బెంజీన్ రింగ్ – కనుగొనబడిన రెండు శతాబ్దాల తర్వాత, సరళమైన ఇంకా విప్లవాత్మకమైన అణువు బెంజీన్ మన ప్రపంచాన్ని ఆకృతి చేస్తూనే ఉంది. 19వ శతాబ్దంలో లండన్‌ను వెలిగించిన వాయువు నుండి 21వ శతాబ్దంలో అది అందించిన అత్యాధునిక పదార్థాల వరకు, బెంజీన్ ప్రయాణం శాస్త్రీయ చాతుర్యం, పారిశ్రామిక శక్తి మరియు రసాయన ఆవిష్కరణలతో వచ్చే లోతైన బాధ్యత గురించి పెరుగుతున్న అవగాహన యొక్క బలవంతపు కథనం. 1825లో, ఆంగ్ల శాస్త్రవేత్త మైఖేల్ ఫెరడే, విద్యుత్ మరియు అయస్కాంతత్వంలో తన పనికి ప్రసిద్ధి చెందాడు, లండన్ వీధులను వెలిగించడానికి ఉపయోగించే ప్రకాశించే వాయువు యొక్క జిడ్డుగల అవశేషాల నుండి కొత్త పదార్థాన్ని వేరు చేశాడు.
ఒక భాగానికి హైడ్రోజన్‌కి రెండు భాగాల కార్బన్‌ను కలిగి ఉందని అతను కనుగొన్నప్పుడు, అతను దానిని “బైకార్బ్యురేట్ ఆఫ్ హైడ్రోజన్” అని పేరు పెట్టాడు మరియు దాని అసాధారణ లక్షణాలను గుర్తించాడు. (‘కార్బ్యురేట్’ కార్బన్ సమ్మేళనాన్ని సూచిస్తుంది. ) ఇది తీపి వాసనతో రంగులేని ద్రవం.
ముఖ్యంగా, ఇది చాలా అసంతృప్తమైనది, అంటే ఇది కార్బన్‌కు హైడ్రోజన్ తక్కువ నిష్పత్తిని కలిగి ఉంది, ఇది సాధారణంగా అధిక రియాక్టివిటీని సూచిస్తుంది-అయితే ఫెరడే యొక్క కొత్త పదార్ధం ఆశ్చర్యకరంగా స్థిరంగా ఉంది, ఇతర అసంతృప్త హైడ్రోకార్బన్‌ల లక్షణమైన అదనపు ప్రతిచర్యలను నిరోధించింది. ఇది చాలా మసి మంటతో కాలిపోయింది, దాని అధిక కార్బన్ కంటెంట్‌కు మరొక సంకేతం.
ఇంకా, రసాయన శాస్త్రవేత్తలు త్వరలో దాని అనుభావిక సూత్రాన్ని C 6 H 6 గా నిర్ణయించినప్పుడు, వారికి మరొక ప్రత్యేకత అందించబడింది. 19వ శతాబ్దం మధ్యలో, రసాయన శాస్త్రవేత్తలు కర్బన సమ్మేళనాలను లైన్-వంటి అణువుల గొలుసులుగా అర్థం చేసుకున్నారు.
చక్రీయ లేదా రింగ్-ఆకారపు అణువుల భావన ఇంకా స్థాపించబడలేదు. అనుభావిక సూత్రం C 6 H 6 ఒక ముఖ్యమైన పజిల్‌ను అందించింది, ఎందుకంటే ఒక సాధారణ గొలుసు నిర్మాణం బెంజీన్ ప్రదర్శించని ప్రతిచర్య స్థాయిని సూచించకుండా కార్బన్‌ల సంఖ్యకు సంబంధించి చాలా తక్కువ హైడ్రోజన్ అణువులను లెక్కించదు. ఈ ఫార్ములాతో ఏదైనా ప్రతిపాదిత స్ట్రెయిట్-చైన్ స్ట్రక్చర్ అనేక డబుల్ మరియు ట్రిపుల్ బాండ్‌లను కలిగి ఉంటుంది, ఇది చాలా రియాక్టివ్‌గా ఉండాలని సూచిస్తుంది, అయితే ఇది ప్రయోగాత్మక పరిశీలనలకు విరుద్ధంగా ఉంటుంది.
దశాబ్దాలుగా, ఈ పరమాణువుల యొక్క నిజమైన అమరిక ఒక లోతైన రహస్యంగా మిగిలిపోయింది, ఇది యుగంలోని గొప్ప రసాయన మనస్సులను ఆకర్షించిన ఒక పజిల్. 1865లో జర్మన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త ఆగస్ట్ కెకులే, ఒక పాము తన తోకను కొరికే పగటి కలల ద్వారా ప్రసిద్ది చెంది, బెంజీన్ కోసం ఒక విప్లవాత్మక చక్రీయ నిర్మాణాన్ని ప్రతిపాదించినప్పుడు ఈ పురోగతి వచ్చింది. అతను ఆరు కార్బన్ పరమాణువుల షట్కోణ వలయాన్ని ప్రత్యామ్నాయ సింగిల్ మరియు డబుల్ బాండ్‌లతో సూచించాడు.
ఈ సొగసైన పరిష్కారం సుగంధ రసాయన శాస్త్రం యొక్క విస్తారమైన మరియు సంక్లిష్ట ప్రపంచానికి తలుపును అన్‌లాక్ చేసింది. పెట్రోకెమికల్స్ పెరుగుదల 19వ శతాబ్దపు చివరి మరియు 20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో బెంజీన్ యొక్క పారిశ్రామిక ప్రయాణం ప్రారంభమైంది. ప్రారంభంలో ఉక్కు పరిశ్రమ కోసం కోక్ ఉత్పత్తి యొక్క ఉప ఉత్పత్తి అయిన బొగ్గు తారు నుండి సంగ్రహించబడింది, బెంజీన్ ఒక ద్రావకం వలె మరియు కొన్ని ఆశ్చర్యకరమైన వినియోగదారుని ఎదుర్కొనే అనువర్తనాలలో ప్రారంభ ఉపయోగాన్ని కనుగొంది.
