ट्रॅक्टरच्या ट्रेलरवरही उभारता येईल शीतकक्ष

ट्रॅक्टरच्या ट्रेलरवरही उभारता येईल शीतकक्ष

- इंधन पेशींवर चालणारी शीतकरण प्रणाली कमी ऊर्जेतही देते अधिक कार्यक्षमता


शेतीमाल एका जागेवरून दुसऱ्या ठिकाणी नेण्यासाठी रेफ्रिजरेटेड व्हॅन आवश्यक असतात. मात्र त्यांची निर्मिती आणि देखभालीचा खर्च अधिक असल्याने शेतकरी वापरू शकत नाहीत. मात्र शीतकरण प्रणाली चालविण्यासाठी इंधन पेशींचा वापर करण्याचे तंत्रज्ञान अमेरिकी ऊर्जा विभागाच्या प्रयोगशाळेमध्ये विकसित करण्यात आले आहे. हे तंत्रज्ञान वापरून छोट्या आकाराच्या डिझेल इंजिनद्वारे बंदिस्त ट्रेलरमध्ये शीतकरण करणे शक्य होणार आहे.

काढणीपश्चात शेतीमालाचे मोठ्या प्रमाणात नुकसान होते. हे नुकसान टाळण्यासाठी शीतसाखळीचा अवलंब केला जातो. मात्र, शीतगृहे आणि रेफ्रिजरेटेड व्हॅन यांच्या निर्मितीच्या आणि देखभालीचा खर्च मोठा असल्याने विकसनशील देशातील शेतकऱ्यांना हा खर्च परवडत नाही. त्यावर अमेरिकी ऊर्जा विभागाच्या पॅसिफिक वायव्य राष्ट्रीय प्रयोगशाळेतील संशोधकांनी फ्युयल सेल (इंधन पेशी) च्या माध्यमातून शेतीमालाचे तापमान कमी करण्याची पद्धती शोधून काढली आहे. ही पद्धती साध्या लहान डिझेल इंजिनच्या साह्याने चालविता येत असल्याने ट्रॅक्टरच्या बंदिस्त ट्रेलरवरही बसविता येऊ शकते.
सध्या रेफ्रिजरेटेड व्हॅनच्या एकूण संख्येपैकी एक चतुर्थांश व्हॅन या मुख्य डिझेल इंजीनशी जोडलेल्या असतात. त्यामुळे अधिक क्षमतेच्या इंजीनची आवश्यकता रेफ्रिजरेटेड व्हॅनसाठी लागते. नव्या तंत्रानुसार, रेफ्रिजरेटेड ट्रकसाठी इंधन पेशींचा वापर करण्यात येतो. या उपकरणामध्ये हवा आणि हायड्रोजनच्या रासायनिक प्रक्रियांमधून विद्यूत ऊर्जा निर्माण केली जाते. या प्रक्रियेत उष्णता आणि पाणी हे घटक बाहेर टाकले जातात.  या प्रक्रियेविषयी माहिती देताना संशोधक क्रिस्टोन ब्रुकस यांनी सांगितले, की इंधन पेशींचा वापर ट्रेलरवरील रेफ्रिजरेशनसाठी केला आहे. त्यासाठी केवळ एक लहान डिझेल इंजीन किंवा विद्यूत मोटार लागते. कमी ऊर्जेमध्ये शीतकरणासाठीचे कॉम्प्रेसर चालवले जाते. इंधन पेशींमुळे स्वच्छ, शांत आणि कार्यक्षम ऊर्जा पर्याय उपलब्ध झाला आहे.

प्रदूषण कमी करण्यासाठी ठरतील उपयुक्त
 रेफ्रिजरेटेड उद्योगातील अंदाजानुसार, अमेरिकेमध्ये मुख्य इंजीनच्या ऊर्जेवर चालणारे अंदाजे तीन लाख ट्रक धावत आहेत. इंधन पेशीवर चालणाऱ्या लहान डिझेल इंजीनच्या साह्याने त्यातील मुख्य इंजिनवरील भार कमी करणे शक्य आहे. त्यातून इंधनामध्ये प्रति इंजीन सुमारे 10 गॅलन डिझेलची बचत होऊ शकते. ही ऊर्जा स्वच्छ असल्याने प्रदूषणात घट आणि आवाजाचे प्रदुषणही कमी होण्यास मदत होईल.

निर्मिती वाढली की खर्च होईल आणखी कमी
- इंधन पेशी तंत्रज्ञानातील तज्ज्ञ जेमी हॉल्लाडे यांनी सांगितले, की इंधन पेशींचा वापर ऊर्जा क्षेत्रामध्येही करणे शक्य आहे. मात्र, त्यासाठी इंधन पेशी निर्मात्यांच्या संख्येत वाढ होण्याची आवश्यकता असून, किंमती कमी व्हायला हव्यात. - सध्या बांधकाम आणि वाहन उद्योगामध्ये या पद्धतींचा वापर होतो. खर्चात बचत होण्यासाठी हे तंत्रज्ञान उपयुक्त ठरू शकते.
- सध्या हे तंत्रज्ञान व उपकरणे महाग असली तरी त्याची उच्च कार्यक्षमता आणि शुन्य उत्सर्जन हे दोन महत्त्वाचे गुणधर्म आहेत. काही गोदामामध्ये ऊर्जेसाठी त्याचा वापर होत आहे. न्युवेरा या खासगी इंधन पेशी निर्मात्यासोबत थर्मो किंग ही कंपनी अशा प्रकारचे ट्रक बनविण्यासाठी काम करत आहे.  या ट्रकमधून अन्नपदार्थांचे सॅन ऍन्टोनियो, टेक्सास कॅलिफोर्निया आणि रिव्हरसाईड या ठिकाणी वहन केले जाणार आहे.
--------------------------------------
इंधन पेशी कशा प्रकारे कार्य करतात-
-1- ऍनोडच्या एका बाजूला असलेल्या प्लेटसमधून हायड्रोजन इंधन प्रवाहित केले जाते. तर कॅथोडच्या बाजूला असलेल्या प्लेटसमधून हवा किंवा ऑक्सिजन प्रवाहित केली जाते.
-2- ऍनोडमध्ये प्लॅटिनम धातूंचा संप्रेरक वापरलेला असतो, त्यामुळे हायड्रोजनचे धन हायड्रोजन आयन (प्रोटॉन) आणि ऋण इलेक्ट्रॉनमध्ये विभाजन होते.
-3- पॉलिमर इलेक्ट्रोलाईट मेम्ब्रेन (पीईएम) हे फक्त धन विद्यूत भार असलेल्या आयनना पुढे कॅथोडकडे जाऊ देते. ऋण विद्यूत भार असलेल्या इलेक्ट्रॉनना बाह्य मार्गांने कॅथोडपर्यंत जावे लागते. त्यामुळे वीजेचा प्रवाह तयार होतो.  
-4- कॅथोडमध्ये इलेक्ट्रॉन आणि धन भारीत हायड्रोजन यांचे ऑक्सिजनशी संयोग होतो. त्यातून पाणी तयार होते. हे पाणी उपकरणाच्या बाहेर काढले जाते.

