हळदीचा नवा रंग

हळदीचे गुणधर्म, औषधी उपयोग, यावर बरेच लिहिले गेले आहे. वृत्तपत्रे काढत असलेल्या रविवार किंवा आरोग्य विषयक पुरवण्यांमधे या विषयावरचे लेख हमखास मधून मधून येत असतात. वास्तविक रित्या, हळद जंतूनाशक आहे, चमचाभर हळद फोडणीत टाकली की पदार्थांना मस्त चव येते हे सगळे आपल्या सगळ्यांना पूर्ण ठाऊक आहे व ते परत एकदा इथे सांगण्यासाठी हा लेख प्रपंच नक्कीच नाही. हळदीला हे सगळे विशेष गुणधर्म प्राप्त होतात ते हळदीमधे असलेल्या कर्क्यूमिन (curcumin) या सेंद्रीय मोलेक्यूलमुळे (molecule). हा सेंद्रीय पदार्थ कर्करोग व अल्झायमर विकार प्रतिबंधक आणि ऍन्टि ऑक्सिडन्ट म्हणून अतिशय प्रभावीपणे कार्य करतो हे आता शास्त्रज्ञांना चांगलेच माहीत झालेले आहे. परंतु या कर्क्यूमिनचा आणखी एक अफलातून गुणधर्म नुकताच प्रकाशात आला आहे.

अनेक रासायनिक पदार्थ एक विशिष्ट प्रकारचा गुणधर्म दाखवताना दिसतात. अशा पदार्थांवर प्रकाश झोत काही कालावधी पर्यंत सोडला तर नंतर हे पदार्थ, एका विशिष्ट वारंवारितेचा किंवा रंगाचा प्रकाश परत बाहेर टाकू शकतात. असे पदार्थ त्यांच्यावर प्रकाश टाकून नंतर अंधारात ठेवले तर प्रकाश बाहेर टाकताना सहजपणे दिसू शकतात. याचे अगदी सामान्य उदाहरण म्हणजे हातातल्या घड्याळांची रेडियम डायल. प्रत्यक्षात या डायलवर असा प्रकाश बाहेर टाकू शकणार्‍या पदार्थांचे लेपन केलेले असते व त्यांचा रेडियमशी दूरान्वयानेही संबंध नसतो. पदार्थांच्या प्रकाश परत बाहेर टाकू शकण्याच्या गुणधर्माला फ्लोरेसन्स (fluorescence) असे नाव आहे व अशा पदार्थांना फ्लोरेसंट पदार्थ असे म्हटले जाते. काही पदार्थ तर असा प्रकाश नंतर बराच काल बाहेर टाकत असताना दिसतात. या पदार्थांपासून बाहेत टाकल्या गेलेल्या प्रकाशाचे, वर्णपट विश्लेषण (Fluorescence spectroscopy) करणे सहज शक्य असते.

काही फ्लोरेसंट पदार्थ आणखी एक वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्म दर्शवतात. हे पदार्थ ज्या खोलीत ठेवलेले असतात त्या खोलीतल्या हवेत जर काही सेंद्रीय किंवा इतर रासायनिक पदार्थ हवेत मिसळलेले असले तर या पदार्थांच्या पासून जो प्रकाश बाहेर टाकला जातो त्याची तीव्रता या सेंद्रीय पदार्थाच्या त्या खोलीतील अस्तित्वाप्रमाणे सूक्ष्म प्रमाणात बदलताना दिसते.