దాని ఆహ్లాదకరమైన వాసన కారణంగా, ఇది ఆఫ్టర్ షేవ్ లోషన్లలో కూడా ఉపయోగించబడింది మరియు కొంతకాలం కాఫీని డీకాఫినేట్ చేయడానికి ఉపయోగించబడింది. ఈ యుగంలో, ఆఫ్టర్ షేవ్ యొక్క ప్రాధమిక విధులు షేవింగ్ కోతల నుండి సంక్రమణను నిరోధించడానికి మరియు ఆహ్లాదకరమైన సువాసనను అందించడానికి ఒక క్రిమినాశక చర్యగా పని చేస్తాయి.
పెట్రోకెమికల్ పరిశ్రమ యొక్క 20వ శతాబ్దపు మధ్యభాగంలో పెట్రోకెమికల్ పరిశ్రమ యొక్క విస్తారమైన శ్రేణి మెటీరియల్‌ల కోసం ఒక ప్రాథమిక బిల్డింగ్ బ్లాక్‌గా బెంజీన్ సామర్థ్యాన్ని నిజంగా ఆవిష్కరించడానికి ఇది పట్టింది. నేడు, బెంజీన్ ఆధునిక జీవితానికి ఆధారమైన అనేక ఉత్పత్తుల ఉత్పత్తిలో కీలకమైన ఇంటర్మీడియట్. బెంజీన్‌పై పెట్రోకెమికల్స్ యొక్క ప్రాథమిక ప్రభావం దాని ఉత్పత్తిని పరిమిత ఉప ఉత్పత్తి నుండి సామూహికంగా ఉత్పత్తి చేసే వస్తువుకు మార్చడం.
బెంజీన్ అప్పటి వరకు ఉక్కు తయారీకి ఉపయోగించే కోక్‌ను తయారు చేయడానికి బొగ్గును ఉపయోగించే ప్రక్రియ యొక్క ఉప ఉత్పత్తిగా ఉండేది. దీనర్థం ప్రపంచంలోని మొత్తం బెంజీన్ సరఫరా ఉక్కు డిమాండ్‌తో నేరుగా ముడిపడి ఉంది: పారిశ్రామికవేత్తలు మరింత బెంజీన్‌ను తయారు చేయాలని నిర్ణయించుకోలేరు, వారు ముందుగా మరింత ఉక్కును తయారు చేయాల్సి ఉంటుంది, కానీ అది నెమ్మదిగా మరియు మూలధనంతో కూడిన ప్రక్రియ.
కానీ పెట్రోకెమికల్స్‌తో, ప్రాథమిక ఫీడ్‌స్టాక్ ముడి చమురు మరియు సహజ-వాయువు ద్రవాలుగా మారింది. ఇంకా, రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం తరువాత వచ్చిన ఆర్థిక పురోగమనం, ముఖ్యంగా ఆటోమొబైల్స్ యొక్క పెరుగుతున్న వినియోగం, పెట్రోలు ఉత్పత్తి చేయడానికి చమురును శుద్ధి చేయడంలో భారీ విస్తరణకు దారితీసింది.
ఉత్ప్రేరక సంస్కరణ అని పిలువబడే ఒక ప్రక్రియ సరళ హైడ్రోకార్బన్‌లను సుగంధ సమ్మేళనాలుగా మార్చడం ద్వారా గ్యాసోలిన్ యొక్క ఆక్టేన్ రేటింగ్‌ను పెంచుతుంది, వీటిలో బెంజీన్, టోలున్ మరియు జిలీన్స్ (సమిష్టిగా BTX అని పిలుస్తారు). మరొక ప్రక్రియ, ఆవిరి పగుళ్లు, వేడిచేసిన పెద్ద హైడ్రోకార్బన్‌లను చిన్నవిగా, మరింత ఉపయోగకరమైనవిగా విభజించడం, ప్రధానంగా ఇథిలీన్ మరియు ప్రొపైలిన్ (అనేక ప్లాస్టిక్‌ల బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు).
ఈ ప్రక్రియ యొక్క ముఖ్య ఉప ఉత్పత్తి పైరోలిసిస్ గ్యాసోలిన్, ఇది బెంజీన్‌లో కూడా సమృద్ధిగా ఉంటుంది. అందువల్ల బెంజీన్ ఉక్కుతో ముడిపడి ఉండదు, కానీ ప్రపంచంలోని అతిపెద్ద మరియు వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతున్న పరిశ్రమ యొక్క సహ-ఉత్పత్తి: శక్తి. అకస్మాత్తుగా, దాని సరఫరా సమృద్ధిగా మరియు కొలవదగినదిగా మారింది.
ఇంకా, పెట్రోకెమికల్స్ కాలానికి ముందు, బొగ్గు తారు నుండి బెంజీన్‌ను సంగ్రహించడం మరియు శుద్ధి చేయడం కష్టం మరియు వనరుల వారీగా (సాపేక్షంగా) అసమర్థంగా ఉండేది. ఫలితంగా వచ్చే బెంజీన్‌లో తరచుగా థియోఫెన్ వంటి మలినాలు ఉంటాయి, ఇవి రసాయన ప్రతిచర్యలకు అంతరాయం కలిగిస్తాయి, ఇది పాలిమర్ ఉత్పత్తి వంటి సున్నితమైన అనువర్తనాలకు తగనిదిగా చేస్తుంది. పెట్రోకెమికల్స్ తర్వాత, అయితే, బెంజీన్ స్కేల్ మరియు అధిక శక్తి సామర్ధ్యం యొక్క ఆర్థిక వ్యవస్థలను యాక్సెస్ చేయగలదు.