या संपुर्ण प्रक्रियेत पाणी आणि उष्णता या शिवाय काहीही उत्सर्जन होत नाही. त्यामुळे  पर्यावरणाच्या दृष्टीने स्वच्छ ऊर्जा निर्मितीसाठी ही पद्धती फायदेशीर ठरते.

ग्राफिकसाठी शब्द
- हायड्रोजन वायू--हायड्रोजनच्या प्रवाहाचे क्षेत्र--आधारासाठीचे थर--हवा (ऑक्सिजन)--ऑक्सिजनच्या प्रवाहाचे क्षेत्र
--न वापरलेला हायड्रोजन वायू-- ऍनोड--पॉलिमर इलेक्ट्रोलाईट मेम्ब्रेन--कॅथोड-- पाणी-- विजेचा प्रवाह--दिवा.

http://www.fueleconomy.gov/feg/fcv_pem.shtml

ताण सहनशीलता विकसनासाठी उपयुक्त प्रथिनांचा घेतला शोध

ताण सहनशीलता विकसनासाठी उपयुक्त प्रथिनांचा घेतला शोध

डार्टमाऊथ येथील संशोधकांनी पिकांच्या मुळांतील पाणी आणि अन्नद्रव्ये घेण्यामध्ये कार्यरत असलेले महत्त्वाचे प्रथिन ओळखले आहे. त्यामुळे पाण्याच्या ताणांच्या किंवा अतिपाण्यामध्ये पिकांचे चांगल्या प्रकारे उत्पादन घेण्यासाठी हे संशोधन उपयुक्त ठरणार आहे. हे संशोधन पीएनएएस या संशोधनपत्रिकेमध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे.

जमिनीतील पाणी घेण्यासाठी वनस्पतींची मुळे इन्डोडर्मिस किंवा आंतरत्वचेचा वापर दरवाज्यासारखा करत असतात. त्यातून योग्य प्रमाणात पाणी घेताना अन्नद्रव्यांचे शोषण करून वनस्पतीच्या वरील अवयवापर्यंत पोचवले जाते. यामध्ये कॅस्परियन स्ट्रिप हा पेशीय अडथळ्याचे काम करतो. त्याचा फायदा पाण्याची कमतरता, अधिक पाणी किंवा अधिक क्षारता असताना ताण सहन करण्यामध्ये होतो. कॅस्परियन स्ट्रिप निर्मितीच्या प्रक्रियेसाठी कारणीभूत जनुकाची फारशी माहिती आजवर उपलब्ध नव्हती. या प्रक्रियेची माहिती मिळविण्यासाठी डार्डमाऊथ, अर्बेडिन विद्यापीठ आणि ल्युझॅन विद्यापीठातील संशोधकांच्या गटाने संशोधन केले आहे.
या अभ्यासामध्ये संशोधकांनी कॅस्परियन स्ट्रिपच्या सुरवातीच्या काळामध्ये कार्यरत असलेले इएसबी1 हे प्रथिन ओळखले आहे. हेच कॅस्परियन स्ट्रिप पक्व झाल्यानंतप त्याचे रुपांतर पुढे लिग्निन या अधिक कठिण असलेल्या घटकामध्ये होऊन वनस्पतीला ताकद मिळते. या लिग्निनची साठवण विवध प्रकारच्या पेशींमध्ये होते. त्याचा उपयोग वनस्पतींसाठी पर्यावरणातील ताणासाठी सहनशीलता मिळण्यासाठी होतो.

असे होतील फायदे
- लिग्निन साठवणीच्या प्रक्रियेची अधिक माहिती संशोधकांना उपलब्ध झाल्यास त्याचा फायदा पिकांच्या उत्पादनवाढीसाठी होऊ शकतो.
- ज्या ठिकाणी पिकासाठी योग्य वातावरण उपलब्ध नाही, अशा ठिकाणी जैवइंधनासाठी सहनशील पिकांच्या जाती विकसित करणे शक्य होईल.

