রাইস ইউনিভার্সিটি এবং ইউনিভার্সিটি অব হিউস্টনের বিজ্ঞানীরা ব্যাকটেরিয়াল সেলুলোজের ওপর ভিত্তি করে একটি উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন জৈব পদার্থ তৈরির নতুন পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছেন, যা পেট্রোকেমিক্যাল প্লাস্টিকের অন্যতম বিকল্প হতে পারে। ২০২৫ সালের জুলাই মাসে 'নেচার কমিউনিকেশনস' (Nature Communications) জার্নালে প্রকাশিত এই গবেষণায় একটি স্কেলেবল বায়োসিন্থেসিস পদ্ধতির বর্ণনা দেওয়া হয়েছে, যেখানে সাধারণ অবস্থার মতো এলোমেলোভাবে নয়, বরং তরল প্রবাহের নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে ব্যাকটেরিয়ারা একটি নির্দিষ্ট কাঠামোতে উপাদানটি তৈরি করে।
ইউনিভার্সিটি অব হিউস্টন এবং রাইস ইউনিভার্সিটির মেকানিক্যাল অ্যান্ড অ্যারোস্পেস ইঞ্জিনিয়ারিং বিভাগের সহযোগী অধ্যাপক মুহাম্মদ মাকসুদ রহমান এই গবেষণার নেতৃত্ব দিয়েছেন। গবেষণাপত্রটির প্রধান লেখক ছিলেন রাইস ইউনিভার্সিটির পিএইচডি শিক্ষার্থী এম.এ.এস.আর. সাদি এবং এই প্রকল্পে শ্যাম ভক্তা (রাইস), ইঞ্জিনিয়ার ও ম্যাটেরিয়াল সায়েন্টিস্ট পুলিকেল অজয়ন, ম্যাথিউ বেনেট, মাত্তেও পাসকালি সহ আরও অনেকে যুক্ত ছিলেন। এই কাজে অর্থায়ন করেছে ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন (NSF), এন্ডোমেন্ট ফর ফরেস্ট্রি অ্যান্ড কমিউনিটিস এবং ওয়েলচ ফাউন্ডেশন সহ বেশ কিছু মার্কিন সংস্থা।
প্রযুক্তির কার্যপদ্ধতি
সাধারণত ব্যাকটেরিয়াল সেলুলোজ ন্যানোফাইবারগুলোর একটি শিথিল এবং এলোমেলোভাবে বিন্যস্ত জালের মতো বেড়ে ওঠে, যা এর শক্তি এবং স্থায়িত্বকে সীমিত করে দেয়। নতুন এই পদ্ধতিতে গবেষকরা একটি ঘূর্ণায়মান বায়োরিয়েক্টর তৈরি করেছেন, যেখানে তরল প্রবাহ 'গ্লুকোনাএসিটোব্যাক্টার' (Gluconacetobacter) ব্যাকটেরিয়ার গতিপথ নির্ধারণ করে এবং এর ফলে তাদের নির্গত তন্তুর বিন্যাসও নিয়ন্ত্রিত হয়।
নিয়ন্ত্রিত হাইড্রোডায়নামিকস ব্যবহার করে বিজ্ঞানীরা একমুখী বিন্যাসযুক্ত ঘন শিট তৈরি করতে সক্ষম হয়েছেন, যার টেনসিল স্ট্রেন্থ বা টান সহ্য করার ক্ষমতা প্রায় ৪৩৬ মেগাপ্যাসকেল পর্যন্ত। এর একটি হাইব্রিড সংস্করণে বৃদ্ধির সময় বোরন নাইট্রাইড ন্যানোশিট যুক্ত করায় শক্তি ৫৫৩ মেগাপ্যাসকেল পর্যন্ত পৌঁছেছে এবং উপাদানটির তাপ পরিবাহিতা সাধারণ ব্যাকটেরিয়াল সেলুলোজের তুলনায় তিন গুণ বেশি ছিল। এই পুরো প্রক্রিয়াটি ঘরের তাপমাত্রায় কোনো বিষাক্ত দ্রাবক বা বিশেষ প্রাকৃতিক গাঁজন পরিস্থিতি ছাড়াই মাত্র একটি ধাপে সম্পন্ন হয়।
