ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆ ಮನುಷ್ಯ ಎದರಿಸುತ್ತಿರುವ ಬೃಹತ್‌ ಸವಾಲುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು. ಇದರ ನಿವಾರಣೆಗೆ ಹಸಿರು ಮನೆ ಅನಿಲಗಳ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು ಪ್ರಮುಖ ಉಪಾಯ ಎನ್ನಿಸಿದೆ. ಫಾಸಿಲು ಇಂಧನಗಳನ್ನು ಉರಿಸುವುದರಿಂದ ಹಸಿರು ಮನೆ ಅನಿಲಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಎನ್ನಿಸಿದ ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡು ಹುಟ್ಟುತ್ತದೆ. ನಾಸಾ ಸಂಸ್ಥೆಯ ಪ್ರಕಾರ ಮನುಷ್ಯ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಿಂದಾಗಿ ಇಂದು ವಾಯುಮಂಡಲದಲ್ಲಿ ಇರುವ ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡು ಪ್ರಮಾಣ ಶೇಕಡ 50ರಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. 2050ನೇ ವೇಳೆಗೆ ನಾವು ಹಮ್ಮಿಕೊಂಡಿರುವ ಸುಸ್ಥಿರ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಗುರಿಗಳನ್ನು ತಲುಪಬೇಕೆಂದರೆ ವಾಯುಮಂಡಲಕ್ಕೆ ನಾವು ಸೇರಿಸುವ ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಪ್ರಮಾಣ ಶೂನ್ಯವಾಗಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.
ಈ ಗುರಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಸಂಬಂಧಿಸಿರುವ ಸಂಶೋಧನೆಯೊಂದನ್ನು ಪಿಲಾನಿಯಲ್ಲಿರುವ ಬಿರ್ಲಾ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್‌ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ, ಬಿ ಐ ಟಿ ಎಸ್‌, ಹಾಗೂ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಜೀನ್‌ ಲೆ ರಾಂಡ್‌ ಅಲೆಂಬರ್ಟ್‌, ಸಾರ್ಬಾನ್‌ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಇವರು ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡನ್ನು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲದ ಪ್ರಧಾನ ಅಂಶವಾದ ಮೀಥೇನ್‌ ಅನಿಲವನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದೇ ಎಂದು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಮೀಥೇನನ್ನು ಹೊಗೆಯುಗುಳದ ಸ್ವಚ್ಛವಾದ ಇಂಧನವನ್ನಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಅವರು ನಿಕಲ್‌ ಮತ್ತು ಕೋಬಾಲ್ಟ್‌ ಲೋಹಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೊಸದೊಂದು ಕ್ರಿಯಾವರ್ಧಕ ಅಥವಾ ಕೆಟಲಿಸ್ಟನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡನ್ನು ಮೀಥೇನನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಅದ್ಭುತ ಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಇದು ತೋರಿದೆ.
ನಿಕಲ್‌ ಮತ್ತು ಕೋಬಾಲ್ಟ್‌ ಆಕ್ಸೈಡುಗಳ ಮಿಶ್ರಣವು ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡನ್ನು ಮೀಥೇನನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಕ್ರಿಯೆಯ ವೇಗವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಲ್ಲುದು ಎಂದು ಈ ತಂಡ ಪತ್ತೆ ಮಾಡಿದೆ. ಕಟಲಿಸ್ಟುಗಳು ಯಾವುದೇ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯ ಗತಿಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುವ ಅಥವಾ ಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಯುವ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿಸುವ ವಸ್ತುಗಳು. ಇವು ಸ್ವತಃ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಪಾಲ್ಗೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ.