ప్రారంభ పెట్రోకెమికల్ రిఫైనరీలు కూడా అపారమైన మరియు అత్యంత సమగ్రమైన సౌకర్యాలు. బొగ్గు తారుతో సాధ్యమయ్యే దానికంటే వందల రెట్లు పెద్ద స్కేల్‌లో బెంజీన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడం ద్వారా, ఒక్కో యూనిట్ ధరను తగ్గించింది. పరిశ్రమ సంస్కరణలు మరియు పగుళ్ల సమయంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన BTX మిశ్రమాల నుండి స్వచ్ఛమైన బెంజీన్‌ను వేరు చేయడానికి అత్యంత అధునాతన ద్రవ-ద్రవ వెలికితీత మరియు స్వేదనం పద్ధతులను కూడా అభివృద్ధి చేసింది.
ఫలితంగా పరిశ్రమ 99%+ స్వచ్ఛమైన బెంజీన్ యొక్క నిరంతర, అధిక-వాల్యూమ్ సరఫరాను అందించగలదు. ‘రివీలింగ్ ప్రిజం’ చౌకైన మరియు స్వచ్ఛమైన బెంజీన్ యొక్క ఈ విస్తరించిన లభ్యత రసాయన పరిశ్రమ కోసం కొత్త పెద్ద-స్థాయి ఉపయోగాలను కనుగొనడానికి శక్తివంతమైన ప్రోత్సాహాన్ని సృష్టించింది. వారికి, ఇది సముచిత ద్రావకం నుండి సమృద్ధిగా మరియు సరసమైన ముడి పదార్థంగా మారింది.
ఈ రోజు వరకు ప్రపంచంలోని అత్యధిక బెంజీన్‌ను వినియోగించే మూడు ప్రధాన రసాయన మార్గాల అభివృద్ధి మరియు వాణిజ్యీకరణకు ఇది నేరుగా దారితీసింది. (i) బెంజీన్‌ను ఇథిలీన్‌తో ప్రతిస్పందించడం (ఆవిరి పగుళ్ల నుండి కూడా కొత్తగా సమృద్ధిగా ఉంటుంది) ఇథైల్‌బెంజీన్‌ను సృష్టిస్తుంది, అది స్టైరీన్‌గా మారుతుంది. స్టైరిన్ అనేది పాలీస్టైరిన్‌కు మోనోమర్, ఇది డిస్పోజబుల్ కప్పులు మరియు ప్యాకేజింగ్ ఫోమ్ నుండి ఉపకరణ గృహాల వరకు ప్రతిదానికీ ఉపయోగించే బహుముఖ ప్లాస్టిక్.
(ii) బెంజీన్‌ను ప్రొపైలీన్‌తో (ఇంకో ఆవిరి పగుళ్ల ఉత్పత్తి) చర్య తీసుకోవడం వల్ల క్యూమెన్ ఏర్పడుతుంది. ఈ క్యూమెన్ ప్రక్రియ ఫినాల్ మరియు అసిటోన్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రధాన పారిశ్రామిక మార్గం, ఇవి పాలికార్బోనేట్‌లు మరియు ఎపాక్సీ రెసిన్‌ల వంటి మన్నికైన ప్లాస్టిక్‌లను తయారు చేయడానికి అవసరం.
మరియు (iii): బెంజీన్‌కు హైడ్రోజన్ జోడించడం వల్ల సైక్లోహెక్సేన్ ఏర్పడుతుంది. నైలాన్ 6 మరియు నైలాన్ 6,6 తయారీకి రెండు కీలక పదార్థాలు అయిన అడిపిక్ యాసిడ్ మరియు కాప్రోలాక్టమ్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఇది ప్రాథమిక పూర్వగామి, వస్త్ర పరిశ్రమలో విప్లవాత్మకమైన ఫైబర్‌లు మరియు ఇంజనీరింగ్ ప్లాస్టిక్‌లలో కూడా ఉపయోగించబడతాయి. సారాంశంలో, పెట్రోకెమికల్ పరిశ్రమ పరిపూర్ణమైన, స్వీయ-బలపరిచే పర్యావరణ వ్యవస్థను సృష్టించింది.
దాని స్వంత ప్రక్రియలు చౌకైన బెంజీన్ యొక్క విస్తారమైన సరఫరాను అందించాయి, ఇది 20వ శతాబ్దం మధ్యకాలంలో వినియోగదారు మరియు పారిశ్రామిక విజృంభణకు దారితీసిన ప్లాస్టిక్‌లు మరియు సింథటిక్ పదార్థాలకు అవసరమైన ఫీడ్‌స్టాక్‌గా మారింది. డిటర్జెంట్లు, రంగులు, కందెనలు, పురుగుమందులు మరియు ఫార్మాస్యూటికల్స్‌తో సహా బెంజీన్ యొక్క పారిశ్రామిక సంతానం యొక్క జాబితా విస్తృతమైనది. వాస్తవానికి, ఒక సమయంలో, అమెరికన్ కెమికల్ సొసైటీ జాబితా చేసిన మొత్తం రసాయనాలలో మూడింట రెండు వంతులు కనీసం ఒక బెంజీన్ రింగ్‌ని కలిగి ఉన్నాయని అంచనాలు సూచించాయి.
అయితే బెంజీన్ యొక్క విస్తృతమైన పారిశ్రామిక వినియోగం గణనీయమైన ఖర్చుతో కూడుకున్నది. కార్యాలయాలు మరియు వినియోగదారు ఉత్పత్తులలో దాని ఉనికి పెరగడంతో, మానవ ఆరోగ్యంపై దాని హానికరమైన ప్రభావాలకు రుజువు కూడా పెరిగింది.
