आता रेशीम किडेच देणार रंगीत कोष
पुणे आणि म्हैसूर येथील संशोधकांचे संशोधन
सुमारे पाच हजार वर्षापूर्वी पासून रेशीम किड्यांची पैदास, त्यातून पांढऱ्या चमकदार रंगाचे रेशीम धागे आणि त्यापासून रेशमी वस्त्रांची निर्मिती केली जाते. त्यावर रंग देण्यासाठी कृत्रिम रंगाचा वापर केला जातो. या प्रक्रियेमध्ये अनेक विषारी धातूंचा समावेश होतो. तो टाळण्यासाठी भारतीय संशोधकांनी रेशीम किड्यांना रंगवलेल्या पाने खाऊ घालून, त्यापासून नैसर्गिकरीत्या रंगीत रेशीम मिळवण्याची पद्धती विकसित केली आहे. या संशोधनाचे निष्कर्ष जर्नल एसीएस सस्टेनेबल केमिस्ट्री ऍण्ड इंजिनियरींग मध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहेत.
पुणे येथील राष्ट्रिय रासायनिक प्रयोगशाळेतील संशोधक अनुया निसळ, हसन मोहम्मद,सुयना पन्नेरी, सयाम सेन गुप्ता, आशिष लेले, मुग्धा गाडगीळ, हरिष खंडेलवाल, स्नेहल मोरे, आर. सीता लक्ष्मण आणि म्हैसूर येथील केंद्रिय रेशीम संशोधन आणि प्रशिक्षण संस्थेतील संशोधक कनिका त्रिवेदी , रमेश मनचला, निर्मल कुमार यांनी एकत्रित रीत्या हे संशोधन केले आहे.
-------------------
सध्या रेशीम धाग्यांना रंगविण्याची पद्धती अशी आहे...
- धागे ब्लिच करणे, धुणे आणि पिळणे या प्रक्रियेसाठी मोठ्या प्रमाणात पाणी लागते.
- रंगविण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या कृत्रिम रंगामध्ये एझो डाईजचा वापर होतो. हे रंग विषारी असतात. त्यामुळे रंगविण्याच्या उद्योगामध्ये निर्माण होणाऱ्या सांडपाण्यामध्ये विषारी घटकांचे प्रमाण प्रचंड असते. पर्यायाने परिसरातील जल स्रोतांच्या प्रदुषणामध्ये वाढ होते. ते पिण्यायोग्य राहत नाही.
- काही ठिकाणी या सांडपाण्यावर प्रक्रिया करून विषारी धातूंचे प्रमाण कमी करण्याचा प्रयत्न केला जातो. मात्र, ते पुर्णांशाने शक्य होत नाही.
--------------------------
अशी आहे नवी पद्धती
- संशोधकांनी रेशीम किड्यांना रंग दिलेली पाने खाऊ घातली. त्यामुळे रेशीम किड्यांच्या शरीरात रंगांनी शिरकाव केला. त्यापासून कोष तयार होताना कोष पांढऱ्या रंगाऐवजी पानांच्या रंगाचे झाले.
- या आधी सिंगापूर व म्हैसूर येथे एकाच रंगाचे प्रयोग रेशीम किड्यावर करण्यात आले होते. हा रंग वस्त्रोद्योगामध्ये मोठ्या प्रमाणातील उत्पादनासाठी महागडा ठरतो.
- त्यानंतर एनसीएल आणि म्हैसूर येथील संशोधकांनी प्रथमच कमी खर्चाच्या (ऍझो डाईज) आणि अर्ध्यापेक्षा अधिक वस्त्रोद्योगामध्ये सर्वसामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या रंगावर प्रयोग केले आहेत.
---
असे झाले प्रयोग ः
- तुतीच्या पानांवर रंग फवारून किंवा रंगामध्ये बुडवून त्यांचा वापर रेशीम अळ्यांच्या (Bombyx mori) खाद्यासाठी करण्यात आला.
