આ લેખ રાસાયણિક અને જૈવિક ઇજનેરીના વિવિધ કાર્યક્રમોનો પરિચય આપે છે, જે આપણા રોજિંદા જીવન પર તેમની અસર અને ભાવિ વિકાસ માટેની તેમની સંભવિતતાને સમજાવે છે. તે ટેલિવિઝન, બેટરી અને પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ સહિતના વિવિધ ઉદાહરણો દ્વારા રાસાયણિક અને જૈવિક ઇજનેરીના મહત્વ પર ભાર મૂકે છે.
આપણે આપણા જીવનમાં જે વસ્તુઓનો ઉપયોગ કરીએ છીએ તેમાંથી મોટાભાગની વસ્તુઓ વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીથી બનેલી છે. ટેલિવિઝન, માઇક્રોવેવ્સ, ઑડિઓ, સેલ ફોન અને ફ્લોરોસન્ટ લાઇટ બલ્બ પણ તમામ વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે. વિજ્ઞાન અને ટેક્નોલોજીના સૌથી વધુ લાગુ પડતા ક્ષેત્રોમાંનું એક રાસાયણિક એન્જિનિયરિંગ છે. કેમિકલ એન્જિનિયરિંગનો ઉપયોગ પ્રક્રિયામાં થાય છે જે ફ્લોરોસન્ટ લાઇટને ચમકદાર બનાવે છે, એલસીડી મોનિટર, ટીવી અને સેલ ફોનમાં લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ સ્ક્રીન, ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી લાગુ કરતી બેટરીઓ અને વધુ. ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ કેમિકલ એન્ડ બાયોમોલેક્યુલર એન્જિનિયરિંગ એ છે જ્યાં અમે આ પ્રકારની કેમિકલ એન્જિનિયરિંગનો અભ્યાસ કરીએ છીએ.
અલબત્ત, નામ સૂચવે છે તેમ, કેમિકલ અને બાયોમોલેક્યુલર એન્જિનિયરિંગ વિભાગ માત્ર કેમિકલ એન્જિનિયરિંગનો અભ્યાસ કરતું નથી; તે બાયોટેકનોલોજી અને પર્યાવરણીય જીવવિજ્ઞાન સાથે પણ કામ કરે છે. કેમિકલ અને બાયોમોલેક્યુલર એન્જિનિયરિંગ વિભાગ રસાયણશાસ્ત્ર અને જીવવિજ્ઞાનના આંતરછેદ પર નવું જ્ઞાન બનાવવા અને માનવ જીવનની ગુણવત્તા સુધારવા માટે તેને વાસ્તવિક જીવનમાં લાગુ કરવાનો પ્રયાસ કરે છે. નીચેનામાં, અમે અમારા મુખ્યને વધુ વિગતવાર સમજાવીશું.
અમારા વિભાગમાં, મુખ્યની પસંદગીને કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ અને બાયોલોજિકલ એન્જિનિયરિંગમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. કેમિકલ એન્જિનિયરિંગને વધુ મૂળભૂત વિજ્ઞાન અને એન્જિનિયરિંગ વિજ્ઞાનમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. મૂળભૂત વિજ્ઞાનને કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર, અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર અને પોલિમર ગુણધર્મો જેવા ભાગોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, જ્યારે ઇજનેરી તકનીકનો અભ્યાસ ઉત્પ્રેરક, વીજળી, બેટરી, પ્રક્રિયા તકનીક અને ડિઝાઇન જેવા વિવિધ ક્ષેત્રોમાં કરવામાં આવે છે.