-------------
जर्नल संदरर्भ ः
Prashant S. Hosmani, Takehiro Kamiya, John Danku, Sadaf Naseer, Niko Geldner, Mary Lou Guerinot, and David E. Salt. Dirigent domain-containing protein is part of the machinery required for formation of the lignin-based Casparian strip in the root. PNAS, August 12, 2013 DOI: 10.1073/pnas.1308412110

रोपांच्या वाढीवर परिणाम करतो कुंड्यांचा रंग

रोपांच्या वाढीवर परिणाम करतो कुंड्यांचा रंग

मुळांच्या परिसरातील तापमान ठरते पिकाच्या वाढीसाठी निर्णायक

रोपाच्या वाढीवर व आरोग्यावर कुंड्यांच्या रंगाचा परिणाम होत असल्याचे कान्सास राज्य विद्यापीठातील फळबाग शास्त्र विभागातील संशोधक जॉन मार्खम (तृतीय),  डेल ब्रेमर, चार्ल बॉयर आणि केनेथ श्रोडर यांना दिसून आले आहे. रोपाच्या लागवडीसाठी साधारणतः काळ्या रंगाच्या प्लॅस्टिकच्या कुंड्यांचा वापर मोठ्या प्रमाणात केला जातो. मात्र, या संशोधनाच्या निष्कर्षानंतर कुंड्या निर्मिती उद्योगामध्ये मोठ्या प्रमाणात बदल करण्याची गरज दिसून आली आहे. हे संशोधन हॉर्टी सायन्स या संशोधनपत्रिकेमध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे.
रोपांची निर्मिती करताना सुरवातीच्या काळात अत्यंत काळजी घेण्याची आवश्यकता असते. रोपवाटिकेमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या काळ्या रंगाच्या कुंड्यांमुळे उष्णता शोषून घेतली जाते. पर्यायाने रोपांच्या मुळांच्या परिसरामध्ये तापमानात वाढ होते. ही वाढ 30 अंश सेल्सिअसपेक्षा जास्त असल्यास, त्यांच्या रोपाच्या वाढीवर विपरीत परिणाम होतोत. काही पिकांच्या बाबतील हे तापमान 39 अंश सेल्सिअसपेक्षा अधिक झाल्यास रोपांची वाढ पुर्णपणे थांबत असल्याचे अभ्यासात दिसून आले आहे. मुळांच्या परिसरात अधिक तापमान असलेल्या रोपामध्ये कुज रोगाचे प्रमाण वाढतो, फुलांची संख्या व दर्जा कमी होते. तसेच पिकांच्या वाढीच्या अवस्थेत भौतिक आणि प्रकाश संश्लेषण, बाष्पोत्सर्जन या सारख्या जैवरासायनिक प्रक्रियामध्ये बदल होतात. तापमान वाढल्यास रोपांमध्ये कायमस्वरुपी इजा होऊन रोप मरू शकते.

असा झाला प्रयोग
संशोधकांनी रोपांच्या वाढीसाठी विविध रंगाच्या कुंड्याचा वापर करीत प्रयोग केला. सपाट आकाराच्या पांढऱ्या, चंदेरी आणि काळ्या रंगाच्या कुंड्यामध्ये बुश बीन्स, रेड मॅपल आणि इस्टर्न रेडबड यांची लागवड केली. तसेच काही झाडासाठी हिरव्या रंगाच्या कुंड्यांचा वापर केला. या पिकांमध्ये गडद काळ्या रंगाच्या कुंड्यातील मुळांच्या वाढीवर तसेच फुटव्यांच्या वाढीवर परिणाम दिसून आला.
- वाढीसाठी मातीशिवाय अन्य माध्यमांचा वापर केल्याने कुंड्यातील पाच सेंटीमीटर खोलीवरील दक्षिणेकडील , मध्यावरील तापमान मोजण्यात आले.
तसेच सातत्याने चार महिने विविध घटकांच्या निकषावर पिकांच्या वाढीचे मोजमाप घेण्यात आले.

निष्कर्ष ः
- तापमानाला संवेदनशील असलेल्या पिकांच्या वाढ पांढऱ्या रंगाच्या कुंड्यांमध्ये चांगली झाल्याचे दिसून आले. तसेच ज्या हिरव्या आणि काळ्या कुंड्यांना बाहेरून पांढरा रंग दिला होता, त्यामध्ये वाढ चांगली झाली.
- रेडबड यापेक्षा रेड मॅपल हे पीक अधिक तापमान संवेदनशील असल्याचे दिसून आले आहे. त्याची वाढ पांढऱ्या रंगाने रंगवलेल्या कुंड्यामध्ये चांगली होते.
- रेडबड या रोपांच्या वाढीवर कुंड्यांच्या रंगाचा फारसा परिणाम दिसून आला नाही.
- पांढऱ्या रंगाच्या कुंड्यामध्ये या दोन्ही पिकांची वाढ चांगली होत असून चंदेरी रंगामध्ये मुळांचा परिसर अधिक थंड राहत असल्याचे दिसून आले.
- त्यामुळे रोपवाटिकेमध्ये तापमान संवेदनशील पिकांसाठी पांढऱ्या रंगाच्या कुंड्या वापरल्यास फायदा होऊ शकतो.

टाकाऊ कॉन्क्रिट वाचवू शकते पाणी स्रोतातील स्फुरदाचे प्रदुषण

टाकाऊ कॉन्क्रिट वाचवू शकते
पाणी स्रोतातील स्फुरदाचे प्रदुषण

पाण्याच्या स्रोताचे स्फुरदामुळे होणारे नुकसान थांबविण्यासाठी दक्षिण डेन्मार्क वि्यापीठातील संशोधकांनी सोपा आणि स्वस्त उपाय शोधला आहे. या संशोधकांनी टाकाऊ सिंमेट कॉन्क्रिटच्या भुग्याचा वापर स्फुरद अडविण्यासाठी केला असून 90 टक्क्यापर्यंत स्फुरद रोखणे शक्य असल्याचे दिसून आले आहे.