- चमकदार पिवळा, गडद लाल, पिवळसर भगव्या रंगाचे दोन प्रकार, काळा, लाल, सुडान या सारख्या सात रंगाचे प्रयोग केले. त्यांना डी1 ते डी 7 अशी नावे दिली.
सुधारीत खाद्य बनविण्याची पद्धती ः
- रेशीम किड्यांच्या अळीला पाचव्या अवस्थेमध्ये ताज्या तुतीची पाने देण्यात आली. चौथ्या आणि पाचव्या दिवशी अळीला सुधारीत खाद्य देण्यात आले. सुधारीत खाद्य तयार करण्यासाठी पाने रंग विरघळलेल्या पाण्यामध्ये बुडवली किंवा त्याची फवारणी केली. रंगाच्या द्रावणाचे चित्र एस1 मध्ये दाखवलेले आहे. ही ओली पाने हवेमध्ये वाळवून रेशीम किड्याना खाऊ घातली. काही रेशीम किड्यांना व्यावसायिक रीतीने उपलब्ध तुती भुकटीचा खाद्य म्हणून वापर केला. या भुकटीमध्ये द्रावणाच्या प्रमाणात रंग मिसळण्यात आले. या दोन्ही पद्धतीचे कोषांच्या रंगाच्या परिणामाचे निष्कर्ष समान आले.
- या सुधारीत रंगाच्या खाद्यामुळे रेशीम किड्यांच्या वाढीमध्ये कोणताही फरक दिसून आला नाही.
- वरील सातपैकी डी 4, डी 5, डी 6 हे तीन रंग (डाय) अळ्यांच्या शरीरामध्ये जमा होत असल्याचे दिसून आले आहेत. त्यामागील कारणांचा अभ्यास केला गेला. पाण्यामध्ये विरघळणाऱ्या व पाण्याला दूर ठेवण्याच्या गुणधर्मांचा योग्य समन्वय असलेल्या रंगाचा या पद्धतीमध्ये वापर करणे शक्य असल्याचे दिसून आले.
------------------
आलेख ः कोष, सेरिसीन आणि फिब्रॉइन या तीनही घटकातील रंगाचे प्रमाण
- रंगाचे प्रमाण ( मायक्रोग्रॅम) भागिले कोष (मिलिग्रॅम)
- रासायनिक गुणधर्म आणि पाण्यात विरघळण्याची क्षमता (पार्टिशन कोइफिशंट)
- आलेखात काळ्या रंगामध्ये कोष, हिरव्या रंगामध्ये फिब्रोसीन आणि लाल रंगामध्ये सेरीसीन दिसत आहेत
- कोषातील रेशीम धाग्यात सिब्रॉइन आणि फिब्रॉइन हे दोन घटक असतात. सिब्रॉइनपासून बाह्य संरक्षण कवच तयार होते, तर फिब्रॉइन हे मुख्यतः प्रथिनांच्या स्वरुपात असते.
------------------
छायाचित्र 1 ः
अ. (Bombyx mori) या रेशीम अळ्यांची वाढ डी5 या रंगाने फवारलेल्या तुतीच्या पानावर केली.
ब. चंद्रिकेवर कोष निर्मितीसाठी कार्यरत अळ्या.
क. रंगीत कोष
ड. रंगीत कोषापासून मिळवलेल्या रेशीम धागे.
-------------------
छायाचित्र 2ः
रेशीम किड्यांच्या शरीरातील रंगाचे प्रमाण मोजण्यासाठी त्यांचे शरीर विच्छेदन केले असता खालील बाबी दिसून आल्या.
ए. साधी तुतीची पाने खाऊ घातलेल्या रेशीम किड्याचा अंतर्भाग हा पांढरा किंवा रंगहिन होता. तसेच डी1 ते डी3 या रंगाच्या पानांचा खाद्यात समावेश असलेल्या रेशीम किड्यांचा अंतर्भागही रंगहिन किंवा पांढरा राहिला.
बी. ते डी. ः डी4 ते डी6 रंगाचे खाद्य दिलेल्या रेशीम किड्याचा अंतर्भाग.
