રસાયણશાસ્ત્ર અને જીવવિજ્ઞાન ઘનિષ્ઠ રીતે જોડાયેલા છે, અને રાસાયણિક બાયોટેકનોલોજી દવા અને પર્યાવરણમાં મહત્વપૂર્ણ તકનીકો પ્રદાન કરવા માટે આ સંબંધ પર નિર્માણ કરે છે. તે જીવંત સજીવોની કામગીરી જાળવવામાં અને પર્યાવરણને સુધારવામાં ફાળો આપે છે, અને ભવિષ્યના વિકાસ એન્જિન તરીકે વચન દર્શાવે છે.
રસાયણશાસ્ત્ર અને જીવવિજ્ઞાન કેવી રીતે જોડાયેલા છે? રસાયણશાસ્ત્ર અને જીવવિજ્ઞાનને સામાન્ય રીતે અલગ-અલગ ક્ષેત્રો તરીકે માનવામાં આવે છે, તેમ છતાં જીવવિજ્ઞાન રસાયણશાસ્ત્ર પર ઊંડો આધાર રાખે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે આપણે શ્વાસ લઈએ છીએ ત્યારે હિમોગ્લોબિન અને ઓક્સિજનનું સંયોજન રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા છે. ઓક્સિજનથી ભરપૂર ફેફસાંમાં, હિમોગ્લોબિન કાર્બન ડાયોક્સાઇડથી અલગ પડે છે અને ઓક્સિજન સાથે જોડાય છે, જે પછી કોષોને પહોંચાડવામાં આવે છે. આ તમામ શારીરિક પ્રક્રિયાઓ રાસાયણિક બંધન અને ભંગાણ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે, અને આ કાર્બનિક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ વિના, જીવન કાર્ય કરી શકતું નથી. તેથી, દવામાં અને કુદરતી પર્યાવરણના અભ્યાસમાં રાસાયણિક પૃથ્થકરણ જરૂરી છે, અને જીવંત વસ્તુઓના રાસાયણિક ગુણધર્મોને લાગુ કરવા માટે ઘણું સંશોધન કરવામાં આવી રહ્યું છે.
તાજેતરના વર્ષોમાં, સુખાકારીમાં વધતી જતી રુચિ અને જૈવ- અને પર્યાવરણીય-સંબંધિત ઉદ્યોગોના નોંધપાત્ર વિકાસ સાથે, કેમિકલ એન્જિનિયરિંગમાં સંશોધને આ ક્ષેત્રો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે. જૈવ અને પર્યાવરણીય તકનીકોને માનવ જીવનની ગુણવત્તામાં સુધારો કરતી તકનીકો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અને વિશ્વભરના દેશો તેમને તેમના રાષ્ટ્રોના ભાવિ વિકાસ એન્જિન બનાવવા માટે પ્રયત્નશીલ છે. તેના જવાબમાં, સિઓલ નેશનલ યુનિવર્સિટીમાં ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એપ્લાઇડ કેમિસ્ટ્રીનું નામ 2005માં ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ કેમિકલ એન્ડ બાયોમોલેક્યુલર એન્જિનિયરિંગ રાખવામાં આવ્યું હતું અને તેના સંશોધન ક્ષેત્રોનો વિસ્તાર કર્યો હતો.
ભૂતકાળમાં, કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ મુખ્યત્વે પેટ્રોલિયમ અને ભારે રાસાયણિક ઉદ્યોગો પર કેન્દ્રિત હતું, જેણે 60 અને 70ના દાયકામાં કોરિયાના ઔદ્યોગિક વિકાસમાં મોટો ફાળો આપ્યો હતો. જો કે, 80 અને 90 ના દાયકામાં, રાસાયણિક-સંબંધિત ઉદ્યોગોને 3D ઉદ્યોગો તરીકે ઓળખવામાં આવ્યા હતા જે ખતરનાક પદાર્થો સાથે વ્યવહાર કરે છે અને હાનિકારક પદાર્થોને પર્યાવરણમાં છોડે છે, અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગના વિકાસ સાથે, કેમિકલ એન્જિનિયરિંગને દૂર કરવામાં આવ્યું હતું. તાજેતરમાં, જોકે, કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ સેમિકન્ડક્ટર્સ અને નેનોટેકનોલોજી જેવા સુંદર રાસાયણિક ઉદ્યોગોના વિકાસ સાથે નવા પુનરુત્થાનનો અનુભવ કરી રહ્યું છે. ખાસ કરીને, જેમ જેમ દવા અને પર્યાવરણના ક્ષેત્રોમાં નવી તકનીકો વિકસિત થઈ રહી છે, કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ એ એક એવી શિસ્ત બની રહી છે જે પર્યાવરણને સુધારે છે અને જીવનની ગુણવત્તામાં વધારો કરે છે.
