खोल बना सुरक्षा कवच: महासागर के कचरे से नया समाधान

महासागरों की एक अपनी ध्वनि होती है, जिसे हम 'चरमराहट' कह सकते हैं—यह जीवन के खाद्य श्रृंखला में विलीन होने और कवच के पहाड़ों के मौन उप-उत्पाद के रूप में रह जाने की प्रक्रिया की आवाज है। लेकिन अब, 2025 के अंत तक, विज्ञान इस चरमराहट से एक नई धुन निकाल रहा है: काले बाघ झींगे (Penaeus monodon) के अपशिष्ट खोलों को बायोफंक्शनल नैनोकणों वाले काइटोसन में बदला जा रहा है। यह सामग्री एक साथ तीन महत्वपूर्ण कार्य कर सकती है: जलीय कृषि में रोगजनकों को नियंत्रित करना, एंटीऑक्सीडेंट के रूप में कार्य करना, और यहाँ तक कि फलों के संरक्षण के लिए एक 'जीवित' कोटिंग बनना भी।

शोधकर्ताओं ने एक एकीकृत 'हरित मार्ग' का वर्णन किया है। यह प्रक्रिया P. monodon के खोलों से शुरू होती है, जिससे काइटोसन प्राप्त होता है, और फिर आयनिक जेल-इमोबिलाइज़ेशन विधि का उपयोग करके काइटोसन नैनोकणों (ChNPs) का निर्माण किया जाता है। इस प्रक्रिया में एक ऋणायनी क्रॉस-लिंकर, सोडियम ट्राइपॉलीफॉस्फेट (STPP), का उपयोग किया गया। यह एक ऐसा तरीका है जो पर्यावरण के अनुकूल होने के साथ-साथ उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद देने की क्षमता रखता है।

इसके बाद, प्राप्त कणों के गुणों की गहन जाँच की गई। इसमें माइक्रोस्कोपी, स्पेक्ट्रोस्कोपी, क्रिस्टलीयता और थर्मोस्टेबिलिटी जैसे परीक्षण शामिल थे। इन परीक्षणों के परिणामों ने पुष्टि की कि परिणामी कणों ने एक स्थिर नैनो-आकार का रूप, अच्छी क्रिस्टलीयता और उत्कृष्ट तापीय स्थिरता प्रदर्शित की है। यह स्थिरता उन्हें विभिन्न औद्योगिक और जैविक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है, जो एक मजबूत आधार प्रदान करती है।

महासागरों और जलीय कृषि के लिए इसका महत्व

प्रयोगों में, इन नैनोकणों ने विशिष्ट मछली रोगजनकों (जैसे Aeromonas hydrophila) के खिलाफ महत्वपूर्ण जीवाणुरोधी गतिविधि और एंटीऑक्सीडेंट गुण (DPPH और H₂O₂ स्कैवेंजिंग परीक्षणों के माध्यम से) दिखाए। यह जलीय कृषि क्षेत्र के लिए एक महत्वपूर्ण प्रगति है। इसका अर्थ है कि हमें कठोर रसायनों पर कम निर्भर रहना पड़ेगा और स्थानीय कच्चे माल से प्राप्त जैव-समाधानों का अधिक उपयोग कर पाएंगे। यह आत्मनिर्भरता की दिशा में एक बड़ा कदम है।

इस कार्य में एक और महत्वपूर्ण पहलू जोड़ा गया है: चक्रीय अर्थव्यवस्था (Circular Economy) का मॉडल। शोधकर्ता स्पष्ट रूप से बताते हैं कि कैसे समुद्री अपशिष्ट को एक ही मंच पर जीव विज्ञान और पदार्थ विज्ञान के लिए एक मूल्यवान संसाधन में परिवर्तित किया जा रहा है। यह अपशिष्ट को संपत्ति में बदलने का एक उत्कृष्ट उदाहरण है, जो स्थिरता के लक्ष्यों को मजबूत करता है।

जैव-अनुकूलता और जैव-चिकित्सा के लिए पुल

NIH 3T3 कोशिकाओं पर किए गए प्रारंभिक परीक्षणों ने ChNPs की उच्च जैव-अनुकूलता (इन विट्रो स्तर पर) दर्शाई है। यह भविष्य के अनुप्रयोगों के लिए एक मजबूत समर्थन प्रदान करता है, चाहे वह सक्रिय पदार्थों के वाहक के रूप में हो या नरम जैव-सामग्रियों के रूप में। हालांकि, शोधकर्ताओं ने इस बात पर जोर दिया है कि विभिन्न कोशिका लाइनों और इन विवो स्थितियों पर आगे के सत्यापन और बड़े पैमाने पर उत्पादन की आवश्यकता है।

महासागर से आगे बढ़ते हुए, शोधकर्ताओं ने बगीचे के लिए भी एक समाधान खोजा। उन्होंने एक काइटोसन-कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज (CMC) कंपोजिट हाइड्रो जेल बनाया और इसे कटाई के बाद फलों के संरक्षण के लिए एक प्राकृतिक कोटिंग के रूप में परखा। यह खाद्य हानि को कम करने की दिशा में एक और महत्वपूर्ण कदम है, जो स्थिरता के चक्र को पूरा करता है।

काइटोसन को '21वीं सदी की सामग्री' क्यों माना जा रहा है, इसका कारण इसकी बहुमुखी प्रतिभा है। हालाँकि काइटोसन का वर्णन 19वीं शताब्दी में ही हो गया था (रूजे के कार्यों में, 1859), लेकिन आज यह युग की भाषा बन रहा है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह बायोडिग्रेडेबल है, जैव-संगत है, और विभिन्न रूपों (यहां तक कि कुछ शोध दिशाओं में रियोलॉजी/3डी प्रिंटिंग तक) में ढाला जा सकता है। यह इसे भविष्य की सामग्रियों की सूची में शीर्ष पर रखता है।