गंधक (सल्फर) हे अधातुवर्गीय मूलद्रव्य आहे. त्याच्या अब्जांश कणांची निर्मिती भौतिक, रासायनिक, जैविक अशा विविध पद्धतींनी केली जाते. या कणांच्या निर्मितीसाठी सूक्ष्म कलीलीय (Micro-emulsion) तंत्राचा उपयोग मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. या पद्धतीचे वैशिष्ट्य म्हणजे यामध्ये अब्जांश कणांचा आकार व आकार-स्थिरता यांवर नियंत्रण ठेवता येते. जरूरीप्रमाणे अब्जांश कणांच्या अणु-रेणूंची लांबी-रुंदी राखता येते. हायड्रोजन सल्फाइडचे ऑक्सिडीकरण (Oxidation) करून सल्फरचे अब्जांश कण तयार करता येतात. त्यासाठी लोह-ग्राभन (Fe-Chelation) या प्रक्रियेचा अवलंब करतात. पृष्ठक्रियाकारी (Surfactant) रसायनांचा वापर करून देखील अब्जांश कणांची निर्मिती केली जाते. सोडियम थायोसल्फेट (Sodium thiosulfate, Na2S2O3.5H2O) या रसायनावरती आम्लवर्गीय पदार्थांची प्रक्रिया करून सल्फरचे अब्जांश कण निर्माण करण्याची एक पद्धत आहे. जलीय अपघटन (Hydrolysis) प्रक्रिया करून अब्जांश कण निर्मिती करण्यामध्ये काही संशोधकांनी यश मिळवले आहे. सल्फर-सिस्टाईनच्या द्रावणापासून अब्जांश कणांची निर्मिती करताना श्राव्यातीत (Ultrasonic) ध्वनीलहरींचा वापर करतात.
अब्जांश कणांची निर्मिती केल्यावर ते अलग करून शुद्ध स्वरूपात मिळवणे गरजेचे असते. परंतु, हे काम बरेच जिकीरीचे असते. यासाठी डायमिथाईल सल्फॉक्साईड (Dimethyl sulphoxide, C2H6OS) किंवा पॉलिएथिलिन ग्लायकॉल (Polyethylene glycol) या विद्राव्यकाचा उपयोग करतात. मेलिया देजारस (Meliya dejaras) या वनस्पतीचा उपयोग करून वैज्ञानिकांनी पर्यावरण-अनुकूल (Eco-friendly) पद्धतीने सल्फरचे अब्जांश कण तयार केले आहेत. ही पद्धत विद्युत्-रासायनिक तंत्रावर आधारलेली आहे. त्यामध्ये या वनस्पतींच्या पानांचा अर्क तयार करून त्यात विशिष्ट प्रमाणात सोडियम थायोसल्फेट याचे द्रावण मिसळतात. त्यामध्ये सायट्रिक आम्लाचे (Citric acid) द्रावण सावकाश मिसळल्यावर ३५—६५ नॅनोमीटर आकाराचे सल्फरचे अब्जांश कण तयार होऊ लागतात. हे कण द्रावणातून अलग करण्यासाठी पाणी आणि अल्कोहोलचा वापर करतात. मात्र या दोन्ही विद्रावणाचे तापमान नियंत्रित ठेवणे अत्यंत आवश्यक असते. या पद्धतीमध्ये सल्फरच्या अब्जांश कणांचे विविध आकाराचे स्फटिक कण तयार होतात. ही पद्धत कृतीच्या दृष्टीने इतर पद्धतीपेक्षा अधिक सुलभ आहे.
सल्फरचे अब्जांश कण कृषी तंत्रज्ञान, वैद्यकशास्त्र, रासायनिक उद्योग, औषधनिर्मिती, पॉलिमर आणि वस्त्रोद्योग, कागद-निर्मिती उद्योग अशा अनेक क्षेत्रांत वापरले जातात. भावीकाळामध्ये स्वयंचलित वाहने चालवण्यासाठी सल्फर अब्जांश कणांचा वापर केलेले विद्युत्-घट (बॅटरी) वापरण्यात येतील. त्यामध्ये ‘लिथियम सल्फर’ सारख्या सल्फरयुक्त रसायनांचा उपयोग करावा लागणार आहे. अशा विद्युत्-घटांची कार्यक्षमता व टिकाऊपणा वाढवण्यासाठी सल्फरच्या अब्जांश कणांची गरज मोठ्या प्रमाणावर भासणार आहे. साहजिकच सल्फरच्या अब्जांश कणांचे महत्त्व पुढील काळात वाढत जाणार आहे.
कृषीक्षेत्रात कीडनाशक म्हणून सल्फरच्या अब्जांश कणांचा वापर होतो. द्राक्षे, स्ट्रॉबेरी, आंबा, पेअर, पीच, सफरचंद, भाजीपाला इत्यादी कृषी-उत्पादनांची निर्मिती करताना जी कीडनाशक रसायने वापरली जातात त्यांत बुरशीनाशक प्रभावी घटक म्हणून सल्फरच्या अब्जांश कणांचा वापर केलेला असतो. काही कृषी-खतांमध्ये देखील सल्फरच्या अब्जांश कणांचा वापर केलेला असतो. सल्फर अब्जांश कणांमध्ये कर्करोग प्रतिबंधक जिवाणू-नाशक गुणधर्म आहेत. त्यामुळे वैद्यकीय निदान व उपचार यासाठी देखील या कणांचा वापर केला जातो. त्यामुळेच या कणांच्या वैद्यकीय उपयोगासंबंधी जागतिक स्तरावर आता मोठ्या प्रमाणावर संशोधन चालू आहे. पिण्याच्या पाण्यात आरोग्याच्या दृष्टीने अपायकारक असे क्रोमियम ऑक्साईडयुक्त (Chromium oxide) रासायनिक घटक असतात. सल्फरचे अब्जांश कण वापरून या रासायनिक घटकांचे रूपांतर क्रोमियमच्या वेगळ्या संयुगात करता येते व त्यामुळे पाणी पिण्यास योग्य होते.
औद्योगिक क्षेत्रात टिकाऊ आणि चांगल्या दर्जाच्या रबराची निर्मिती करताना नैसर्गिक रबरावर व्हल्कनीकरण (Vulcanization) ही प्रक्रिया करण्यासाठी सल्फरच्या अब्जांश कणांचा उपयोग करतात. रंगनिर्मिती, कागदनिर्मिती, खतनिर्मिती, बंदुकीची दारू निर्मिती, प्लॅस्टिक-पॉलिमर उद्योग इत्यादी विविध उद्योगांमध्ये सल्फरच्या अब्जांश कणांचा वापर पुढील काळात वाढतच जाणार आहे. त्यामुळे सल्फर अब्जांश कण हे बहुगुणी व बहुउपयोगी आहेत.
संदर्भ :
- Aniruddha Deshpande et al., Nanoscale Research Letters (2008) 3 (6) p. 221-229.
- Mojtaba Shamsipur et al., MicrochimicaActa (2011), 173 p. 221-229.
- Nida M. Salem et al., Journal of Agricultural Science (2016), 8 p. 188-194.
समीक्षक : वसंत वाघ