દવામાં રાસાયણિક ઇજનેરીના ઉપયોગનું એક વિશિષ્ટ ઉદાહરણ દવા વિતરણ પ્રણાલી છે. પરંપરાગત દવા વિતરણ પદ્ધતિઓથી વિપરીત, નવી સિસ્ટમો ચોક્કસ કોષ અથવા રોગની સાઇટ પર પહોંચ્યા પછી દવાઓ પહોંચાડવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે. માત્ર ચોક્કસ તાપમાન અથવા pH પર દવાઓ પહોંચાડવા માટે રચાયેલ, આ સિસ્ટમો દવાના નુકસાનને ઘટાડી શકે છે અને અસરકારકતા વધારી શકે છે. તે ખાસ કરીને કેન્સરની સારવારમાં અસરકારક હોવાની અપેક્ષા છે, જેની ઉચ્ચ આડઅસર હોય છે અને સરળતાથી મેટાસ્ટેસાઇઝ થાય છે.
કૃત્રિમ અંગો અને કૃત્રિમ કોમલાસ્થિ જેવા બાયોમટીરિયલ્સનો અભ્યાસ પણ કેમિકલ બાયોમેડિકલ એન્જિનિયરિંગ દ્વારા આવરી લેવામાં આવે છે. જૈવ સામગ્રીઓ માનવ શરીરમાં રોપવામાં આવતી હોવાથી, તેમના માટે શરીરમાં સ્થિર હોવું મહત્વપૂર્ણ છે, એટલે કે તેમની પાસે પ્રત્યારોપણ કરેલા અંગની સમાન ગુણધર્મો હોવી જોઈએ અને શરીરમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ અથવા રોગપ્રતિકારક અસ્વીકારનું કારણ ન બને. પ્રોટીનને તેને વળગી રહેવાથી રોકવા માટે સામગ્રીની સપાટીને રાસાયણિક રીતે સારવાર કરવી પણ મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે પ્રોટીન લોહીમાં લોહીના ગંઠાવાનું નિર્માણ કરી શકે છે. આ માટે, વિવિધ કૃત્રિમ સામગ્રી અને સપાટીની સારવારના વિકાસ પર સંશોધન હાથ ધરવામાં આવી રહ્યું છે.
પર્યાવરણીય ક્ષેત્રમાં, નેનો ટેકનોલોજી અથવા મેમ્બ્રેન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને પર્યાવરણને સુધારવા માટે સંશોધન ચાલી રહ્યું છે. નેનો ટેક્નોલોજી, જેનો વિવિધ ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ થાય છે, તે રાસાયણિક ઇજનેરીમાં પણ મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે, ખાસ કરીને કેટાલિસિસમાં. નેનોટેકનોલોજીનો સમાવેશ કરતા ઉત્પ્રેરક મોટા સક્રિય વિસ્તારો ધરાવે છે અને નવા ઉત્પ્રેરક ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરે છે. આ હાલના ઉત્પ્રેરકોની કામગીરીમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે અને તેનો ઉપયોગ કારમાંથી ઉત્સર્જન ઘટાડવા, કારખાનાઓમાં વાયુ પ્રદૂષણ અટકાવવા અને સૌર કોષો અને બળતણ કોષો જેવી ગ્રીન એનર્જી ટેકનોલોજીમાં થઈ શકે છે.
આ માત્ર થોડા ઉદાહરણો છે, પરંતુ કેમિકલ એન્જિનિયરિંગના જૈવિક કાર્યક્રમો અનંત છે. ત્યાં ઘણા વિવિધ પ્રકારના સજીવો અને તેમની વર્તણૂકો છે, જેમાંથી ઘણા હજુ પણ અન્વેષિત છે, અને ઘણા વિવિધ રાસાયણિક ગુણધર્મો અને તકનીકો છે જે તેમને લાગુ કરી શકાય છે. દવા અને પર્યાવરણમાં પ્રગતિની શક્યતાઓ અનંત છે.
જેમ જેમ ગ્રીન એનર્જી અને ગ્રીન ગ્રોથ વૈશ્વિક સ્તરે વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ બનતા જાય છે અને આયુષ્ય વધારવાની ઈચ્છા વધે છે, ત્યારે કોરિયા એક રાષ્ટ્ર તરીકે ભવિષ્યનું નેતૃત્વ કરવા અને પર્યાવરણની જાળવણી કરતી હરિયાળી વૃદ્ધિ હાંસલ કરવા માટે નવા વિકાસ એન્જિનો શોધવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યું છે. આ પૃષ્ઠભૂમિમાં, રાસાયણિક બાયોમેડિકલ એન્જિનિયરિંગ, જે જીવંત જીવોનો ઈજનેરી અભ્યાસ છે અને તેનો ઉપયોગ દવા અને પર્યાવરણના ક્ષેત્રોમાં મુખ્ય તકનીક તરીકે થઈ શકે છે, તે ભવિષ્યમાં વધુ મહત્વપૂર્ણ શિસ્ત બનશે. વધુમાં, એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે કે રાસાયણિક બાયોમેડિકલ એન્જિનિયરિંગ રાષ્ટ્રીય એન્જિન તરીકે ગ્રીન ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને હરિયાળી વૃદ્ધિને સાકાર કરવાના કોરિયાના પ્રયાસોમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવશે.