वाढत्या शहरीकरणामुळे जुन्या इमारती पाडून त्या जागी नव्या इमारतीचे बांधकाम सातत्याने होत असते. या प्रक्रियेमध्ये जुन्या इमारतीच्या कॉन्क्रिटच्या भाग हे टाकाऊ समजले जातात. त्यांचे ढिग शहराबाहेरील कचऱ्यांच्या ठिकाणी दिसून येतात. या जुन्या आणि टाकाऊ समजल्या जाणाऱ्या कॉन्क्रिटच्या भुग्याचा वापर स्फुरदाला बांधून ठेवण्यासाठी होऊ शकत असल्याचे दक्षिण डेन्मार्क विद्यापीठातील पर्यावरण अभियांत्रिकीचे संशोधिका मेलॅनी सोन्डरप यांच्या अभ्यासात दिसून आले आहे. त्या बाबत माहिती देताना मेलॅनी सोन्डरप म्हणाल्या की, भुगा केलेल्या कॉन्क्रिटमध्ये त्याच्या वजनाच्या नव्वद टक्क्यांपर्यत स्फुरद बांधून ठेवण्याची क्षमता असल्याचे अभ्यासात दिसून आले आहे.
या संशोधनामध्ये पोस्ट पीएचडीच्या विद्यार्थिनी सारा इगेमोस आणि प्राध्यापक मोगेन्स फ्लिंट यांचाही समावेश होता. मार्च 2013 पासून या क्षमतेच्या चाचण्या घेण्यात येत असून या चाचण्या मार्च 2014 पर्यंत चालतील. मात्र, आतापर्यंत मिळालेल्या निष्कर्षातून हे तंत्र अधिक कार्यक्षम असल्याचे दिसून आले आहे.

अशी आहे स्फुरदाची समस्या
शेतीमध्ये स्फुरदयुक्त खताचा वापर होत असतो. त्यातील बहुतांश भाग हा पिकांना उपलब्ध न होता, जमिनीमध्ये स्थिर होतो. त्यानंतर आलेल्या पावसाने वाहिलेल्या पाण्याबरोबर परिसरातील पाण्याचे स्रोतामध्ये जाऊन मिसळतो. त्यामुळे पाण्याच्या प्रदुषणामध्ये वाढ होत असून, पाण्यातील जीवनावर त्याचा विपरीत परिणाम होतो. या पाण्यामध्ये शेवाळाचे प्रमाण वाढून, ऑक्सिजनचे प्रमाण कमी होते. पाण्यातील जलचरावर त्याचा परिणाम होत असल्याचे सोन्डरप यांनी सांगितले.

कॉन्क्रिटची गाळणयंत्रणा ठरते फायदेशीर
पाण्याच्या स्रोताकडे पाणी येत असताना त्यामध्ये भुगा केलेले कॉन्क्रिटची गाळण यंत्रणा वापरण्यात आल्याने सुमारे 90 टक्क्यापर्यंत स्फुरदाचे प्रमाण कमी होते. कॉन्क्रिटमधील सिमेंट हे कॅल्शिअमने परिपुर्ण असून त्यात ऍल्युमिनिअम आणि लोह असते. हे तिन्ही घटक स्फुरदाला बांधून ठेवतात.
- त्यासाठी कॉन्क्रिटच्या भुग्याचा आकार जितका कमी असेल, तितके फायद्याचे ठरते. अत्यंत बारीक बुगा हा मिलीमीटर आकाराच्या भुग्यापेक्षा अधिक स्फुरद रोखू शकतो.
- पहिल्या सहा महिन्यांच्या चाचण्यामध्ये वापरण्यात आलेल्या कॉन्क्रिटच्या गाळणयंत्रणेमधून वाहिलेले पाण्याचा सामू अधिक होता. कारण सिमेंट हे आम्लारी स्वरुपाचे असते. त्यासाठी या गाळणयंत्रणेमध्ये विटाच्या तुकड्यांचा किंवा लाईम वॉशचा समावेश केला असता ही समस्या दूर होण्यास मदत झाली.
- तसेच पाण्याचे आम्लारी गुणधर्म कमी करण्यासाठी त्यामध्ये आम्लाची प्रक्रिया केल्यास फायद्याचे दिसून आले आहे.  मात्र अधिक प्रयोगानंतर पाण्याचा सामू कमी करण्याची फारशी गरज नसल्याचे दिसून आले आहे.

जर्नल संदर्भ ः
Sara Egemose, Melanie J. Sønderup, Malde V. Beinthin, Kasper Reitzel, Carl Christian Hoffmann, Mogens R. Flindt. Crushed Concrete as a Phosphate Binding Material: A Potential New Management Tool. Journal of Environment Quality, 2012; 41 (3): 647 DOI: 10.2134/jeq2011.0134

पाण्यातून हायड्रोजन इंधन मिळविण्याचे नवे तंत्र विकसित

पाण्यातून हायड्रोजन इंधन मिळविण्याचे नवे तंत्र विकसित

 पाण्यातील हायड्रोजनचा इंधन म्हणून वापर करण्यासाठी कोलोरॅडो बाऊल्डर विद्यापीठातील संशोधकांच्या गटाने नवे तंत्र विकसित केले आहे.   सौर ऊर्जेचा कार्यक्षम वापर करून स्वच्छ आणि हरित इंधन तयार करता येऊ शकत असल्याचा विश्वास संशोधकांना आहे.  
खनिज इंधनाचे साठे मर्यादीत असल्याने भविष्यामध्ये नव्या इंधनाचा शोध घेण्यात येत आहे. भविष्यातील इंधनामध्ये हायड्रोजन हे स्वच्छ आणि पर्यावरणाच्या दृष्टीने फायदेशीर इंधन ठरणार आहे. पृथ्वीवर पाण्याची साठा मुबलक असून, या पाण्याच्या रेणूमध्ये असलेल्या दोन हायड्रोजनच्या अणूंना वेगळे करण्यासाठी सातत्याने विविध पद्धतींचा वापर केला जातो. मात्र, या पारंपरिक पद्धती या अधिक ऊर्जा आणि वेळ खाणाऱ्या आहेत. त्यासाठी सातत्यपू्र्ण तापमान नियंत्रणाची आवश्यकता असते. यावर कोलोरॅडो बाऊल्डर विद्यापीठातील संशोधक वेईमर, चार्ल्स मुसग्रेव्ह, पी. एचडी चे ख्रिस्तोफर मुहिच, पोस्टडॉक्टरेट चे संशोधक जाना मार्टिनेक यांच्यासह कायला वेस्टोन, पॉल लिची, क्षिनहूआ लियांग आणि ब्रायन इव्हान्को यांनी उपाय शोधला आहे.

