फॉस्फेट के नए उपयोग

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फॉस्फोरस, एक पोषक तत्व के रूप में, मनुष्यों, जानवरों एवं पौधों के जीवन हेतु आवश्यक है। चयापचय एवं अन्य जैव-रासायनिक प्रक्रियाओं में इसकी बहुत ही महत्वपूर्ण भूमिका है। फॉस्फोरस, एक महत्वपूर्ण घटक के रूप में, कई दैनिक उपयोग की जाने वाली वस्तुओं एवं औद्योगिक उत्पादों में पाया जाता है; जैसे – खमीर, टूथपेस्ट, सैंडविच बनाने हेतु आवश्यक सामग्रियाँ, एवं पेय पदार्थ आदि। पौधों को भी फॉस्फोरस की आवश्यकता होती है; फॉस्फोरस युक्त यौगिक, पौधों की प्रकाश-संश्लेषण प्रक्रिया के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण ह फॉस्फोरस युक्त यौगिक, आनुवंशिक पदार्थों के निर्माण में सहायक होते हैं; जिसमें डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड भी शामिल ह ； कोशिका झिल्ली ； दाँत एवं हड्डियाँ ； मनुष्यों एवं जानवरों की ऊर्जा प्रणालियाँ ； वह कोशिका-संकेत-प्रसारण प्रणाली, जो अम्ल-क्षार संतुलन से लेकर गर्भावस्था के दौरान होने वाले हार्मोनल परिवर्तनों जैसी विभिन्न प्रक्रियाओं को नियंत्रित करती है। पारंपरिक दृष्टिकोण से, फॉस्फेट के उपयोग मुख्य रूप से निम्नलिखित ही हैं – सफाई के लिए, खाद्य पदार्थों में संतृप्तक के रूप में, कृषि एवं बागवानी में उर्वरक के रूप में, चारा बनाने में सहायक के रूप में, एवं अग्निरोधक पदार्थों में। लेकिन हमारे वास्तविक उत्पादन कार्यों एवं जीवन में, फॉस्फेट के निम्नलिखित नए उपयोग भी हैं: 1. लिथियम-आयन बैटरियों में उपयोग – लिथियम-आयन बैटरियों में उच्च वोल्टेज, हल्का वजन, प्रदूषण-रहित होने जैसे गुण होते हैं; इसलिए इनका उपयोग लैपटॉप, कैमरे, मोबाइल संचार आदि जैसे उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है। नेगेटिव इलेक्ट्रोड सामग्री की तुलना में, पॉजिटिव इलेक्ट्रोड सामग्री का विकास काफी पीछे है। वर्तमान में, लिथियम-आयन बैटरियों की ध्रुवीय सामग्रियों संबंधी अनुसंधान मुख्य रूप से संक्रमणकालीन धातुओं के यौगिकों पर केंद्रित है। फॉस्फेट में कम लागत, स्थिर संरचना, ओवरचार्जिंग के प्रति प्रतिरोधक क्षमता, एवं अच्छी सुरक्षा जैसे गुण हैं; इसी कारण यह नई पीढ़ी की लिथियम-आयन बैटरियों के धनात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रियों के अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण विषय बन गया है। वर्तमान में, जिन फॉस्फेट-आधारित कथाशील सामग्रियों के बारे में जानकारी उपलब्ध है, उनमें लिथियम आयरन फॉस्फेट, मैंगनीज आयरन फॉस्फेट, निकल आयरन फ 2. बायोसेंसिंग में उपयोग: लिथियम-आयन बैटरियों में उच्च वोल्टेज, हल्का वजन, प्रदूषण-रहित होने जैसे गुण हैं; इसी कारण इनका उपयोग लैपटॉप, कैमरे, मोबाइल संचार आदि जैसे नए उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है। नेगेटिव इलेक्ट्रोड सामग्री की तुलना में, पॉजिटिव इलेक्ट्रोड सामग्री का विकास काफी पीछे है। वर्तमान में, लिथियम-आयन बैटरियों की ध्रुवीय सामग्रियों संबंधी अनुसंधान मुख्य रूप से संक्रमणकालीन धातुओं के यौगिकों पर केंद्रित है। फॉस्फेट में कम लागत, स्थिर संरचना, ओवरचार्जिंग के प्रति प्रतिरोधक क्षमता, एवं अच्छी सुरक्षा जैसे गुण हैं; इसी कारण यह नई पीढ़ी की लिथियम-आयन बैटरियों के धनात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रियों के अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण विषय बन गया है। वर्तमान में, जिन फॉस्फेट-आधारित कथाशील सामग्रियों के बारे में जानकारी उपलब्ध है, उनमें लिथियम आयरन फॉस्फेट, मैंगनीज आयरन फॉस्फेट, निकल आयरन फ 3. जैव-चिकित्सा में उपयोग: जीन ट्रांसफर, जैव-सुसंगत नैनो-जैविक सामग्रियों को वाहक के रूप में उपयोग में लाकर न्यूक्लिक एसिडों को जीवित कोशिकाओं में पहुँचाने की प्रक्रिया है; इससे बीमारियों का इलाज संभव हो पाता है। चूँकि फॉस्फेट में अच्छी जैव-संगतता होती है, एवं इसमें कोशिकाघातक प्रभाव नहीं होता, इसलिए इसे न्यूक्लिक एसिडों के परिवहन हेतु वाहक के रूप में उपयोग में लाया जा सकता है। वर्तमान में, गैर-वायरल जीन परिवहन प्रणालियों में उपयोग होने वाले प्रमुख पदार्थों में कैल्शियम फॉस्फेट, मैग्नीशियम फॉस्फेट आदि शामिल हैं। 4. प्रकाश उत्पन्न करने वाली सामग्री के रूप में, ऐसी सामग्रियों का उपयोग आमतौर पर संचार, प्रकाश व्यवस्था, इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंट घटकों, जैव-सेंसरों, जैव-इमेजिंग एवं सौर ऊर्जा जैसे क्षेत्रों में किया जाता है। हम आमतौर पर दुर्लभ पाए जाने वाले दुर्लभ धातुओं के आयनों को शायद ही देखते हैं; लेकिन इन आयनों में विशिष्ट इलेक्ट्रॉनिक एवं ऑप्टिकल गुण होते हैं। इस कारण इनमें उच्च फ्लोरोसेंट उत्पादन दर, संकीर्ण बैंडविड्थ, लंबा उत्सर्जन समय, एवं लिगैंडों पर निर्भर फ्लोरोसेंट गुण जैसी विशेषताएँ होती हैं। जबकि दुर्लभ धातु फॉस्फेट, दुर्लभ धातुओं से बने अत्यंत महत्वपूर्ण यौगिक हैं। अपनी उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता, ऊष्मा-स्थिरता, प्रकाश-उत्प्रेरक गुणों एवं विशिष्ट संरचनात्मक विशेषताओं के कारण, दुर्लभ धातु फॉस्फेटों का उपयोग रंगीन डिस्प्ले, फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर, फोटोइलेक्ट्रिक उपकरणों, सौर सेलों एवं प्रकाश स्रोतों जैसे क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है।