- डी5 ( मॉर्डंट ब्लॅक) रंगाचा परिणाम हा डी4 ( ऍसीड ऑरेंड2) आणि डी6 ( डायरेक्ट ऍसीड फास्ट रेड) या दोन रंगापेक्षा कमी असल्याचे दिसून आले.
- कोणते रंग रेशीम किड्यामध्ये ग्राह्य होऊन, त्याचे रुपांतर कोषामध्ये होते, या विषयी अधिक अभ्यास करण्याची आवश्यकता यामुळे निर्माण झाली आहे.
---------------------
निष्कर्ष ः
- या पद्धतीने रंगीत कोष निर्मितीसाठी डाय किंवा रंगांमध्ये पाण्यात विरघळण्याचे (हायड्रोफिलॅसिटी) आणि पाण्याला दूर ठेवण्याच्या गुणधर्मांचा (हायड्रोफोबिसिटी ) योग्य समन्वय असणे गरजेचे आहे. पाण्यात अधिक विरघळणाऱ्या (डी1 ते डी3 ) किंवा पाण्याला अधिक दूर ठेवणाऱ्या रंगाचा (डी5 व डी7) वापर केल्यानंतर कोषामध्ये रंग उतरले नाहीत.
- योग्य समन्वय असलेल्या डी4 आणि डी6 या रंगाच्या वापराने मात्र चांगले निष्कर्ष मिळाले.
- रंगाचे व कोषातील प्रथिनांमध्ये त्यांच्या शोषले जाण्याचे रासायनिक विश्लेषण केले गेले. त्यातून लिपोफिलिसिटी (म्हणजेच रंग पाण्यात विरघळतोही, व पुर्ण प्रमाणात विरघळतही नाही, अशी अवस्था) हा रंगाचा गुणधर्म कोषातील दोन प्रथिनांसह रंग उतरण्याच्या क्रियेतील महत्त्वाचा घटक ठरत असल्याचे दिसून आले.
- या संशोधनासाठी पुणे येथील सीएसआयआर- राष्ट्रीय रासायनिक प्रयोगशाळा आणि म्हैसूर येथील मध्यवर्ती रेशीम संशोधन आणि प्रशिक्षण संस्था यांनी आर्थिक साह्य दिले होते.
--------
या संशोधनाचे काय फायदे होतील
वस्त्रोद्योगामध्ये धाग्यांना रंग देण्याच्या क्रियेमध्ये अनेक विषारी धातूंनी युक्त अशा रंगाचा समावेश असतो. या नव्या पद्धतीमध्ये नैसर्गिकरीत्या रंगांचा अंतर्भाव कोषात, धाग्यात होत असल्याने पाण्याचा अपव्यय टाळणे शक्य होणार आहे. जलस्रोतांचे प्रदूषण रोखण्यासाठी ही नवी पद्धत पर्यावरणपूरक ठरू शकते.
-----------------
http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/sc400355k
सुमारे पाच हजार वर्षापूर्वी पासून रेशीम किड्यांची पैदास, त्यातून पांढऱ्या चमकदार रंगाचे रेशीम धागे आणि त्यापासून रेशमी वस्त्रांची निर्मिती केली जाते. त्यावर रंग देण्यासाठी कृत्रिम रंगाचा वापर केला जातो. या प्रक्रियेमध्ये अनेक विषारी धातूंचा समावेश होतो. तो टाळण्यासाठी भारतीय संशोधकांनी रेशीम किड्यांना रंगवलेल्या पाने खाऊ घालून, त्यापासून नैसर्गिकरीत्या रंगीत रेशीम मिळवण्याची पद्धती विकसित केली आहे. या संशोधनाचे निष्कर्ष जर्नल एसीएस सस्टेनेबल केमिस्ट्री ऍण्ड इंजिनियरींग मध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहेत.