हळदीमधला कर्क्यूमिन हा पदार्थही अशा प्रकारचे फ्लोरेसंट गुणधर्म दर्शवणारा पदार्थ आहे. मात्र कर्क्यूमिनच्या फ्लोरेसंट गुणधर्माचा एक नवाच पैलू आता प्रकाशात आला आहे. University of Massachusetts, Lowell मधे संशोधन करणारे एक शास्त्रज्ञ श्री. अभिषेक कुमार व त्यांचे सहकारी यांनी असे शोधून काढले आहे की कर्क्यूमिन मोलेक्यूलमधून बाहेर पडणार्‍या प्रकाशाची तीव्रता, जर हा मोलेक्यूल, अतिशय सूक्ष्म प्रमाणात अस्तित्व असलेल्या, TNT सारख्या ज्वालाग्राही पदार्थांच्या सानिध्यात आला तर बदलते. कर्क्यूमिनचा हा गुणधर्म वापरून, ज्वालाग्राही पदार्थाचे अस्तित्व शोधू शकणारे शोधक (Detectors) बनवणे आता शक्य आहे असे श्री. कुमार यांना वाटते. एखाद्या ठिकाणी एक ग्रॅम TNT जर ठेवलेले असले तर त्याच्या आसपासच्या हवेत TNT च्या असणार्‍या मोलिक्यूल्सचे प्रमाण, 10 कोटी हवेच्या मोलेक्यूल्स मधे 4 ते 5 TNT मोलेक्यूल्स एवढे नगण्य असल्याने, या TNT च्या मोल्लिक्यूल्सचा शोध लावणे हे अत्यंत जिकिरीचे काम आहे. US State Department च्या अंदाजाप्रमाणे जगभरात 6 ते 7 कोटी भू सुरूंग पेरलेले आहेत व त्यांचा शोध घेण्यासाठी अगदी स्वस्त व कॉम्पॅक्ट अशा शोधकांची जगभर गरज भासते आहे. श्री. कुमार यांना असे वाटते की हळदीचा हा गुणधर्म वापरून बनवलेले शोधक, हे काम मोठ्या कार्यक्षमतेने करू शकतील.

औषधात वापर करण्यासाठी कर्क्यूमिनचा मोलेक्यूल काही प्रक्रिया करून पाण्यात विरघळवता येईल का? याचा शोध घेत असताना, श्री. कुमार यांना हा नवीन गुणधर्म सापडला. कर्क्यूमिन मोलेक्यूलवर प्रक्रिया करून प्रथम या मोलेक्यूलबरोबर दुसर्‍या पदार्थाचे असे मोलेक्यूल जोडले जातात की जे स्वाभाविकपणे हवेतील ज्वालाग्राही पदार्थांच्या मोलेक्यूल्सना, पकडून ठेवू शकतात. यानंतर या सोबत असलेला कर्क्यूमिन मोलेक्यूल आपला गुणधर्म दाखवू शकतो.

श्री. कुमार व त्यांचे सहकारी यांची मुख्य अडचण अशी होती की कर्क्यूमिन मोलेक्यूल हा गुणधर्म, पाण्यासारख्या दुसर्‍या द्रावकात विरघळलेला असतानाच, दाखवू शकतो. घन स्थितीत कर्क्यूमिनचे खडे बनतात व तो हा गुणधर्म दाखवू शकत नाही. या अडचणीचे निराकरण करण्यासाठी, श्री कुमार यांनी polydimethylsiloxane या पॉलिमरमधे कर्क्यूमिन मोलेक्यूल्सचे मिश्रण केले व हे मिश्रण काचेवर फवारून त्याचे काचेवर अगदी पातळ आवरण (thin films) केले. या काचेवर अगदी सहज मिळू शकणार्‍या एलईडी दिव्यांचा प्रकाश झोत टाकला जातो व कर्क्यूमिनच्या पातळ पडद्याकडून जो प्रकाश बाहेर टाकला जातो तो योग्य अशा शोधकांच्याकडून तपासला जातो. या पातळ पडद्याच्या सान्निध्यात ज्वालाग्राही पदार्थांचे अस्तित्व असले तर बाहेर टाकल्या जाणार्‍या प्रकाशाची तीव्रता, ज्वालाग्राही पदार्थाच्या अस्तित्वाच्या प्रमाणात, मंद होताना दिसते. निरनिराळ्या रंगाचा प्रकाश बाहेर टाकू शकणारे एलईडी दिवे व त्याला योग्य असे शोधक यांचा वापर केला तर सर्व प्रकारच्या ज्वालाग्राही पदार्थांचे अस्तित्व शोधणे कर्क्यूमिन शोधकाने शक्य आहे असा विश्वास श्री. कुमार यांना वाटतो आहे. सध्या दर 10 कोटी हवेच्या मोलेक्यूल्समधे, 80 ज्वालाग्राही पदार्थांचे मोलेक्यूल, या प्रमाणापर्यंत हा शोधक कार्य करू शकतो आहे. मात्र भू सुरूंगासाठी हा शोधक वापरायचा असला तर याची संवेदनक्षमता वाढवण्याची गरज आहे असे त्यांना वाटते. American Physical Society च्या सभेत, हे संशोधन नुकतेच सादर केले गेले आहे.

आहे ना हळदीचा नवा रंग? अंधारात चमकणारा!

29 मार्च 2011