తీపి-వాసనగల ద్రవం, నిజానికి, ఒక శక్తివంతమైన టాక్సిన్ మరియు క్యాన్సర్ కారకం. బెంజీన్ యొక్క విషపూరితం యొక్క ప్రారంభ సూచనలు, సమ్మేళనానికి గురైన కార్మికులలో అప్లాస్టిక్ అనీమియా మరియు ఇతర రక్త రుగ్మతల నివేదికలతో పాటుగా ఉన్నాయి. 1928 నాటికి, శాస్త్రవేత్తలు బెంజీన్ ఎక్స్పోజర్ మరియు లుకేమియా మధ్య సంబంధాన్ని గుర్తించారు.
అమెరికన్ పెట్రోలియం ఇన్స్టిట్యూట్ 1948లో జరిపిన ఒక అధ్యయనంలో బెంజీన్ ఎక్స్పోజర్ యొక్క “సురక్షితమైన” స్థాయి పూర్తిగా బహిర్గతం కాదని నిర్ధారించింది. చరిత్రకారుడు క్రిస్టోఫర్ సెల్లెర్స్ ఒక 2014 కథనంలో ఇలా వ్రాశాడు: “1930లలో బెంజీన్ విషప్రయోగం యొక్క తీవ్రమైన ప్రభావాలు కార్మికుల నష్టపరిహార చట్టాల కోసం సిఫార్సు చేయబడిన అనేక పారిశ్రామిక వ్యాధులలో ఒకటిగా మారాయి, 1971లో దాని దీర్ఘకాలిక ప్రభావాలపై పెరుగుతున్న ప్రశంసలు దీనిని WWII అనంతర కాలంలో లాబోర్డు బెన్జీ చరిత్రలో మొదటి పారిశ్రామిక రసాయనాన్ని అందించాయి. ఆధునిక రసాయన ఉత్పత్తి యొక్క గ్లోబల్ వ్యాప్తి ద్వారా సృష్టించబడిన పర్యావరణ ఆరోగ్య సమస్యలలో ప్రిజంను బహిర్గతం చేయడం: రెండూ ఇది వ్యక్తులపై కలిగించే నష్టం మరియు ఈ నష్టం యొక్క పరిధిని తెలుసుకొని నియంత్రించబడే క్రమబద్ధమైన, క్రమమైన మరియు వైవిధ్యమైన మార్గాలు.
” (మీకు ఆసక్తి ఉంటే: విక్రేతల కథనంలో శాస్త్రవేత్తలు పారిశ్రామిక తిరస్కరణ మరియు ఆర్థిక ప్రతిఘటనతో పోరాడారు మరియు బెంజీన్ యొక్క విషపూరితం మరియు క్యాన్సర్ కారకాన్ని నిరూపించడానికి దశాబ్దాలుగా ఎలా పోరాడారు. ) టాక్సికాలజీపై ప్రభావం నేడు అనేక అంతర్జాతీయ ఆరోగ్య సంస్థలు బెంజీన్‌ను తెలిసిన మానవ క్యాన్సర్ కారకంగా వర్గీకరిస్తున్నాయి: నా జీవిత పరిస్థితులతో పాటు దానితో పాటు అనేక రకాల జీవిత పరిస్థితులతో పాటు దానితో పాటుగా జీవిత పరిస్థితులకు దీర్ఘకాల బహిర్గతం లుకేమియా, అప్లాస్టిక్ అనీమియా మరియు మైలోడిస్ప్లాస్టిక్ సిండ్రోమ్.
ఈ పెరుగుతున్న అవగాహన పరిశ్రమ మరియు పరిశోధన రెండింటిపై తీవ్ర ప్రభావం చూపింది. 1980లలో సాధారణ ప్రయోజన ద్రావకం వలె దీని ఉపయోగం బాగా పడిపోయింది, టోలున్ వంటి సురక్షితమైన ప్రత్యామ్నాయాలు దాని స్థానంలో ఉన్నాయి. కార్యాలయంలో బెంజీన్ బహిర్గతం మరియు పెట్రోల్ వంటి వినియోగదారు ఉత్పత్తులలో దాని కంటెంట్‌పై నియంత్రణ సంస్థల పరిమితులు క్లోజ్డ్-సిస్టమ్ తయారీ ప్రక్రియలలో ఆవిష్కరణను మరియు కార్మికుల ఎక్స్‌పోజర్‌ను తగ్గించడానికి వ్యక్తిగత రక్షణ పరికరాల అభివృద్ధిని ప్రోత్సహించాయి.
బెంజీన్‌కు సంబంధించిన అనేక ప్రారంభ వృత్తిపరమైన పరిమితులు తరచుగా ప్రమాదకరంగా ఎక్కువగా ఉన్నాయి, కొన్నిసార్లు 20వ శతాబ్దం మధ్యకాలంలో మిలియన్‌కు 100 భాగాలు (ppm) వరకు ఉన్నాయి. 1987లో, US ప్రభుత్వం ‘అనుమతించదగిన ఎక్స్పోజర్ పరిమితి’ని 10 ppm నుండి కేవలం 1 ppmకి (సగటున ఎనిమిది గంటల కంటే ఎక్కువ బరువు) తగ్గించింది. US నేషనల్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఫర్ ఆక్యుపేషనల్ సేఫ్టీ అండ్ హెల్త్ కేవలం 0 పరిమితిని సిఫార్సు చేసింది.
1 ppm, తప్పనిసరిగా ఏదైనా గుర్తించదగిన స్థాయిని ప్రమాదకరమని పరిగణిస్తుంది. యూరోపియన్ యూనియన్‌లో, ఇటీవలి అప్‌డేట్‌లు (డైరెక్టివ్ నం. 2022/431తో సహా) బైండింగ్ ఆక్యుపేషనల్ ఎక్స్పోజర్ పరిమితిని క్రమంగా 0కి తగ్గించాయి.
2 ppm. సాధారణ ప్రజలకు బెంజీన్ ఎక్స్పోజర్ యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన మూలం పెట్రోల్. చారిత్రాత్మకంగా, పెట్రోల్‌లో బెంజీన్ కంటెంట్ వాల్యూమ్ ప్రకారం 5% లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉండవచ్చు.