पुणे येथील राष्ट्रिय रासायनिक प्रयोगशाळेतील संशोधक अनुया निसळ, हसन मोहम्मद,सुयना पन्नेरी, सयाम सेन गुप्ता, आशिष लेले, मुग्धा गाडगीळ, हरिष खंडेलवाल, स्नेहल मोरे, आर. सीता लक्ष्मण आणि म्हैसूर येथील केंद्रिय रेशीम संशोधन आणि प्रशिक्षण संस्थेतील संशोधक कनिका त्रिवेदी , रमेश मनचला, निर्मल कुमार यांनी एकत्रित रीत्या हे संशोधन केले आहे.
-------------------
सध्या रेशीम धाग्यांना रंगविण्याची पद्धती अशी आहे...
- धागे ब्लिच करणे, धुणे आणि पिळणे या प्रक्रियेसाठी मोठ्या प्रमाणात पाणी लागते.
- रंगविण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या कृत्रिम रंगामध्ये एझो डाईजचा वापर होतो. हे रंग विषारी असतात. त्यामुळे रंगविण्याच्या उद्योगामध्ये निर्माण होणाऱ्या सांडपाण्यामध्ये विषारी घटकांचे प्रमाण प्रचंड असते. पर्यायाने परिसरातील जल स्रोतांच्या प्रदुषणामध्ये वाढ होते. ते पिण्यायोग्य राहत नाही.
- काही ठिकाणी या सांडपाण्यावर प्रक्रिया करून विषारी धातूंचे प्रमाण कमी करण्याचा प्रयत्न केला जातो. मात्र, ते पुर्णांशाने शक्य होत नाही.
--------------------------
अशी आहे नवी पद्धती
- संशोधकांनी रेशीम किड्यांना रंग दिलेली पाने खाऊ घातली. त्यामुळे रेशीम किड्यांच्या शरीरात रंगांनी शिरकाव केला. त्यापासून कोष तयार होताना कोष पांढऱ्या रंगाऐवजी पानांच्या रंगाचे झाले.
- या आधी सिंगापूर व म्हैसूर येथे एकाच रंगाचे प्रयोग रेशीम किड्यावर करण्यात आले होते. हा रंग वस्त्रोद्योगामध्ये मोठ्या प्रमाणातील उत्पादनासाठी महागडा ठरतो.
- त्यानंतर एनसीएल आणि म्हैसूर येथील संशोधकांनी प्रथमच कमी खर्चाच्या (ऍझो डाईज) आणि अर्ध्यापेक्षा अधिक वस्त्रोद्योगामध्ये सर्वसामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या रंगावर प्रयोग केले आहेत.
---
असे झाले प्रयोग ः
- तुतीच्या पानांवर रंग फवारून किंवा रंगामध्ये बुडवून त्यांचा वापर रेशीम अळ्यांच्या (Bombyx mori) खाद्यासाठी करण्यात आला.
- चमकदार पिवळा, गडद लाल, पिवळसर भगव्या रंगाचे दोन प्रकार, काळा, लाल, सुडान या सारख्या सात रंगाचे प्रयोग केले. त्यांना डी1 ते डी 7 अशी नावे दिली.
सुधारीत खाद्य बनविण्याची पद्धती ः
- या सुधारीत रंगाच्या खाद्यामुळे रेशीम किड्यांच्या वाढीमध्ये कोणताही फरक दिसून आला नाही.
- वरील सातपैकी डी 4, डी 5, डी 6 हे तीन रंग (डाय) अळ्यांच्या शरीरामध्ये जमा होत असल्याचे दिसून आले आहेत. त्यामागील कारणांचा अभ्यास केला गेला. पाण्यामध्ये विरघळणाऱ्या व पाण्याला दूर ठेवण्याच्या गुणधर्मांचा योग्य समन्वय असलेल्या रंगाचा या पद्धतीमध्ये वापर करणे शक्य असल्याचे दिसून आले.
