தாவரக் கழிவு லிக்னினை பயனுள்ள வேதிப்பொருளாக மாற்றும் ஒற்றை-அணு கேட்டலிஸ்ட்.

தாவரங்களுக்குக் கட்டமைப்பு வலிமை அளிப்பதில் லிக்னின் முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது. இயற்கையில் கிடைக்கும் அரோமாட்டிக் சேர்மங்கள் இனத்தில் இதுவே மிகப்பெரிய புதுப்பிக்கத்தக்க மூலமாகவும் திகழ்கிறது. விவசாயம் மற்றும் வனத்துறையிலிருந்து கிடைக்கும் கழிவு உயிர்ப்பொருளில் லிக்னின் 35% வரை இருக்கலாம். ஆனால் லிக்னினின் சிக்கலான மூலக்கூறு அமைப்பு காரணமாக அதைத் திறம்பட உடைப்பது மிகவும் கடினம். இது நிலைத்தன்மையான உற்பத்தி முறைகளில் அதன் பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்தி வந்துள்ளது.

ஏசிஎஸ் கேட்டலிசிஸ் இதழில் வெளியான ஆய்வில், வேதியியல் பொறியியல் துறையைச் சேர்ந்த டாக்டர் கிறிஸ்டோபர் பார்லெட், ஷின்யூ ஜோ. யுடாவோ ஜியாங் ஆகியோர் உள்ளிட்ட சர்வதேசக் குழு ஒன்று, மிகவும் திறன்மிக்க "ஒற்றை-அணு கேட்டலிஸ்ட்" ஒன்றை உருவாக்கியது. லிக்னினை ஒன்றாக இணைக்கும் வலுவான வேதிப் பிணைப்புகளை இந்தக் கேட்டலிஸ்ட் எப்படி உடைக்கிறது என்பதை மூலக்கூறு அளவில் அவர்கள் கண்டறிந்தனர். நைட்ரஜன் கலந்த கார்பன் பொருளுக்குள் தனித்தனி ருத்தேனியம் அணுக்கள் பதிக்கப்பட்டு இந்தக் கேட்டலிஸ்ட் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. ருத்தேனியம் அணுக்களைத் தனித்தனியாக வைத்திருப்பதால், மிகக் குறைந்த அளவு உலோகத்தைப் பயன்படுத்தியே வலுவான செயல்திறனை இது அளிக்கிறது. இது வழக்கமான கேட்டலிஸ்ட் அமைப்புகளை விட செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது.

ஆய்வக சோதனைகள் மற்றும் கணிப்பொறி மாதிரியாக்கத்தை இணைத்துப் பயன்படுத்திய ஆய்வாளர்கள், "Ru-N4 தளம்" எனப்படும் ஒரு குறிப்பிட்ட அணு அமைப்பு மிக முக்கியமானது எனக் கண்டறிந்தனர். இந்தத் தளங்கள் ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறுகளைச் செயல்படுத்தி, அதிக வினைத்திறன் கொண்ட இனங்களை உருவாக்குகின்றன. அவை பின்னர் லிக்னின் அமைப்பைத் தாக்கி, கார்பன்-ஆக்ஸிஜன் மற்றும் கார்பன்-கார்பன் பிணைப்புகள் இரண்டையும் உடைத்து, லிக்னினை சிறிய மூலக்கூறுகளாகப் பிரிக்கின்றன.

உகந்த நிலைமைகளின் கீழ் சோதிக்கப்பட்டபோது, சோதனைக்கு எடுத்துக்கொள்ளப்பட்ட மாதிரி லிக்னின் சேர்மங்கள் அனைத்தையும் கிட்டத்தட்ட இந்தக் கேட்டலிஸ்ட் மாற்றியது. பீனால் உள்பட மதிப்புமிக்க பொருட்களை அதிக அளவில் உற்பத்தி செய்தது. கடுமையான வேதிப்பொருட்கள் தேவையின்றி, ஒப்பீட்டளவில் மென்மையான நிலைமைகளிலேயே இது செயல்பட்டது. பல்வேறு உயிர்ப்பொருள் மூலங்களிலிருந்து சேகரிக்கப்பட்ட உண்மையான லிக்னினிலும் இந்தக் கேட்டலிஸ்ட் சோதிக்கப்பட்டது. அவற்றை எரிபொருள்கள், பிளாஸ்டிக்குகள் மற்றும் பிற பொருட்களுக்கான கட்டுமானத் தொகுதிகளாக மாறக்கூடிய பயனுள்ள அரோமாட்டிக் சேர்மங்களாக அது வெற்றிகரமாக மாற்றியது. ஒற்றை-அணு கேட்டலிஸ்டுகள் உயிர்ப்பொருள் மாற்றத்தின்போது எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதற்கான விரிவான சித்திரத்தை இந்த முடிவுகள் அளிக்கின்றன. மேலும் மிகச் சுழற்சி நிலையான, உயிர்ப்பொருள் அடிப்படையிலான வேதிப்பொருள் தொழில்துறை நோக்கிய மாற்றத்திற்கு இந்த அணுகுமுறை உதவக்கூடும் என ஆய்வாளர்கள் கூறுகின்றனர்.

"இந்தக் கேட்டலிஸ்டுகள் அணு அளவில் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைத் துல்லியமாகப் புரிந்துகொள்வது எங்களுக்கு உதவுகிறது". புதுப்பிக்கத்தக்க மூலவளங்களை மதிப்புமிக்க வேதிப்பொருட்களாக மாற்றுவதற்கான சிறந்த பொருட்களை வடிவமைக்க இது உதவும் என வேதியியல் பொறியியல் விரிவுரையாளர் டாக்டர் கிறிஸ்டோபர் பார்லெட் தெரிவித்தார்.