ಇದಕ್ಕಾಗಿ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕೋಬಾಲ್ಟ್‌ ಆಕ್ಸೈಡಿಗೆ ನಿಕಲ್‌ ಅನ್ನು ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಕೂಡಿಸಿ, ಹಲವು ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಿದರು. ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಇವರು ದ್ರಾವಣ ದಹನವೆನ್ನುವ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದಾರೆ. ಈ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಲೋಹಗಳು ಹಾಗೂ ಯೂರಿಯಾ ಅಥವಾ ಗ್ಲೈಸೀನಿನಂತಹ ಇಂಧನಗಳು ಸಮವಾಗಿ ಬೆರೆತಿರುವ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಕಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದ ಘನರೂಪದಲ್ಲಿರುವ ಆಕ್ಸೈಡುಗಳು ತಯಾರಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ಮೂಲಕ ಒಂದೇ ಒಂದು ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಸರಳವಾಗಿ ಕೆಟಲಿಸ್ಟುಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಹೀಗೆ ತಯಾರಾದ ಕೆಟಲಿಸ್ಟುಗಳು ಮೀಥೇನ್‌ ಸೃಷ್ಟಿಸುವ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಸಮರ್ಥವಾಗಿ ಕಾರ್ಯ ನಿರ್ವಹಿಸಬಲ್ಲುವು ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದರು.
ನಿಕಲಿನ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಒಂದು ಮಿತಿಯವರೆಗೂ ಹೆಚ್ಚಿಸಿದಂತೆಲ್ಲ, ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡನ್ನು ಕೆಟಲಿಸ್ಟು ಮೀಥೇನನ್ನಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸುವುದೂ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿತ್ತು. ಅಲ್ಲದೆ ಕೆಟಲಿಸ್ಟುಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ವಿಘಟನ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು, ಅಂದರೆ ಹೈಡ್ರೊಜನ್ನಿನ ಜೊತೆಗೆ ಅವನ್ನು ಕಾಯಿಸುವುದು ಕೆಟಲಿಸ್ಟುಗಳನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುತ್ತಿತ್ತು. ಇವು ರೂಪಿಸಿದ ಹಲವು ಕೆಟಲಿಸ್ಟುಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯ ನಿರ್ವಹಿಸಿದ ಕೆಟಲಿಸ್ಟಿನಲ್ಲಿ ನಿಕಲು ಅಣುಗಳು ಶೇಕಡ ಇಪ್ಪತ್ತರಷ್ಟು ಕೋಬಾಲ್ಟು ಅಣುಗಳ ಜಾಗವನ್ನು ಆವರಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದುವು. ಇದು ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡಿನ ಶೇಕಡ ಐವತ್ತೆಂಟರಷ್ಟನ್ನು ಮೀಥೇನನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಿತ್ತು. ಹೀಗೆ ದೊರೆತ ಮೀಥೇನಿನಲ್ಲಿ ಶೇಕಡ ತೊಂಭತ್ತರಷ್ಟು ಅಪ್ಪಟ ಮೀಥೇನುಗಳಾಗಿದ್ದುವು. ಅನವಶ್ಯಕವಾದ ಅಂಶಗಳ ಪ್ರಮಾಣ ಕಡಿಮೆ ಇತ್ತು.
ಈ ಕೆಟಲಿಸ್ಟುಗಳು ಇಷ್ಟು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದ್ದೇಕೆಂದು ತಿಳಿಯಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಹಲವು ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಕೆಟಲಿಸ್ಟುಗಳ ರಚನೆ ಹಾಗೂ ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಅವುಗಳ ಹರಳುಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ತಿಳಿಯಲು ಎಕ್ಸ್‌ರೇ ಡಿಫ್ರಾಕ್ಷನ್‌ ತಂತ್ರವನ್ನೂ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ನಿಕಲ್‌, ಕೋಬಾಲ್ಟ್‌ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಯಾವ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಇರಬಹುದು ಎಂದು ಪತ್ತೆ ಮಾಡಲು ಎಕ್ಸ್‌ರೇ ಫೋಟಾನ್‌ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೊಸ್ಕೋಪಿ ಎನ್ನುವ ತಂತ್ರವನ್ನೂ, ಕೆಟಲಿಸ್ಟುಗಳು ಹೈಡ್ರೊಜನ್ನು ಹಾಗೂ ಇತರೆ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಇಲ್ಲವೇ ಹೊರಸೂಸುವ ಬಗೆಯನ್ನು ತಿಳಿಯಲು ಟೆಂಪರೇಚರ್‌ ಪ್ರೊಗ್ರಾಮ್ಡ್‌ ರೆಡಕ್ಷನ್‌ ಅಂಡ್‌ ರಿಸಾರ್ಪಷನ್‌ ಎನ್ನುವ ತಂತ್ರಗಳನ್ನೂ ಬಳಸಿದರು. ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ಹಂತಗಳು ಹೇಗೆ ಜರುಗುತ್ತಿವೆ ಎನ್ನುವುದನ್ನು ಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಯುತ್ತಿರುವಂತೆಯೇ ಫೊರಿಯರ್‌ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮ್‌ ಇನ್‌ಫ್ರಾರೆಡ್‌ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೊಸ್ಕೋಪಿ ತಂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿ ನೋಡಿದರು.