ప్రతిస్పందనగా, US ఎన్విరాన్‌మెంటల్ ప్రొటెక్షన్ ఏజెన్సీ యొక్క మొబైల్ సోర్స్ ఎయిర్ టాక్సిక్స్ (MSAT II) నియమాలు, 2011 నాటికి పూర్తిగా అమలు చేయబడ్డాయి, గ్యాసోలిన్‌లో వార్షిక సగటు బెంజీన్ కంటెంట్‌ను వాల్యూమ్‌లో కేవలం 0. 62%కి పరిమితం చేసింది.
అదేవిధంగా, యూరోపియన్ యూనియన్ ఫ్యూయల్ క్వాలిటీ డైరెక్టివ్ పెట్రోల్‌లోని బెంజీన్ కంటెంట్‌ను వాల్యూమ్‌లో 1%కి పరిమితం చేస్తుంది. ఈ చర్యలకు ముందు, నౌకలు, రైల్వే కార్లు మరియు ట్యాంకర్ ట్రక్కులు వంటి రవాణా నౌకలను లోడ్ చేయడం మరియు అన్‌లోడ్ చేయడం వంటి సమయంలో బెంజీన్ ఆవిరి తరచుగా వాతావరణంలోకి తప్పించుకుంటుంది.
పరిశ్రమ ప్రతిస్పందించిన ఆవిరి పునరుద్ధరణ యూనిట్‌లను వ్యవస్థాపించడం ద్వారా ఈ స్థానభ్రంశం చెందిన ఆవిరిని సంగ్రహించి, వాటిని తిరిగి ద్రవ రూపంలోకి మార్చడం ద్వారా లేదా వాటిని సురక్షితంగా కాల్చివేయడం ద్వారా కార్మికులు లేదా పర్యావరణానికి చేరుకోకుండా నిరోధించారు. సాంప్రదాయ పంపులు మెకానికల్ సీల్స్‌ను ఉపయోగిస్తాయి, ఇవి కాలక్రమేణా అరిగిపోతాయి, అవి కనిపించని కానీ ఇప్పటికీ ప్రమాదకరమైన బెంజీన్ యొక్క చిన్న ఫ్యుజిటివ్ ఉద్గారాలను సృష్టిస్తాయి.
కొత్త ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా, సౌకర్యాలు బదులుగా మాగ్నెటిక్ డ్రైవ్ పంపులను స్వీకరించాయి, ఇవి గాలి చొరబడని విధంగా సీలు చేయబడ్డాయి మరియు లీక్ చేయడానికి తిరిగే సీల్స్ లేవు; బెలో-సీల్డ్ వాల్వ్‌లు తర్వాత ఈ లీక్ పాయింట్‌లను పూర్తిగా తొలగించాయి. నిబంధనలు రిఫైనరీలు మరియు రసాయన కర్మాగారాలను కఠినమైన లీక్ డిటెక్షన్ మరియు రిపేర్ ప్రోగ్రామ్‌లను అమలు చేయడానికి బలవంతం చేశాయి, ఇవి తరచుగా ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కెమెరాల వంటి అధునాతన పద్ధతులను ఉపయోగిస్తాయి, ఇవి అదృశ్య బెంజీన్ ప్లూమ్‌లను ‘చూడగలవు’, ఇంజనీర్‌లు చిన్న లీక్‌లను కూడా వెంటనే గుర్తించి మరమ్మతులు చేయగలుగుతారు.
బెంజీన్‌తో పనిచేసే వ్యక్తులకు ప్రామాణిక రబ్బరు పాలు లేదా నైట్రిల్ గ్లోవ్స్ కంటే ఎక్కువ అవసరం: సమ్మేళనం ఈ పదార్థాలను వేగంగా వ్యాప్తి చేస్తుంది మరియు చర్మం ద్వారా గ్రహించబడుతుంది. బదులుగా, పరిశోధకులు పాలీ వినైల్ ఆల్కహాల్ మరియు విటాన్ వంటి ఫ్లోరోఎలాస్టోమర్‌లు వంటి గ్లోవ్‌లు మరియు సూట్‌ల కోసం ప్రత్యేకమైన పదార్థాలను అభివృద్ధి చేశారు, ఇవి సుగంధ ద్రావకాలకు అధిక నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి. బెంజీన్ పేలవమైన హెచ్చరిక లక్షణాలను కలిగి ఉన్నందున – దాని తీపి వాసన ఇప్పటికే సురక్షితమైన స్థాయిల కంటే ఎక్కువ సాంద్రతలలో మాత్రమే గుర్తించబడుతుంది – ప్రామాణిక డస్ట్ మాస్క్‌లు లేదా ప్రాథమిక శ్వాసక్రియలు కూడా సరిపోవు.
సంభావ్య ఎక్స్పోజర్ ప్రాంతాలలో పనిచేసే కార్మికులు బదులుగా నిర్దిష్ట సేంద్రీయ ఆవిరి కాట్రిడ్జ్‌లతో పూర్తి-ముఖ శ్వాసక్రియలను ఉపయోగించాలి; అధిక-ప్రమాదకర పరిస్థితుల్లో వారు ప్రాణాంతక ఆవిరిని పీల్చకుండా ఉండేలా స్వీయ-నియంత్రణ శ్వాస ఉపకరణాలు లేదా సరఫరా-గాలి వ్యవస్థలను ధరించాలి. ఈ విధంగా, బెంజీన్ కథ ప్రజల శ్రేయస్సును రక్షించడంలో టాక్సికాలజీ మరియు వృత్తిపరమైన ఆరోగ్య పరిశోధన యొక్క కీలక పాత్రను కూడా హైలైట్ చేస్తుంది.