পরিবেশবান্ধব বৈশিষ্ট্য এবং সম্ভাব্য ব্যবহার
এই ব্যাকটেরিয়াল 'পেপার-প্লাস্টিক' সম্পূর্ণরূপে পচনশীল এবং বেশিরভাগ সিন্থেটিক পলিমারের মতো একে পোড়ানো বা থার্মোকেমিক্যাল প্রক্রিয়াজাতকরণের প্রয়োজন হয় না। এছাড়া এই প্রযুক্তিতে অপেক্ষাকৃত সহজ মাধ্যম ব্যবহার করা যায় এবং ভবিষ্যতে কৃষি বর্জ্যকে ফারমেন্টেশনের পুষ্টির উৎস হিসেবে ব্যবহারের সম্ভাবনা রয়েছে, যা সাশ্রয়ী মূল্যে বড় পরিসরে উৎপাদনের ধারণাকে সমর্থন করে।
বিজ্ঞানীরা এই নতুন উপাদানের ব্যবহারের বেশ কয়েকটি ক্ষেত্র চিহ্নিত করেছেন:
- প্যাকেজিং, যেখানে এটি একবার ব্যবহারযোগ্য প্লাস্টিক ফিল্ম এবং বক্সের বিকল্প হতে পারে;
- অটোমোবাইল এবং নির্মাণ খাতের উপাদান, যেখানে শক্তি এবং হালকা ওজনের প্রয়োজন হয়;
- তাপ নিয়ন্ত্রণকারী সরঞ্জাম, যেমন ইলেকট্রনিক্সের তাপ নির্গমনকারী অংশ;
- টেক্সটাইল এবং 'সবুজ' ইলেকট্রনিক্স, যার মধ্যে ফ্লেক্সিবল স্ক্রিন এবং সেন্সর অন্তর্ভুক্ত;
- জ্বালানি ব্যবস্থা এবং কম্পোজিট সামগ্রী, যেখানে স্থায়িত্ব এবং লোড রেজিস্ট্যান্স গুরুত্বপূর্ণ।
সীমাবদ্ধতা এবং কেন এটি 'আগামীকালেরই বিপ্লব' নয়
অপার সম্ভাবনা থাকলেও এই উপাদানটি এখনই উৎপাদন পরিমাণ বা খরচের দিক থেকে প্রচলিত প্লাস্টিককে পুরোপুরি হটিয়ে দেওয়ার জন্য প্রস্তুত নয়। শিল্পক্ষেত্রে প্রয়োগের জন্য প্রয়োজন হবে:
- বৃহৎ পরিসরে উৎপাদন ব্যবস্থা গড়ে তোলা;
- মান নির্ধারণ এবং নীতিগত নিয়ন্ত্রণের বিষয়গুলো সমাধান করা;
- ক্লিনিকাল, অটোমোবাইল এবং শিল্প পরিবেশে এর দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা প্রমাণ করা।
তবুও রাইস ইউনিভার্সিটি এবং ইউনিভার্সিটি অব হিউস্টনের দলটি এই প্রযুক্তিটিকে এমন একটি প্রাথমিক উদ্যোগ হিসেবে দেখছে যেখানে পরিবেশবান্ধব হওয়ার জন্য শক্তি বা স্থায়িত্বের সাথে আপস করতে হয় না। আগামী কয়েক বছরে তারা শিল্প অংশীদারদের সাথে পাইলট প্রোডাকশন লাইন তৈরি করার এবং বিশেষায়িত ক্ষেত্রগুলোর জন্য এই উপাদানের নতুন রূপ নিয়ে গবেষণা করার পরিকল্পনা করছে।