કેમિકલ એન્જિનિયરિંગનું મહત્વ
એન્જિનિયરિંગ ટેક્નોલોજીના ક્ષેત્રમાં, ચાલો બેટરીનું ઉદાહરણ લઈએ, જેના વિશે આપણે પરિચયમાં વાત કરી હતી. બજારમાં ટન બેટરીઓ છે. બૅટરીઓનો ઉપયોગ અમારા સેલ ફોનને પાવર કરવા, અમારી કાર શરૂ કરવા અને જ્યારે અમારા કમ્પ્યુટર્સ બંધ હોય ત્યારે અમારી ઘડિયાળોને બંધ ન કરવા માટે થાય છે. હાઇબ્રિડ કાર, જે હાલમાં બજારમાં લોકપ્રિયતા મેળવી રહી છે, તે પણ તેલનો ઉપયોગ ઘટાડવા માટે બેટરીનો ઉપયોગ કરે છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી અને બેટરીનું ક્ષેત્ર એ ક્ષેત્ર છે જે આ બેટરીઓનો અભ્યાસ કરે છે અને બનાવે છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી અભ્યાસ કરે છે કે લાંબા સમય સુધી ચાલતી, ઉચ્ચ શક્તિ ધરાવતી બેટરી બનાવવા માટે કઈ સામગ્રી અને મિકેનિઝમનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. આ કોષો, અલબત્ત, આપણે જે નાના કોષોનો ઉપયોગ કરીએ છીએ, ઔદ્યોગિક કોષો અને સૌર કોષોનો પણ સમાવેશ થાય છે. વિદ્યુત રસાયણશાસ્ત્ર અને બેટરીનું ક્ષેત્ર એ છે જ્યાં આમાંની મોટાભાગની વિદ્યુત પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે.
કેમિકલ એન્જિનિયરિંગના સૌથી ગરમ ક્ષેત્રોમાંનું એક કેટાલિસિસનું ક્ષેત્ર છે. ઉત્પ્રેરક એ એક પદાર્થ છે જે પોતાને બદલ્યા વિના રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના દરમાં ફેરફાર કરે છે. ફેક્ટરી સૂટ અથવા કારના એક્ઝોસ્ટના હાનિકારક ઘટકોને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ જેવા હાનિકારક ઘટકોમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયામાં આપણે તેમને આપણી આસપાસ જોઈએ છીએ. આ ઉત્પ્રેરકના ઘણાં વિવિધ પ્રકારો છે, અને તેઓ અલગ રીતે કાર્ય કરે છે, તેથી કાર્યક્ષમ ઉત્પ્રેરક વિકસાવવા માટે ઘણું સંશોધન ચાલી રહ્યું છે. આ ઉપરાંત, વાસ્તવિક ફેક્ટરીઓમાં થતી પ્રક્રિયાઓને વધુ અસરકારક રીતે હેન્ડલ કરવા માટે પ્રક્રિયા ડિઝાઇન અને સંશોધન પણ અમારા મુખ્ય ક્ષેત્રોમાંનું એક છે.
મૂળભૂત વિજ્ઞાનનું ક્ષેત્ર એ પ્રાકૃતિક વિજ્ઞાનમાં રસાયણશાસ્ત્ર પર કેન્દ્રિત અભ્યાસનું ક્ષેત્ર છે. ઉદાહરણોમાં કાર્બનિક સંશ્લેષણ, અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર અને પોલિમર ગુણધર્મોનો સમાવેશ થાય છે. કાર્બનિક સંશ્લેષણના કિસ્સામાં, અમે પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ કરીએ છીએ જેના દ્વારા પરમાણુઓ વચ્ચે પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે, અથવા પેટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓમાંથી અવશેષોના સંશ્લેષણ અથવા વિઘટનને ફરીથી રિસાયકલ કરવા માટે. અમે આ સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા દ્વારા પોલિમરીક પદાર્થો પણ બનાવીએ છીએ જેથી તે જોવા માટે કે તે કયા પ્રકારના ગુણધર્મો ધરાવે છે. બીજી બાજુ, અમે નેનો-સ્કેલ પર કણો બનાવીએ છીએ કે તેઓ કેવા પ્રકારના ગુણધર્મો ધરાવે છે. વાસ્તવમાં, આપણે રસાયણશાસ્ત્રમાં જે મોલેક્યુલર-સ્કેલ સામગ્રીઓ સાથે કામ કરીએ છીએ તેનું અવલોકન કરવું ખૂબ જ મુશ્કેલ છે કારણ કે આપણે તેને જોઈ શકતા નથી, અને તેમાંના ઘણા એવા ગુણધર્મો ધરાવે છે જે ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમો સાથે બંધબેસતા નથી જે આપણે સામાન્ય રીતે વિચારીએ છીએ. ઉદાહરણ તરીકે, સોનામાં સોનેરી રંગ હોય છે જેને આપણે સામાન્ય રીતે સોના તરીકે માનીએ છીએ, પરંતુ જ્યારે પરમાણુનું કદ નાનું થાય છે, ત્યારે તે લાલ અથવા વાદળી રંગ ધરાવે છે. જ્યારે તમે નેનોસ્કેલ કણો બનાવો છો, ત્યારે કણોના ગુણધર્મો પોલિમરના ગુણધર્મો અને દૃશ્યમાન વિશ્વના ગુણધર્મોથી અલગ હોય છે, અને તેથી જ આ ક્ષેત્રમાં સંશોધન થઈ રહ્યું છે.