ಕೋಬಾಲ್ಟ್‌ ಆಕ್ಸೈಡಿಗೆ ನಿಕಲನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದರಿಂದ ಅಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ವೇಕೆನ್ಸಿ ಅಧಿಕವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಈ ತಂಡ ನಿಶ್ಚಯಿಸಿದೆ. ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ವೇಕನ್ಸಿ ಎಂದರೆ ಹರಳಿನೊಳಗೆ ಇರಬೇಕಾದ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಕಾಣೆಯಾಗಿರುವುದು ಎಂದರ್ಥ. ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡು ಬಹಳ ಸ್ಥಿರವಾದ ಅಣುವಾದ್ದರಿಂದ ಸುಲಭಕ್ಕೆ ಒಡೆಯುವುದಿಲ್ಲ. ಆದರೆ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ವೇಕೆನ್ಸಿ ಇರುವ ಅಥವಾ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಅಣುಗಳು ಇಲ್ಲದಂತಹ ಅವಕಾಶಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡು ಕೆಟಲಿಸ್ಟಿನ ಜೊತೆಗೆ ಇನ್ನಷ್ಟು ಭದ್ರವಾಗಿ ಸೇರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಹರಳುಗಳ ಮೇಲಿರುವ ಖಾಲಿ ಜಾಗೆಗಳು ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡು ಅವಿತುಕೊಳ್ಳಲು ತಕ್ಕ ಎಡೆಗಳಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಇದು ಸಾಧ್ಯ. ಒಮ್ಮೆ ಹೀಗೆ ಅಂಟಿಕೊಂಡ ಮೇಲೆ, ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡು ಹೈಡ್ರೊಜನ್ನಿನ ಜೊತೆಗೆ ಸರಾಗವಾಗಿ ಕೂಡಿಕೊಂಡು ಮೀಥೇನ್‌ ಆಗಬಲ್ಲುದು. ಹೀಗೆ ಮೀಥೇನ್‌ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ ಕ್ರಿಯೆ ವೇಗವಾಗಲು ಇದು ನೆರವಾಗುತ್ತದೆ.
ಅಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲ. ಇದರಲ್ಲಿ ನಿಕಲ್‌ ಲೋಹದ ಅಣುಗಳೂ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಇವು ಹೈಡ್ರೊಜನ್‌ ಅಣುಗಳನ್ನು ಬಿಡಿ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನಾಗಿ ಒಡೆಯುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಬಿಡಿಯಾದ ಹೈಡ್ರೊಜನ್‌ ಪರಮಾಣುಗಳು ನಂತರ ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡಿಗೆ ಹಂತ, ಹಂತವಾಗಿ ಸೇರಿಕೊಂಡು, ಮೀಥೇನ್‌ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ವೇಳೆ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಅಣುಗಳನ್ನು ಕೋಬಾಲ್ಟ್‌ ಸೆಳೆದಿಟ್ಟುಕೊಂಡು ,ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೊಜನ್‌ ಅಣುಗಳನ್ನು ಬಿಡಿಯಾಗಿಸುವ ನಿಕಲನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದರಿಂದ ಕೆಟಲಿಸ್ಟಿಗೆ ಒದಗುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಲ ಹಾಗೂ ತಕ್ಕ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಅವಕಾಶಗಳಿಂದಾಗಿ ಕೆಟಲಿಸ್ಟಿನ ಕ್ಷಮತೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದ.
