವುದು, ಸಂವೇದಕಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿನ ಅನ್ವಯಗಳು.
• ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸಲು, ಹೊಸ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆ ಮತ್ತು ಯಂತ್ರ ಕಲಿಕೆಯ ಅಳವಡಿಕೆ.
• ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪೆಟ್ರೋಲಿಯಂ ಆಧಾರಿತ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಗಳಿಗೆ ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿ ಜೈವಿಕ ಆಧಾರಿತ ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ವಿಘಟನೀಯ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಗಳ ಬಳಕೆ.
• ಹೆಚ್ಚು ಸುಸ್ಥಿರ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗಾಗಿ ಕಿಣ್ವ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ನಲ್ಲಿನ ಪ್ರಗತಿ.
• ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಗ್ರಾಹಕೀಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪರಿಹಾರಗಳು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಔಷಧ ಮತ್ತು ಆರೋಗ್ಯ ರಕ್ಷಣೆಯಲ್ಲಿ.
• ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಚಿಕಿತ್ಸೆಗಳಿಗಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತಿಯ ಆನುವಂಶಿಕ ರಚನೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು ಮತ್ತು ಔಷಧಿಗಳ ಬಳಕೆ.
• ಸುಸ್ಥಿರ ಇಂಧನ ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಮತ್ತು ಪರಿವರ್ತನೆಗೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲು ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆ.
• ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಹಸಿರು ಜಲಜನಕ ಉತ್ಪಾದನಾ ವಿಧಾನಗಳ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ.

ರಾಸಾಯನಿಕಗಳ ಜಗತ್ತು ಸ್ಥಿರವಲ್ಲ. ಪ್ರತಿ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಆವಿಷ್ಕಾರ ಮತ್ತು ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಗತಿಯೊಂದಿಗೆ ಇದು  ಪ್ರಕಟಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಿಂದ ಹಿಡಿದು ಕೈಗಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ಕೃಷಿವರೆಗಿನ ಬೃಹತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು ನಮ್ಮ ವರ್ತಮಾನವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನಮ್ಮ ಭವಿಷ್ಯದ ಕೀಲಿಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಅನ್ವೇಷಿಸುವುದು ಅಂತ್ಯವಿಲ್ಲದ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳ ಜಗತ್ತಿಗೆ ನಡೆಸುವ ಒಂದು ಪ್ರಯಾಣವಾಗಿದೆ. ಜವಾಬ್ದಾರಿಯುತ ಮತ್ತು ನವೀನ ಚಿಂತನೆಯು ನಮ್ಮನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕ ಅದ್ಭುತಗಳ ಲೋಕಕ್ಕೆ ಕರೆದೊಯ್ಯುತ್ತದೆ.