------------------
आलेख ः कोष, सेरिसीन आणि फिब्रॉइन या तीनही घटकातील रंगाचे प्रमाण
- रासायनिक गुणधर्म आणि पाण्यात विरघळण्याची क्षमता (पार्टिशन कोइफिशंट)
- आलेखात काळ्या रंगामध्ये कोष, हिरव्या रंगामध्ये फिब्रोसीन आणि लाल रंगामध्ये सेरीसीन दिसत आहेत
- कोषातील रेशीम धाग्यात सिब्रॉइन आणि फिब्रॉइन हे दोन घटक असतात. सिब्रॉइनपासून बाह्य संरक्षण कवच तयार होते, तर फिब्रॉइन हे मुख्यतः प्रथिनांच्या स्वरुपात असते.
------------------
छायाचित्र 1 ः
ब. चंद्रिकेवर कोष निर्मितीसाठी कार्यरत अळ्या.
क. रंगीत कोष
ड. रंगीत कोषापासून मिळवलेल्या रेशीम धागे.
-------------------
छायाचित्र 2ः
रेशीम किड्यांच्या शरीरातील रंगाचे प्रमाण मोजण्यासाठी त्यांचे शरीर विच्छेदन केले असता खालील बाबी दिसून आल्या.
बी. ते डी. ः डी4 ते डी6 रंगाचे खाद्य दिलेल्या रेशीम किड्याचा अंतर्भाग.
- डी5 ( मॉर्डंट ब्लॅक) रंगाचा परिणाम हा डी4 ( ऍसीड ऑरेंड2) आणि डी6 ( डायरेक्ट ऍसीड फास्ट रेड) या दोन रंगापेक्षा कमी असल्याचे दिसून आले.
- कोणते रंग रेशीम किड्यामध्ये ग्राह्य होऊन, त्याचे रुपांतर कोषामध्ये होते, या विषयी अधिक अभ्यास करण्याची आवश्यकता यामुळे निर्माण झाली आहे.
---------------------
निष्कर्ष ः
- या पद्धतीने रंगीत कोष निर्मितीसाठी डाय किंवा रंगांमध्ये पाण्यात विरघळण्याचे (हायड्रोफिलॅसिटी) आणि पाण्याला दूर ठेवण्याच्या गुणधर्मांचा (हायड्रोफोबिसिटी ) योग्य समन्वय असणे गरजेचे आहे. पाण्यात अधिक विरघळणाऱ्या (डी1 ते डी3 ) किंवा पाण्याला अधिक दूर ठेवणाऱ्या रंगाचा (डी5 व डी7) वापर केल्यानंतर कोषामध्ये रंग उतरले नाहीत.
- योग्य समन्वय असलेल्या डी4 आणि डी6 या रंगाच्या वापराने मात्र चांगले निष्कर्ष मिळाले.
- रंगाचे व कोषातील प्रथिनांमध्ये त्यांच्या शोषले जाण्याचे रासायनिक विश्लेषण केले गेले. त्यातून लिपोफिलिसिटी (म्हणजेच रंग पाण्यात विरघळतोही, व पुर्ण प्रमाणात विरघळतही नाही, अशी अवस्था) हा रंगाचा गुणधर्म कोषातील दोन प्रथिनांसह रंग उतरण्याच्या क्रियेतील महत्त्वाचा घटक ठरत असल्याचे दिसून आले.
- या संशोधनासाठी पुणे येथील सीएसआयआर- राष्ट्रीय रासायनिक प्रयोगशाळा आणि म्हैसूर येथील मध्यवर्ती रेशीम संशोधन आणि प्रशिक्षण संस्था यांनी आर्थिक साह्य दिले होते.
--------
या संशोधनाचे काय फायदे होतील
वस्त्रोद्योगामध्ये धाग्यांना रंग देण्याच्या क्रियेमध्ये अनेक विषारी धातूंनी युक्त अशा रंगाचा समावेश असतो. या नव्या पद्धतीमध्ये नैसर्गिकरीत्या रंगांचा अंतर्भाव कोषात, धाग्यात होत असल्याने पाण्याचा अपव्यय टाळणे शक्य होणार आहे. जलस्रोतांचे प्रदूषण रोखण्यासाठी ही नवी पद्धत पर्यावरणपूरक ठरू शकते.
-----------------
http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/sc400355k