...अशी आहे प्रक्रिया
या तंत्राबाबत माहिती देताना संशोधक ऍलन वेईमर यांनी सांगितले, की सूर्यप्रकाशाचा वापर करण्यासाठी सौर उष्णता प्रणालीचा वापर केला आहे. त्यांनी काहीशे फूट उंच अशा टॉवर वर हजारो काचाद्वारे प्रकाश परावर्तित व केंद्रीत करून उष्णता निर्माण केली जाते. साधारणतः 2500 अंश फॅरनहीट (1350 अंश सेल्सिअस) इतकी उष्णता गोळा केली जाते. ही उष्णता धातूंच्या ऑक्साईड असलेल्या रिऍक्टरमधून सोडली जाते. त्यामुळे धातूंचे ऑक्साईड गरम होऊन त्यातून ऑक्सिजन अणू बाहेर पडतो. रासायनिक रचनेमध्ये बदल होतो. एक ऑक्सिजनचा अणू कमी झाल्याने नवे संयूग ऑक्सिजन अणूंचा शोध घेते.  या प्रणालीमध्ये सूर्यप्रकाशाच्या ऊर्जेने उकळलेल्या पाण्यातून बाहेर पडणारी वाफ सोडली जाते. या वाफेतील ऑक्सिजन धातूच्या ऑक्साईडच्या पृष्ठभागाकडे ओढले जातात. त्यामूळ हायड्रोजनचे दोन अणू वेगळे होतात. हे अणू हायड्रोजन वायूच्या स्वरुपामध्ये गोळा केले जातात.  हे संशोधन सायन्य या संशोधन पत्रिकेमध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे. या संशोधनासाठी अमेरिकेच्या राष्ट्रीय शास्त्र फाऊंडेशन आणि ऊर्जा विभागाने मदत केली आहे.
- शाश्वत हायड्रोजन इंधनाच्या उत्पादनासाठी पाणी या संयूगाचे विभाजन ही कल्पना म्हणून जुनी असली तरी हे रुपांतर ऊर्जेच्या दृष्टीने परिपुर्ण असण्याची आवश्यकता होती. ती सौर ऊर्जेच्या वापराने पूर्ण होत असल्याचे या तंत्रज्ञानामध्ये दिसून येते.
- कॉन्सट्रेटेड सोलर सिस्टिम मध्ये भिंगाच्या साह्याने कागद किंवा कापूस जाळताना ज्या प्रमाणे सूर्यप्रकाशाचे एकत्रिकरण केले जाते. तीच पद्धती अधिक भिंगाच्या साह्याने वापरली जाते. या प्रक्रियेमध्ये तापमान 1350 अंश सेल्सिअसपेक्षा अधिक मिळवता येते. उष्ण तापमानाला धातूंचे प्रसरण आणि आकुंचण या क्रिया सहजतेने होऊ शकतात. त्यातून धातूंच्या रासायनिक गुणधर्मामध्ये होऊ शकतात.

नवे तंत्र आणि पूर्वीच्या पद्धती यातील फरक
-  ही प्रक्रिया अत्यंत सोपी असून, या पूर्वीच्या पद्धतीपेक्षा वेगळी आहे. या पद्धतीतील फरक स्पष्ट करताना संशोधक चार्ल्स मुसग्रेव्ह यांनी सांगितले, की पाण्यातील हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन अणूंचे विभाजन करण्याची दुहेरी रासायनित प्रक्रिया एकसमान तापमानावर होते. या आधी वापरण्यात आलेल्या पद्धतीमध्ये धातूंचे ऑक्साईड ऑक्सिजन अलग करण्यासाठी रिऍक्टरमध्ये गरम केले जाते. वेगळा झालेला ऑक्सिजन थंड करण्यात येतो. पुन्हा हायड्रोजन वेगळे करण्यासाठी वाफ सोडली जाते. यामध्ये ऊर्जेचा अपव्यय होतो.
- पारंपरिक पद्तीमध्ये तापमानावर सातत्याने नियंत्रण ठेवावे लागते. उष्ण आणि थंड वातावरणातील फऱक योग्य ठेवावा लागतो. मात्र नव्या तंत्रामध्ये दोन्ही क्रिया एकाच तापमानावर होत असल्याने प्रक्रियो सोपी व ऊर्जेच्या दृष्टीने कार्यक्षम होण्यास मदत झाली आहे. केवळ एका व्हॉल्ह च्या साह्याने संपूर्ण प्रक्रिया चालू किंवा बंद करता येते.
- पाण्याचे विभाजनाची दोन पायरीवर होणाऱ्या पारंपरिक पद्धतीमध्ये उष्णता आणि वेळ अधिक प्रमाणात वापरला जातो.


आता प्रवास संकल्पनेपासून प्रत्यक्षापर्यंत
नव्या कोलोरॅडो बाऊल्डर पद्धतीने लोह, कोबाल्ट, ऍल्युमिनिअम अशा विविध धातूंच्या ऑक्साईड पासून हायड्रोजन निर्मिती केली जाते. धातूंच्या प्रकारानुसार व वापरलेल्या वाफेच्या प्रमाणानुसार हायड्रोजन निर्मितीचे प्रमाण ठरते.
या प्रक्रियेसाठी सुमारे एक फूट व्यास आणि काही फूट लांबीचा रिऍक्टर तयार करण्यात आला आहे. या रिऍक्टरमध्ये धातूंचे ऑक्साईड भरून एकावर एक असे ठेवले जातात. अधिक हायड्रोजनच्या निर्मितीसाठी काही एकर क्षेत्रावरून सर्यप्रकाशाचे परावर्तन करून उष्णता मिळवावी लागते. असे अनेक टॉवर उभे करावे लागतात.
 - गेल्या दोन वर्षापासून या संकल्पनेवर कोलोरॅडो बाऊल्डर येथील संशोधकांच्या गटामध्ये काम सुरू होते.
संकल्पनेच्या पातळीवर हे संशोधन तयार झाल्यावर प्रत्यक्षामध्ये त्याची उभारणी करण्यामध्ये कोणत्या अडचणी येतात, हे पाहणे आवश्यक आहे. येत्या काही वर्षामध्ये या पद्धतीचे व्यावसायिक रुपांतर करण्यात येणार आहे. मात्र  हे इंधन स्वच्छ आणि हरित असल्याने पर्यावरणासाठी फायद्याचे ठरणार आहे.