ಇದನ್ನು ತಿಳಿದ ಸಂಶೋಧಕರು ಅನಂತರ ಡೆನ್ಸಿಟಿ ಫಂಕ್ಷನಲ್‌ ಥಿಯರಿ ಎನ್ನುವ ಗಣಿತೀಯ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಬಳಸಿ, ಅಣು ಸ್ತರದಲ್ಲಿ ಅಣು ಹಾಗೂ ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡವಳಿಕೆಗಳು ಹೇಗಿರಬಹುದು ಎಂದು ಲೆಕ್ಕಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇದು ಕೆಟಲಿಸ್ಟಿನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಕ್ರಿಯೆ ಹೇಗೆ ಜರುಗುತ್ತಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತಿಳಿಸಬಲ್ಲುದು. ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಈ ಮಾದರಿಗೆ ಕೂಡಿಸಿದಾಗ, ಅದು ಆಕ್ಸಿಜನ್‌ ಅವಕಾಶಗಳಿರುವುದರಿಂದ ಶಕ್ತಿಯ ಅಡೆತಡೆಗಳು ಇಲ್ಲವಾಗಿ, ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡು ಮೀಥೇನಾಗಿ ಬದಲಾಗಲು ಸರಾಗ ಮಾಡಿದೆ ಎಂದು ಮಾದರಿಯು ತಿಳಿಸಿದೆ.
ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡನ್ನು ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಸೇರದಂತೆ ತಡೆದು ಇನ್ಯಾವುದಾದರೂ ಉಪಯುಕ್ತ ವಸ್ತುವನ್ನಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಿದರೆ ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ನಿಧಾನಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಕೆಟಲಿಸ್ಟುಗಳು ಶಿಥಿಲವಾಗದೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುವಂತೆ, ಹಾಗೂ ದೀರ್ಘಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ಅಗ್ಗವಾಗಿ ದೊರಕುವಂತೆ ಮಾಡುವ ಸಮಸ್ಯೆಗಳು ಇವೆ. ಹಾಗಿದ್ದೂಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಹೊಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಹೊಸ ತಿಳಿವನ್ನು ನೀಡಿದೆ. ಮುಂದೆ ಎಂದಾದರೂ ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡನ್ನು ಹಿಡಿದು, ಅದರಿಂದ ಇನ್ನೂ ಸ್ವಚ್ಛವಾದ ಇಂಧನವನ್ನು ತಯಾರಿಸುವ ಈ ಉಪಾಯವು ಬಹುಶಃ ಪ್ರಪಂಚದಾದ್ಯಂತ ನಡೆಯುತ್ತಿರುವ ಕಾರ್ಬನ್‌ ಡಯಾಕ್ಸೈಡನ್ನು ಕುಗ್ಗಿಸುವ ಪ್ರಯತ್ನಗಳ ಪ್ರಧಾನ ಅಂಶವಾಗಬಹುದು. ಕೆರೆಯ ನೀರನು ಕೆರೆಗೆ ಚೆಲ್ಲುವ ಸುಸ್ಥಿರ ವಿಧಾನಕ್ಕೆ ನೆರವಾಗಬಹುದು.
ರೀಚರ್ಚ್‌ ಮ್ಯಾಟರ್ಸ್‌ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆಯ ನೆರವಿನಿಂದ ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದ ಈ ವರದಿಯನ್ನು ಜಾಣಸುದ್ದಿ ಅನುವಾದಿಸಿ, ಧ್ವನಿಮುದ್ರಿಸಿದೆ.
This research article was written with the help of generative AI and edited by an editor at Research Matters.