બાયોટેકનોલોજીની ભૂમિકા
બાયોટેકનોલોજીના ક્ષેત્રમાં, બે શાખાઓ છે: બાયોટેકનોલોજી અને પર્યાવરણીય જીવવિજ્ઞાન. બાયોટેક્નોલોજી એ એક ક્ષેત્ર છે જે થોડા વર્ષો પહેલા ઉભરી આવ્યું હતું જ્યારે સેલ ક્લોનિંગનો મુદ્દો સમાજમાં વ્યાપકપણે જાણીતો બન્યો હતો, અને તે બાયોટેક્નોલોજીનું ક્ષેત્ર છે જે માત્ર કોષોને ક્લોન કરે છે પરંતુ સ્ટેમ સેલ પર સંશોધન પણ કરે છે. સ્ટેમ સેલ સંશોધન હાલમાં તબીબી સમુદાયમાં ઘણું ધ્યાન મેળવી રહ્યું છે અને વિવિધ અસાધ્ય રોગોની સારવારની શક્યતાઓ ખોલી રહ્યું છે. પર્યાવરણીય જીવવિજ્ઞાન એ ક્ષેત્રમાં સૂક્ષ્મજીવો, જળ પ્રદૂષણ અથવા પર્યાવરણીય દૂષણનો અભ્યાસ છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, પર્યાવરણીય જીવવિજ્ઞાન વધુને વધુ મહત્વનું બન્યું છે કારણ કે પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ એક મુદ્દો બની ગયો છે. પર્યાવરણીય સમસ્યાઓના ઉકેલ માટે વિવિધ જૈવિક પદ્ધતિઓ પર સંશોધન કરવામાં આવી રહ્યું છે અને તે ટકાઉ વિકાસ માટે આવશ્યક તત્વ બની રહ્યું છે.
રાસાયણિક અને જૈવિક ઇજનેરીનું ભાવિ
વાસ્તવમાં, કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ અને જૈવિક એન્જિનિયરિંગ એ આપણે જે વિશ્વમાં રહીએ છીએ તેનો અભિન્ન ભાગ છે. કેમિકલ એન્જિનિયરિંગના વિકાસ વિના, આપણે આપણા જીવનમાં ઘણી બધી અસુવિધાઓનો અનુભવ કરીશું, જેમ કે ટેલિવિઝન નહીં, સેલ ફોન નહીં અને કાર નહીં. કેમિકલ એન્જીનીયરીંગ આપણા જીવનમાં એટલુ ઘુસી ગયું છે કે તેનો ઉપયોગ વધુ ને વધુ ક્ષેત્રોમાં અને સમગ્ર સમાજમાં થતો રહેશે. કેમિકલ એન્જિનિયરિંગનો વિકાસ માત્ર આપણા જીવનધોરણને જ નહીં વધારશે, પરંતુ નવા ઉદ્યોગોના વિકાસ અને આર્થિક વૃદ્ધિમાં પણ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવશે.
બાયોટેક્નોલોજીની આપણા જીવન પર પણ મોટી અસર પડશે: સ્વસ્થ જીવન માટે તબીબી સંશોધન, પર્યાવરણીય સંરક્ષણ માટેની જૈવિક પદ્ધતિઓ, ખેતીને વધુ ઉત્પાદક બનાવવા માટે આનુવંશિક સંશોધન, એપ્લિકેશન્સ અનંત છે. ભવિષ્યમાં, રાસાયણિક અને જૈવિક ઇજનેરી માનવ કલ્યાણ, પર્યાવરણ સંરક્ષણ અને ઔદ્યોગિક વિકાસમાં મહાન યોગદાન આપવાનું ચાલુ રાખશે. આવા સંશોધન અને વિકાસ દ્વારા, અમે વધુ સારું ભવિષ્ય બનાવીશું.