Journal Reference:
C. L. Muhich, B. W. Evanko, K. C. Weston, P. Lichty, X. Liang, J. Martinek, C. B. Musgrave, A. W. Weimer. Efficient Generation of H2 by Splitting Water with an Isothermal Redox Cycle. Science, 2013; 341 (6145): 540 DOI: 10.1126/science.1239454

फोटो ः पाण्याच्या विभाजनातून हायड्रोजन इंधनाची निर्मिती व्यावसायिक दृष्टीने करण्यासाठी सौर ऊर्जा फायद्याची ठरणार आहे.  (कोलोरॅडो बाऊल्डर विद्यापीठातील कलाकाराने तयार केलेले संकल्पनात्मक चित्र.)

लिग्नीन निर्मितीतील विकर ओळखले

जैवइंधन निर्मिती प्रक्रियेतील महत्त्वाचा अडसर असलेल्या लिग्निनच्या निर्मिती प्रक्रियेतील महत्त्वाचे विकर ओळखण्यात आंतरराष्ट्रीय संशोधकांच्या गटाला यश आले आहे. त्यामुळे या सेल्युलोजपासून ग्लुकोज निर्मितीमध्ये चारपटीने वाढ होऊ शकत असल्याचे दिसून आले आहे. हे संशोधन सायन्स एक्स्प्रेस मध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे.

खनिज तेलाचे साठे मर्यादित असल्याने जैवइंधनाच्या निर्मितीसाठी सातत्याने संशोधन केले जात आहे. वनस्पतीमधील शर्करेचा उपयोग जैवइंधनाच्या निर्मितीसाठी करता येत असला तरी ही पिके सुपीक जमिन अडवून अन्न धान्य उत्पादन कमी होऊ शकेल. त्यासाठी वेगाने वाढणाऱ्या पॉपलर, इकॅलॅप्टिस किंवा मका, स्टोव्हर या सारख्या गवतवर्गीय पिकांचा जैवइंधनासाठी वापर केला जातो. बेल्जियम  येथील घेंट विद्यापीठ, इंग्लंड येथील डून्डी विद्यापीठ, जेम्स हटन संस्था आणि अमेरिकेतील विस्कॉनसिन विद्यापीठातील वनस्पती संशोधकांनी एकत्रित संशोधन केले असून, लिग्नीन निर्मितीच्या प्रक्रियेतील जनुक ओळखण्यात यश मिळाले आहे.
लिग्निन ही वनस्पतीमधील पेशीतील दुसरी पेशीभित्तिका असून वनस्पतीला ताकद देते. मात्र, लिग्नीन हेच बायोमासपासून ऊर्जा निर्मितीमध्ये महत्त्वाचा अडसर आहे.  स्टॅनफोर्ड विद्यापीठातील जागतिक तापमान आणि ऊर्जा प्रकल्पाचे संचालक सॅल्ली एम बेन्सन यांनी सांगितले, की वनस्पतीतील लिग्नीनमध्ये बदल करण्याचा मार्ग या संशोधनामुळे खुला होणार असून, पिकाच्या बायोमासपासून ऊर्जा निर्मितीची कार्यक्षमता प्रचंड प्रमाणात वाढवणे शक्य होणार आहे.

इंधन निर्मितीसाठी जाणून घेऊ पेशीभित्तिका
वनस्पतीच्या पेशी इंधन कशा प्रकारे तयार करू शकतात, याविषयी पेशी भित्तिकेविषयी मुलभूत माहिती असणे आवश्यक आहे.
- पेशीभित्तिकेमध्ये मुख्यतः लिग्नीन आणि सेल्युलोजसारखे शर्करायुक्त मुलद्रव्ये असतात. क्विण्वन प्रक्रियेमध्ये सेल्युलोजचे रुपांतर ग्लुकोजमध्ये होते. याच प्रक्रियेतून अल्कोहोल, बीअर, वाईन बनविली जाते.
- लिग्निन हे शर्करेच्या मुलद्रव्यांना घट्ट बांधून ठेवते. या घट्टपणामुळे वनस्पतींना घट्टपणा किंवा ताकद मिळते. त्यामुळे झाडे ही उंच होऊनही स्वतःली स्थीर ठेऊ शकतात.
- मात्र हेच लिग्नीन जैवइंधनाच्या निर्मितीसाठी आवश्यक असलेली शर्करेची उपलब्धता कमी करते. लिग्नीनचे बंध कमी करण्यासाठी प्रचंड प्रमाणात ऊर्जा लागते.
- ज्या पिकामध्ये लिग्निनचे प्रमाण कमी असते, ती पिके जैवइंधन किंवा जैवप्लॅस्टिक निर्मितीमध्ये फायद्याची ठरतात. तसेच कागद निर्मितीसाठी सेल्युलोज फायबर मिळविण्यासाठी उपयुक्त ठरतात.