దాని నష్టాలను అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు తగ్గించడానికి దశాబ్దాలుగా సాగిన ప్రయత్నం రసాయన సమ్మేళనాల భద్రతను అంచనా వేసే మా సామర్థ్యంలో గణనీయమైన పురోగతికి దారితీసింది మరియు రసాయన పరిశ్రమ యొక్క నైతిక బాధ్యతలను నొక్కి చెప్పింది. పరమాణువులను మార్చుకోవడం మనం భవిష్యత్తు వైపు చూస్తున్నప్పుడు, బెంజీన్ కథనం అభివృద్ధి చెందుతూనే ఉంది.
దాని విషపూరితం యొక్క ద్వంద్వ సవాళ్లు మరియు శిలాజ ఇంధనాలపై ప్రాథమిక ఫీడ్‌స్టాక్‌గా ఆధారపడటం కొత్త ఆవిష్కరణకు దారితీస్తున్నాయి. నేడు, పరిశోధకులు బెంజీన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి మరింత స్థిరమైన పద్ధతులను చురుకుగా అన్వేషిస్తున్నారు.
బయోమాస్ మరియు లిగ్నిన్ వంటి పునరుత్పాదక ఫీడ్‌స్టాక్‌లను ఉపయోగించి ‘గ్రీన్’ బెంజీన్ (ఇలాంటి పదార్ధం ‘ఆకుపచ్చ’ కావచ్చు) సృష్టించడానికి బయో-ఆధారిత మార్గాల అభివృద్ధి ఒక మంచి మార్గం. ఈ ప్రక్రియలు బెంజీన్ ఉత్పత్తి యొక్క కార్బన్ పాదముద్రను అలాగే పెట్రోలియంపై మానవజాతి ఆధారపడటాన్ని తగ్గించడం లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నాయి. బెంజీన్ మరియు ఇతర విలువైన సుగంధ సమ్మేళనాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్లాస్టిక్ వ్యర్థాలను రసాయన రీసైక్లింగ్ చేయడం, ప్లాస్టిక్ కాలుష్యం యొక్క పెరుగుతున్న సమస్యకు సంభావ్య పరిష్కారాన్ని అందించడం అధ్యయనం యొక్క మరొక ప్రాంతం.
బెంజీన్ మరియు దాని ఉత్పన్నాలకు సురక్షితమైన ప్రత్యామ్నాయాలను రూపొందించడంపై పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి దృష్టి కేంద్రీకరించబడింది, వాటి హానికరమైన టాక్సికాలజికల్ ప్రొఫైల్‌లను నివారించేటప్పుడు బెంజీన్ కలిగి ఉన్న సమ్మేళనాల ఉపయోగకరమైన లక్షణాలను అనుకరించే నవల అణువుల రూపకల్పనతో సహా. ఉదాహరణకు, ఫార్మాస్యూటికల్ పరిశ్రమలో, రసాయన శాస్త్రవేత్తలు వారి భద్రతను మెరుగుపరచడానికి ఔషధ అభ్యర్థులలో బెంజీన్ స్థానంలో హెటెరోసైక్లిక్ రింగుల వినియోగాన్ని అన్వేషిస్తున్నారు. బెంజీన్‌లో, ఆరు కార్బన్ పరమాణువుల క్లోజ్డ్ లూప్ ద్వారా రింగ్ ఏర్పడుతుంది.
హెటెరోసైక్లిక్ రింగ్‌లో, వాటిలో ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కార్బన్ పరమాణువులు వేరొక అణువు కోసం మార్చబడతాయి. ఈ విభిన్న పరమాణువును హెటెరోటామ్ అంటారు.
ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీలో అత్యంత సాధారణ హెటెరోటామ్‌లు నైట్రోజన్, ఆక్సిజన్ మరియు సల్ఫర్. ఈ చిన్న స్విచ్‌లు పెద్ద వ్యత్యాసాన్ని కలిగిస్తాయి. ఉదాహరణకు, బెంజీన్ ఒక నూనె: ఇది నీటిని ద్వేషిస్తుంది.
అనేక మందులు ప్రభావవంతంగా ఉండాలంటే రక్తప్రవాహంలో (ఎక్కువగా నీరు) కరిగేవిగా ఉండాలి. నైట్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ అణువులు నీటితో హైడ్రోజన్ బంధాలను ఏర్పరుస్తాయి, అణువు యొక్క ద్రావణీయతను నాటకీయంగా పెంచుతాయి. కాబట్టి నత్రజని హెటెరోటామ్ కోసం కార్బన్ అణువును మార్చుకోవడం పనికిరాని జిడ్డుగల సమ్మేళనం మరియు ఆచరణీయమైన మందు మధ్య వ్యత్యాసం.
నిజానికి, బెంజీన్‌లోని C-H బంధాలలో ఒకదానిని నైట్రోజన్‌తో భర్తీ చేసినప్పుడు, బెంజీన్ చాలా సాధారణ హెటెరోసైకిల్ అయిన పిరిడిన్ అవుతుంది. ఇక్కడ నైట్రోజన్ పరమాణువు ఒక ఒంటరి జత ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటుంది, ఇది కొద్దిగా ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడి ప్రాథమికంగా ఉంటుంది. ఇది అణువుకు ‘హ్యాండిల్’గా పనిచేయడానికి అనుమతిస్తుంది.
శరీరంలోని లక్ష్య ప్రోటీన్ లేదా ఎంజైమ్ ఈ ‘హ్యాండిల్’ని పట్టుకుని నిర్దిష్ట హైడ్రోజన్ బంధాలు లేదా అయానిక్ బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది. హెటెరోటామ్ ఒక తాళంలోకి అమర్చిన కీలాగా, దాని లక్ష్యంలోకి మరింత ఖచ్చితంగా డాక్ చేయడానికి ఒక ఔషధాన్ని అనుమతిస్తుంది. ఇంకా, మానవ శరీరం ఎంజైమ్‌లను ఉపయోగించి ప్రధానంగా కాలేయంలో మందులను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది.
