जड पाण्याची चव

जड पाणी हे अणुऊर्जेच्या निर्मितीत महत्त्वाची भूमिका बजावतं. नैसर्गिक युरेनियमचा अणुइंधन म्हणून वापर केल्यास, अणुभट्टीत जड पाण्याचा वापर अपरिहार्य असतो. हे जड पाणी युरेनियमच्या अणूंचं विखंडन करणाऱ्या न्यूट्रॉनचा वेग कमी करण्यासाठी वापरलं जातं. त्याचबरोबर विविध सेंद्रिय रासायनिक अभिक्रिया अभ्यासण्यासाठी किंवा सेंद्रिय रेणूंची रचना अभ्यासण्यासाठी, खूणचिठ्ठी म्हणून जड पाण्याचा उपयोग केला जातो. जड पाण्याचा उपयोग वैद्यकीय क्षेत्रातही जैवरासायनिक अभिक्रियांच्या अभ्यासासाठी अशाच प्रकारे केला जातो.

जड पाणी हे नेहमीच्या पाण्याप्रमाणेच हायड्रोजनचे दोन अणू आणि ऑक्सिजनचा एक अणू यापासून तयार होतं. फरक इतकाच की हे हायड्रोजनचे अणू म्हणजे प्रत्यक्षात ‘जड हायड्रोजन’चे अणू असतात. नेहमीच्या हायड्रोजनचा अणू हा एक प्रोटॉन आणि एक इलेक्ट्रॉनपासून बनलेला असतो, तर जड हायड्रोजनच्या अणुकेंद्रकात प्रोटॉनच्या साथीला एक न्यूट्रॉन वसलेला असतो. या जड हायड्रोजनला ‘ड्यूटेरियम’ या नावानं ओळखलं जातं आणि या जड हायड्रोजनपासून बनलेल्या पाण्याला ‘जड पाणी’ म्हटलं जातं. हायड्रोजन आणि ड्यूटेरियमच्या अणूंचे रासायनिक गुणधर्म हे सारखेच असतात. त्यामुळे नेहमीच्या पाण्याच्या आणि जड पाण्याच्या रासायनिक गुणधर्मांतही फरक नसतो. मात्र त्यांच्या, घनता, गोठण्याचं तापमान, उकळण्याचं तापमान, इत्यादी भौतिक गुणधर्मांत किंचितसा फरक असतो.

नेहमीच्या पाण्यातही अतिशय अल्प प्रमाणात जड पाणी असतं. सन १९३२मध्ये नेहमीच्या पाण्यातून हे जड पाणी वेगळं करण्यात यश आलं. त्यानंतर काही काळातच, ओस्लोच्या प्राध्यापक हॅन्सेन यांनी जड पाण्याची चव जिभेवर जळजळ निर्माण करत असल्याचा दावा केला. खरं तर स्वाद कळणं, ही एक जैवरासायनिक अभिक्रिया आहे. त्यामुळे दोन्ही प्रकारच्या पाण्याची चव सारखीच असली पाहिजे. त्यामुळे, हॅन्सेन यांच्या दाव्यानंतर, ड्यूटेरियमचा शोध लावणाऱ्या अमेरिकन शास्त्रज्ञ हॅरल्ड युरी यांनी १९३५ साली, जड पाणी प्रत्यक्ष चाखून ही चव तपासली. त्यांना दोन्ही पाण्यांच्या चवीत काहीच फरक नसल्याचं आढळलं. आता दीर्घ काळानंतर या प्रश्नाची पुनः चर्चा सुरू झाली आहे. कारण प्राग (चेक प्रजासत्ताक) येथील संशोधक पॅवेल जुंगवर्थ यांनी इस्राएल, चेक प्रजासत्ताक आणि जर्मनीतील सहकाऱ्यांच्या साहाय्यानं अलीकडेच केलेल्या संशोधनानं जड पाण्याची चव गोड असल्याचं निश्चितपणे दाखवून दिलं आहे.

पॅवेल जुंगवर्थ आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी, आपल्या प्रयोगांत भाग घेणाऱ्यांना, नेहमीचं पाणी आणि जड पाणी यांचं वेगवेगळं प्रमाण असणारी मिश्रणं चाखायला दिली. जड पाण्याच्या वाढत्या प्रमाणानुसार मिश्रणं गोड होत असल्याचं, ही मिश्रणं चाखणाऱ्यांना जाणवलं. आता जड पाण्याची चव खरोखरच गोड आहे का, हे तपासण्यासाठी या संशोधकांनी त्यानंतर रासायनिक प्रयोग केले. माणसाच्या तोंडातील स्वादग्रंथींमध्ये गोड चवीला प्रतिसाद देणारं ‘टीएएस१आर२+३’ हे विशिष्ट रसायन असतं. जड पाण्याची चव गोड असली तर, जड पाण्यात आणि या रसायनात आंतरक्रिया व्हायला हवी. वेल जुंगवर्थ आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी, नेहमीच्या पाण्याच्या तसंच जड पाण्याच्या संपर्कात हे रसायन आणून काही चाचण्या घेतल्या. या चाचण्यांत त्यांना, गोड चव ओळखणारं हे रसायन जड पाण्याला रासायनिक प्रतिसाद देत असल्याचं आढळून आलं. असा प्रतिसाद नेहमीच्या पाण्याकडून मिळत नव्हता. यावरून जड पाण्याची चव गोड असल्याचं नक्की झालं. याचबरोबर या संशोधकांनी, या रसायनाच्या नेहमीच्या पाण्याबरोबर तसंच जड पाण्याबरोबर होणाऱ्या अभिक्रिया, संगणकीय प्रारूप तयार करून तपासल्या. या संगणकीय प्रारूपावरून या रसायनाच्या दोन्ही प्रकारच्या पाण्याबरोबर होणाऱ्या अभिक्रियांत फरक असल्याचं स्पष्ट झालं.

अभिक्रियांतील हा फरक अर्थातच हायड्रोजन आणि ड्यूटेरियमबरोबरच्या रासायनिक बंधांच्या मजबूतपणातील अल्पशा फरकामुळे घडून येतो. चवीशी संबंधित असणारे हे रसायन शरीरात इतरत्रही अस्तित्वात असतं. जड पाण्याला हे रसायन देत असलेल्या या प्रतिसादामुळे, इतर वैद्यकीय संशोधनासाठीही जड पाण्याचा वापर होऊ शकणार असल्याचा विश्वास या संशोधकांना वाटतो आहे.

चित्रवाणीः https://www.youtube.com/embed/sQNKKIVXRuE?rel=0

— डॉ. राजीव चिटणीस.

छायाचित्र सौजन्य: History of Science Museum, Oxford