चार पट अधिक ग्लुकोज होणार उपलब्ध
सेल्युलोज मुलद्रव्ये मिळविण्यासाठी लिग्नीनच्या निर्मिती प्रक्रियेचा अभ्यास केला जातो. त्यासाठी प्रारुप वनस्पती अर्बीडॉप्सीसवर आंतरराष्ट्रीय संशोधकांचा एक गट सातत्याने प्रयोग करत आहे. त्यांना या निर्मिती प्रक्रियेतील महत्त्वाचे विकर (एन्झाईम) ओळखण्यात यश आले आहे. कॅफेयोल सिकीमेट इस्टरेज (सीएसई) असे या विकराचे नाव आहे.
- विकर कार्यरत ठेवणारे जनुकाला रोखल्यास प्रति ग्रॅम वनस्पतीच्या बायमासमध्ये 36 टक्के कमी लिग्निनची निर्मिती होते. तसेच जे लिग्नीन तयार होते, त्याची रचना बदलली जाते. त्यामुळे सेल्युलोज ते ग्लुकोज हे रुपांतर चार पटीने वाढत असल्याचे दिसून आले आहे. नियंत्रीत वनस्पतीमधून 18 टक्के ग्लुकोज मिळत असताना सीएसइ रोखलेल्या वनस्पतीतून 78 टक्केपर्यंत ग्लुकोज उपलब्ध झाले.
- हे संशोधनातील निष्कर्षांचा वापर पॉपलर, एकालॅप्टीस आणि स्विचग्रास किंवा गवतवर्गीय प्रजातीसाठी वापर करणे शक्य आहे. सीएसइ विकराचे रोधन करणारी ऊर्जा पीक जनुकिय दृष्ट्या विकसित करणे शक्य आहे.

जर्नल संदर्भ ः
Ruben Vanholme, Igor Cesarino, Katarzyna Rataj, Yuguo Xiao, Lisa Sundin, Geert Goeminne, Hoon Kim, Joanna Cross, Kris Morreel, Pedro Araujo, Lydia Welsh, Jurgen Haustraete, Christopher McClellan, Bartel Vanholme, John Ralph, Gordon G. Simpson, Claire Halpin, and Wout Boerjan. Caffeoyl Shikimate Esterase (CSE) Is an Enzyme in the Lignin Biosynthetic Pathway. Science, 15 August 2013 DOI: 10.1126/science.1241602

छायाचित्र ः अर्बिडॉप्सीस वनस्पतीच्या खोडातील लिग्नीन (दुसरी पेशी भित्तिका) लाल रंगामध्ये स्पष्टपणे दिसून येते. (स्रोत ः व्हीआयबी)

अयोग्य संकर टाळण्यासाठी मासे वापरतात विशिष्ट पद्धती

अयोग्य संकर टाळण्यासाठी मासे वापरतात विशिष्ट पद्धती

पू्र्व एँगलिया विद्यापीठातील संशोधकांनी माशांच्या प्रजाती आपली अंडी स्वजातीच्या नराच्या शुक्राणूद्वारे फलित करण्यासाठी वापरत असलेल्या पद्धतींचा शोध घेतला आहे. या पद्धतीमुळे पाण्यामध्ये मादीने सोडलेली अंडी योग्य त्या नराद्वारे फलित होऊन अयोग्य संकर होण्याचा धोका टळतो. ही एक आदर्श पद्धती आहे. या पद्धतीमधील महत्त्वाच्या बाबींचा शोध घेण्यात आला असून, त्याचे निष्कर्ष इव्हाल्युशन या संशोधनपत्रिकेमध्ये प्रकाशित करण्यात आले.

सॅलमोन आणि ट्राऊट या सारख्या काही प्रजाती नदीच्या पाण्यामध्ये आपले बीज सोडून फलन करतात. या दोन्ही प्रजाती एकाचवेळी नदीच्या पाण्यामध्ये फलन करतात. चुकून एकमेकांशी झालेल्या संकरामुळे जन्मलेली पिल्ले ही प्रजननाच्या दृष्टीने अकार्यक्षम ठरतात. त्यामुळे या प्रजातीच्या माशांच्या मादी आपल्या बिजांचे स्वप्रजातीच्या शुक्राणूशी फलन होण्यासाठी विशिष्ट पद्धतीचा वापर करतात. या बाबत माहिती देताना प्रा. मॅट गेज यांनी सांगितले, की सॅलमोन आणि ट्राऊट यांची फलनाच्या पद्धती ही  शुक्राणू आणि बीज यांच्या सुसंगततेचा आदर्श नमुना आहे. या माशांवर नियंत्रीत वातावरणामध्ये प्रयोग करून त्यांच्या शुक्राणूच्या वागणूकीचे मोजमाप करण्यात आले. जेव्हा एका समान संख्येने शुक्राणू आणि अंडी यांचे प्रमाण ठेऊनही 70 टक्के स्वजातींच्या अंड्याशी शुक्राणूचे फलन होत असल्याचे दिसून आले आहे. तसेच कोणत्याही फेरफाराशिवाय किंवा नियंत्रणाशिवाय मादींनी सोडलेली अंडी ही संधी असल्यावर त्यांच्याच प्रजातीच्या शुक्राणूंना निवडतात. या मागील यंत्रणेचा शोध घेण्याचा प्रयत्न केला.

