शायद इस नये विकल्प से प्लास्टिक से मुक्ति मिलेगी

अलविदा प्लास्टिक! वैज्ञानिकों ने बनाया धातुओं और कांच से भी बेहतर सुपरमटेरियल

• बैक्टीरियल सेलूलोज़ का उपयोग हुआ

• यह पर्यावरण के अनुकूल भी बना रहेगा

• किसी भी आकार में ढाला जा सकता है

राष्ट्रीय खबर

रांचीः प्लास्टिक प्रदूषण आज एक वैश्विक समस्या बन चुका है। पारंपरिक सिंथेटिक पॉलिमर छोटे माइक्रोप्लास्टिक में टूटकर बिस्फेनॉल ए, फ़ेथलेट्स और कार्सिनोजन जैसे हानिकारक रसायन छोड़ते हैं, जिससे पर्यावरण और स्वास्थ्य पर गंभीर प्रभाव पड़ता है। इस समस्या से निपटने के लिए, वैज्ञानिक टिकाऊ और बायोडिग्रेडेबल विकल्पों की तलाश में हैं। इसी दिशा में एक बड़ी सफलता हासिल करते हुए, राइस यूनिवर्सिटी और ह्यूस्टन यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने एक नया सुपरमटेरियल विकसित किया है जो धातुओं और कांच से भी बेहतर प्रदर्शन करता है।

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यह अभिनव शोध नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित हुआ है। इसमें बताया गया है कि कैसे बैक्टीरियल सेलूलोज़ को उच्च-शक्ति, बहुक्रियाशील सामग्री में बदलने के लिए एक स्केलेबल दृष्टिकोण अपनाया गया है। शोधकर्ताओं ने एक गतिशील बायोसिनथेसिस तकनीक का उपयोग किया, जो वास्तविक समय में बैक्टीरियल सेलूलोज़ फाइबर को संरेखित करती है, जिसके परिणामस्वरूप असाधारण यांत्रिक गुणों वाली मजबूत बायो-पॉलीमर शीट बनती हैं।

ह्यूस्टन विश्वविद्यालय में मैकेनिकल और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर और राइस में सामग्री विज्ञान और नैनोइंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर, मुहम्मद मकसूद रहमान के नेतृत्व में शोध टीम ने इस बायोडिग्रेडेबल विकल्प के रूप में बैक्टीरियल सेलूलोज़ का उपयोग किया है, जो पृथ्वी पर सबसे प्रचुर और शुद्ध बायोपॉलीमर में से एक है।

अध्ययन के पहले लेखक और राइस में मटेरियल साइंस और नैनोइंजीनियरिंग के डॉक्टरेट छात्र, एम.ए.एस.आर. सादी ने बताया, हमारे दृष्टिकोण में एक रोटेशनल बायोरेक्टर विकसित करना शामिल था जो वृद्धि के दौरान सेलूलोज़-उत्पादक बैक्टीरिया की गति को निर्देशित करता है, उन्हें संरेखित करता है। उन्होंने आगे कहा, यह संरेखण माइक्रोबियल सेलूलोज़ के यांत्रिक गुणों को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है, जिससे एक ऐसी सामग्री बनती है जो कुछ धातुओं और कांच जितनी मजबूत होती है, फिर भी लचीली, मोड़ने योग्य, पारदर्शी और पर्यावरण के अनुकूल होती है।

आमतौर पर, बैक्टीरियल सेलूलोज़ फाइबर बेतरतीब ढंग से बनते हैं, जिससे उनकी यांत्रिक शक्ति और कार्यक्षमता सीमित हो जाती है। वैज्ञानिकों ने अपने उपन्यास बायोरेक्टर के भीतर नियंत्रित द्रव गतिकी का उपयोग करके सेलूलोज़ नैनोफिब्रिल्स का इन-सीटू संरेखण प्राप्त किया, जिससे 436 मेगापास्कल तक की तन्यता वाली शीट बनीं। इसके अलावा, संश्लेषण के दौरान बोरॉन नाइट्राइड नैनोशीट्स को शामिल करने से एक हाइब्रिड सामग्री बनी जिसकी शक्ति और भी अधिक थी – लगभग 553 मेगापास्कल – और बेहतर थर्मल गुण थे, जो नियंत्रण नमूनों की तुलना में तीन गुना तेज गर्मी अपव्यय दर प्रदर्शित करते थे।

सादी ने कहा, यह गतिशील बायोसिनथेसिस दृष्टिकोण अधिक कार्यक्षमता के साथ मजबूत सामग्री के निर्माण को सक्षम बनाता है। यह विधि बैक्टीरियल सेलूलोज़ में विभिन्न नैनोस्केल एडिटिव्स के आसान एकीकरण की अनुमति देती है, जिससे विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए सामग्री गुणों को अनुकूलित करना संभव हो जाता है।

सादी ने समझाया, संश्लेषण प्रक्रिया अनिवार्य रूप से एक अनुशासित बैक्टीरियल समूह को प्रशिक्षित करने जैसी है। बैक्टीरिया को बेतरतीब ढंग से घूमने देने के बजाय, हम उन्हें एक विशिष्ट दिशा में स्थानांतरित करने का निर्देश देते हैं, इस प्रकार उनके सेलूलोज़ उत्पादन को सटीक रूप से संरेखित करते हैं। यह अनुशासित गति और बायोसिनथेसिस तकनीक की बहुमुखी प्रतिभा हमें एक साथ संरेखण और बहु-कार्यक्षमता दोनों को इंजीनियर करने की अनुमति देती है।

यह स्केलेबल, सिंगल-स्टेप प्रक्रिया कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण संभावनाएं रखती है, जिसमें संरचनात्मक सामग्री, थर्मल प्रबंधन समाधान, पैकेजिंग, वस्त्र, हरे इलेक्ट्रॉनिक्स और ऊर्जा भंडारण प्रणाली शामिल हैं। रहमान ने कहा, यह कार्य सामग्री विज्ञान, जीव विज्ञान और नैनोइंजीनियरिंग के प्रतिच्छेदन पर अंतःविषय अनुसंधान का एक बड़ा उदाहरण है। हम इन मजबूत, बहुक्रियाशील और पर्यावरण के अनुकूल बैक्टीरियल सेलूलोज़ शीट्स को सर्वव्यापी होने की कल्पना करते हैं, जो विभिन्न उद्योगों में प्लास्टिक की जगह लेती हैं और पर्यावरणीय क्षति को कम करने में मदद करती हैं।