బెంజీన్ స్వయంగా అత్యంత రియాక్టివ్ మరియు టాక్సిక్ కాంపౌండ్స్‌గా జీవక్రియ చేయబడి DNAని దెబ్బతీస్తుంది మరియు క్యాన్సర్‌కు కారణమవుతుంది. బెంజీన్ రింగ్‌ను పిరిడిన్‌తో భర్తీ చేయడం ద్వారా, రసాయన శాస్త్రవేత్తలు ఈ జీవక్రియ మార్గాలను తరచుగా నిరోధించవచ్చు లేదా మార్చవచ్చు.
హెటెరోటామ్ రింగ్ విచ్ఛిన్నం కాకుండా మరింత నిరోధకతను కలిగిస్తుంది లేదా హానిచేయని ఉపఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేయడానికి జీవక్రియకు మార్గనిర్దేశం చేస్తుంది. హెచ్చరిక కథ ఇంకా, బెంజీన్ మరియు దాని ఉత్పన్నాలు కూడా అధునాతన పదార్థాలు మరియు సాంకేతికతలలో కొత్త అప్లికేషన్‌లను కనుగొంటున్నాయి.
రసాయన శాస్త్రవేత్తలు అధిక-పనితీరు గల బ్యాటరీలు మరియు అధిక వేడిని భరించగల తేలికపాటి పదార్థాలలో ఉపయోగించడం కోసం బెంజీన్-ఆధారిత పాలిమర్‌లను పరిశోధిస్తున్నారు – అన్ని లక్షణాలు ఏరోస్పేస్ పరిశ్రమలో విలువైనవి. బెంజీన్ రింగ్ యొక్క ప్రత్యేకమైన ఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలు కూడా పాలిమర్‌లు మరియు ఇతర అధునాతన ఎలక్ట్రానిక్ పదార్థాలను నిర్వహించడంలో ఆసక్తిని కలిగిస్తాయి. బెంజీన్ రింగ్‌లోని ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు p-కక్ష్యలో ఉండే స్పేర్ ఎలక్ట్రాన్‌ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది రింగ్ యొక్క ఫ్లాట్ ప్లేన్‌కు పైన మరియు దిగువన ఉంటుంది.
మూడు విభిన్న ద్వంద్వ బంధాలను ఏర్పరచడానికి బదులుగా, ఈ ఆరు ఎలక్ట్రాన్లు ఒకే, నిరంతర వ్యవస్థలో విలీనం అవుతాయి. అవి డీలోకలైజ్ చేయబడతాయని చెప్పబడింది, అంటే అవి ఏ ఒక్క కార్బన్ పరమాణువుతోనూ అనుబంధించబడవు కానీ మొత్తం ఆరుగురితో సమానంగా పంచుకోబడతాయి.
ఈ దృగ్విషయం ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క రెండు డోనట్-ఆకారపు మేఘాలను సృష్టిస్తుంది, ఒకటి రింగ్ పైన మరియు మరొకటి. ఈ ఎలక్ట్రాన్లు స్థిరంగా ఉండవు కానీ ఈ డోనట్స్‌లో ఎక్కడికైనా తరలించడానికి స్వేచ్ఛగా ఉంటాయి. ఈ మొబైల్ క్లౌడ్‌కు ధన్యవాదాలు, సులభంగా యాక్సెస్ చేయగల ఎలక్ట్రాన్లు, ఒకే బెంజీన్ రింగ్ ఒక అవాహకం, అయితే పెద్ద మెటీరియల్‌లను నిర్మించడానికి ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడిన రింగులు మరింత వైవిధ్యమైన ఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి.
ఉదాహరణకు, కండక్టింగ్ పాలిమర్‌ను రూపొందించడంలో ప్రాథమిక సవాలు ఏమిటంటే, ఎలక్ట్రాన్లు ఎక్కువ దూరం ప్రయాణించడానికి ఒక మార్గాన్ని తయారు చేయడం. ఒక పొడవైన పాలిమర్ గొలుసుతో పాటు ఒకే బెంజీన్ రింగ్ యొక్క ఎలక్ట్రాన్ హైవేని విస్తరించే ‘రహదారి’ని సృష్టించడం ద్వారా శాస్త్రవేత్తలు దీనిని సాధించారు.
అవి బెంజీన్ రింగులను ఒక గొలుసులో ఒకదానితో ఒకటి కలపడం ద్వారా ప్రారంభమవుతాయి: అవి ఒక నిర్దిష్ట మార్గంలో లింక్ చేయబడితే, రింగ్‌లను అనుసంధానించే ఏక మరియు డబుల్ బాండ్‌లను ఏకాంతరంగా కలుపుతూ ఉంటే, ప్రతి రింగ్‌లోని వ్యక్తిగత ఎలక్ట్రాన్ మేఘాలు అతివ్యాప్తి చెందుతాయి మరియు విలీనం చేయబడతాయి. ఇది ఎలక్ట్రాన్ సూపర్‌హైవే వంటి పాలిమర్ గొలుసు మొత్తం పొడవును నడిపే నిరంతర, డీలోకలైజ్డ్ ఎలక్ట్రాన్ వ్యవస్థను సృష్టిస్తుంది.
దాని స్వచ్ఛమైన స్థితిలో, ఈ పాలిమర్ సెమీకండక్టర్ అవుతుంది, నిజమైన కండక్టర్ కాదు. దీన్ని అధిక వాహకతగా మార్చడానికి, అది డోప్ చేయబడాలి, అంటే గొలుసు నుండి ఎలక్ట్రాన్‌లను తొలగించే లేదా దానికి అదనపు ఎలక్ట్రాన్‌లను జోడించే రసాయన ఏజెంట్‌ను జోడించాలి. ఒక ప్రదేశం నుండి ఎలక్ట్రాన్‌ను తీసివేయడం వలన ఆ ప్రదేశంలో ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన రంధ్రం ఏర్పడుతుంది.