माशांच्या अंड्यासोबत सोडलेला द्रव ठरतो अत्यंत महत्त्वाचा
- माशांची मादी अंडी आणि त्यासोबत द्रव सोडते. हे दोन्ही घटक महत्त्वाचे असतात. या द्रवामध्ये प्रथिनांचे प्रमाण अधिक असून, त्याचे अंड्याभोवती आवरण तयार होते. मात्र, त्याचे नक्की कार्य काय याविषयी फारच थोडी माहिती उपलब्ध होती.
- गेज यांनी हा द्रव धुतलेल्या अंड्याभोवती वेगळ्या प्रजातींचा द्रव किंवा त्यांच्याच वेगळ्या प्रजातीचे द्रव वापरून चाचण्या घेतल्या. त्यावेळी शुक्राणूच्या वेगाने जाण्याच्या चाचण्या घेतल्या.  या चाचण्यामध्ये अंडी ही फलनाच्या प्रक्रियेमध्ये कोणतीही भुमिका निभावत नसल्याचे दिसून आले. मात्र, त्यासोबत मादीने सोडलेला द्रव योग्य प्रजातीचा शुक्राणूशी फलनाच्या प्रक्रियेवर नियंत्रण ठेवीत असल्याचे दिसून आले आहे. हे आश्चर्यकारक होते.
- सॅलमोन माशांच्या मादीच्या द्रव सॅलमोन अंड्यावर असताना सॅलमोनचे शुक्राणू फलन करण्यात यशस्वी होतात. मात्र, त्याच मादीच्या अंड्यावर ट्राऊट माशांच्या मादीने सोडलेला द्रवाचे आवरण केल्यास ट्राऊट माशांचे शुक्राणू फलनामध्ये यशस्वी होत असल्याचे दिसून आले.
-
प्रवास बीजापर्यंत होतो सुखकर
या प्रक्रियेसाठी व्हिडीओ ट्रॅकिंग विश्लेषण पद्धतीचा वापर केला. प्रत्येक द्रवामध्ये दोन्ही प्रजातीच्या शुक्राणूच्या वर्तवणूकीचा अभ्यास करण्यात आला.
-  दोन्ही प्रजातीचे शुक्राणू या द्रवामध्ये पाण्याच्या तुलनेत दुप्पट जगत असून एका सरळ रेषेत प्रवास करू शकतात. केवळ नदीच्या पाण्यामध्ये ते विखुरले जातात. या द्रवामधून शुक्राणूंना बीजाच्या दिशेने प्रवास करण्यासाठी रासायनिक मार्ग सुचवला जातो.
- या साऱ्या प्रक्रियेतून विकसित झालेली फलनाची पद्धती स्वजातीय अंड्याशी शुक्राणूचे फलन घडविण्यास फायदेशीर ठरते.
- या प्रक्रियेतील सॅलमोन माशांची अंडी त्यांच्या गटातील 8 ते 16 नरांच्या शुक्राणूपासून फलित होतात. मात्र त्याचवेळी पाण्याच्या प्रवाहात असलेल्या अन्य माशांच्या शुक्राणूंना टाळण्यात यशस्वी होतात.

जर्नल संदर्भ ः
Sarah E. Yeates, Sian E. Diamond, Sigurd Einum, Brent C. Emerson, William V. Holt, Matthew J. G. Gage. CRYPTIC CHOICE OF CONSPECIFIC SPERM CONTROLLED BY THE IMPACT OF OVARIAN FLUID ON SPERM SWIMMING BEHAVIOR. Evolution, 2013; DOI: 10.1111/evo.12208

-------------------------------------------------------------
छायाचित्र ः नदीच्या पाण्यामध्ये मोकळी सोडलेली अंडी व त्यासोबत असलेल्या द्रवामुळे स्वजातीय नरांनी सोडलेले शुक्राणूंशी फलित होतात. (स्रोतः इस्ट एँगलिया विद्यापीठ)


--------------------
सॅलमोन माशांची जीवनसाखळी-
1- नव्याने फलित झालेल्या अंड्यांना ग्रीन एग्ज असे म्हटले जाते. ते साधारणतः खोडरबरच्या आकाराची असून विकासाची कोणताही चिन्हे नसतात.
2- डोळे असलेली अंडी -माशांच्या अंड्यामध्ये डोळ्याची रचना दिसू लागते. साधारणतः दहा अंड्यापैकी एक अंडे उबून तग धरते.
3- ऍलेव्हिन किंवा छोटी पिल्ले ः ही एक इंच आकाराची असून फलित झालेली असूनही त्याभोवती अंड्याचा द्रव सोबत असतो. हा द्रव त्यांच्यासाठी खाद्याचा स्रोत असतो.
4 - फ्राय ःया अवस्थेत माशांचे गुणधर्म दिसू लागतात. त्यांना पर तयार झालेले असून खाद्यासाठी पोहू शकतात.
5- स्मोल्ट -ही अवस्था आणखी मोठी आणि वेगाने पोहणारी असते. त्यांचा रंग चंदेरी असून गोड्या पाण्यातून खाद्यासाठी खाऱ्या पाण्याकडे प्रवास सुरू करतात.
6-  प्रौढ ः ही अवस्था प्राप्त होण्यासाठी एक ते चार वर्षाचा कालावधी जातो. या अवस्थेमध्ये पॅसिफिक सॅलमोन माशांच्या गुणधर्म म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या खुणा दिसून येऊ लागतात.  त्यावरून पाच प्रजातीचे मासे वेगळे ओळखता येतात.
7- अंड्यावरील प्रौढ मासे ः या कालावधीमध्ये सॅलमोन मासे खाणे थांबवतात. त्यांच्या आकारात आणि रंगामध्ये बदल होतो. ज्या ठिकाणी त्यांचा जन्म झाला त्या गोड्या पाण्याच्या नदीकडे किंवा प्रवाहाकडे परत जातात. त्या ठिकाणी अंडी घालण्याची व फलित होण्याची क्रिया घडते.
8- अंडी घालण्याची क्रिया ः गोड्या पाण्यातील खडकाळ भागामध्ये मादी आपले अंडी घालते. शेपटीच्या आकुंचन आणि प्रसरणातून  अंडी व त्यासभोवतीचा द्रव दोन्ही सोडले जातात. त्यानंतर नर सॅलमोन मासे त्या अंड्यावर आपले शुक्राणू सोडतात.  मादी या अंड्यांना स्वच्छ दगडांच्या साह्याने झाकून ठेवते. त्यामुळे अंड्याचे संरक्षण होण्यास मदत होते.  
9 - अंडी घातल्यानंतर थोड्याच कालावधीमध्ये सॅलमोन माशांची मादी मरते. तिच्या शरीरातील प्रत्येक भाग पुन्हा अन्न साखळीमध्ये पुन्हा समाविष्ट होतो.
--