గొలుసు యొక్క పొరుగు భాగం నుండి ఒక ఎలక్ట్రాన్ సులభంగా ఈ రంధ్రంలోకి దూకుతుంది, దాని అసలు ప్రదేశంలో కొత్త రంధ్రం వదిలివేయబడుతుంది. ఈ విధంగా, ఒక రంధ్రం గొలుసు వెంట ప్రభావవంతంగా కదులుతుంది మరియు సానుకూల చార్జ్ యొక్క ఈ కదలిక విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క ఒక రూపం. ఎలక్ట్రాన్‌ను జోడించడం ద్వారా మొబైల్ నెగటివ్ చార్జ్‌ను కూడా సృష్టించవచ్చు, అది కరెంట్‌ను ప్రేరేపిస్తుంది.
ఈ విధంగా మనకు పాలిమర్ పాలియనిలిన్ ఉంది, దీని వాహకతను ఆమ్లతను మార్చడం ద్వారా ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేయవచ్చు, ఇది రసాయన సెన్సార్‌లు మరియు యాంటీకోరోషన్ పూతలకు ఉపయోగపడుతుంది. పాలిమర్ పాలీ (p-ఫినిలిన్ వినీలిన్), లేదా PPV, చిన్న డబుల్-బంధిత విభాగాలతో కలిపే బెంజీన్ రింగులతో తయారు చేయబడింది. ఇది విద్యుత్తును నిర్వహించడమే కాకుండా దాని ద్వారా కరెంట్ పంపినప్పుడు కాంతిని కూడా విడుదల చేస్తుంది, ఇది పాలిమర్ LED ల అభివృద్ధికి పునాదిగా మారుతుంది.
నిజానికి, మొబైల్ ఎలక్ట్రాన్‌లను ఉపయోగించుకునే అదే సూత్రం కొత్త తరం ఆర్గానిక్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌కు ప్రధానమైనది: సౌకర్యవంతమైన, తేలికైన మరియు చౌకగా తయారు చేయగల పరికరాలు. ఆర్గానిక్ లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్‌లు (OLEDలు) వాణిజ్యపరంగా అత్యంత విజయవంతమైన అప్లికేషన్. చాలా హై-ఎండ్ స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు మరియు టీవీలలోని స్క్రీన్‌లు OLEDలు.
OLEDలో, ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన సేంద్రీయ అణువుల సన్నని చలనచిత్రాలు, అనేక బెంజీన్ వలయాలను కలిగి ఉంటాయి, ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య శాండ్‌విచ్ చేయబడతాయి. వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు, అది సేంద్రీయ పొరలోకి సానుకూల రంధ్రాలు మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రాన్‌లను ఇంజెక్ట్ చేస్తుంది. వారు కలిసినప్పుడు, వారు తమ శక్తిని కాంతి ఫోటాన్‌గా విడుదల చేస్తారు.
అణువు యొక్క రసాయన నిర్మాణాన్ని మార్చడం ద్వారా కాంతి యొక్క నిర్దిష్ట రంగును ట్యూన్ చేయవచ్చు. ఆర్గానిక్ ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు (OFETలు) ప్లాస్టిక్ ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు, ఇవి కంప్యూటింగ్‌కు ప్రాథమికమైన స్విచ్‌లు మరియు యాంప్లిఫైయర్‌లుగా పనిచేస్తాయి.
ఐదు బెంజీన్ రింగులు ఒక పంక్తిలో కలిసిపోయి, సెమీకండక్టింగ్ పొరగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఇంకా సిలికాన్ వలె వేగంగా లేనప్పటికీ, OFETలను ఫ్లెక్సిబుల్ ప్లాస్టిక్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై ముద్రించవచ్చు, స్మార్ట్ లేబుల్‌లు, ఫ్లెక్సిబుల్ డిస్‌ప్లేలు మరియు ధరించగలిగే మెడికల్ సెన్సార్‌ల వంటి అప్లికేషన్‌లకు తలుపులు తెరుస్తాయి.
ఆర్గానిక్ ఫోటోవోల్టాయిక్స్ తప్పనిసరిగా రివర్స్‌లో OLEDలు. బెంజీన్ రింగులను కలిగి ఉన్న సేంద్రీయ అణువులు అద్భుతమైన కాంతి శోషకాలుగా రూపొందించబడ్డాయి. సూర్యరశ్మి పదార్థాన్ని తాకినప్పుడు, అది మొబైల్ ఎలక్ట్రాన్‌లను ఉత్తేజపరుస్తుంది, ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతను సృష్టిస్తుంది, దానిని విద్యుత్ ప్రవాహంగా వేరు చేసి సేకరించవచ్చు.
కిటికీలు లేదా ఫాబ్రిక్‌లలో ఏకీకృతం చేయగల చౌకైన, సౌకర్యవంతమైన మరియు పారదర్శక సౌర ఘటాలను సృష్టించడం లక్ష్యం. కనుగొనబడిన రెండు వందల సంవత్సరాల తరువాత, బెంజీన్ లోతైన ప్రాముఖ్యత మరియు సంక్లిష్టత యొక్క అణువుగా మిగిలిపోయింది.
వీధిలైట్ల యొక్క ఆసక్తికరమైన ఉప ఉత్పత్తి నుండి గ్లోబల్ ఎకానమీకి అద్దం పట్టే దాని ప్రయాణం మన ప్రపంచాన్ని మార్చడానికి రసాయన శాస్త్రం యొక్క శక్తికి నిదర్శనం. ఇంకా దాని కథ కూడా జాగ్రత్తతో కూడుకున్నది-సంభావ్య పరిణామాలపై లోతైన మరియు అభివృద్ధి చెందుతున్న అవగాహనతో ఆవిష్కరణను సమతుల్యం చేయవలసిన క్లిష్టమైన అవసరాన్ని గుర్తు చేస్తుంది. ముకుంత్.
v@thehindu. సహ లో