रुगर्स रसायनज्ञों ने प्राकृतिक बहुलकों की नकल करते हुए स्व-विघटनकारी प्लास्टिक विकसित किए

न्यू जर्सी स्थित रुगर्स विश्वविद्यालय के रसायनज्ञ यूवेई गु ने प्लास्टिक प्रदूषण से निपटने के लिए एक नवीन रासायनिक रणनीति विकसित की है। यह प्रेरणा उन्हें न्यूयॉर्क के बेयर माउंटेन स्टेट पार्क में एक पदयात्रा के दौरान मिली, जहाँ उन्होंने झील में तैरते हुए और पगडंडियों पर बिखरे हुए प्लास्टिक की बोतलों को देखा। इस दृश्य ने उन्हें यह सोचने पर मजबूर कर दिया कि डीएनए और आरएनए जैसे प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले लंबे-श्रृंखला वाले अणु समय के साथ स्वाभाविक रूप से विघटित क्यों हो जाते हैं, जबकि सिंथेटिक बहुलक, जैसे कि हमारे दैनिक प्लास्टिक, अनिश्चित काल तक बने रहते हैं।

गु, जो 2023 से रुगर्स में सहायक प्रोफेसर के रूप में कार्यरत हैं, मैक्रोमोलेक्युलर बायोमिमिक्री पर ध्यान केंद्रित करते हैं, जिसका उद्देश्य जैविक जटिलता का मुकाबला करने वाली प्रणालियों को डिजाइन करना है। उनके शोध का अंतिम लक्ष्य ऐसी सामग्रियों का निर्माण करना है जो अपने इच्छित उद्देश्य की पूर्ति के बाद स्वाभाविक रूप से गायब हो जाएं, जो वर्तमान पर्यावरणीय चुनौतियों का एक महत्वपूर्ण समाधान प्रस्तुत करता है।

गु और उनकी टीम ने एक रासायनिक पद्धति विकसित की है जिसे 'कन्फर्मेशनल प्रीऑर्गनाइजेशन' कहा जाता है, जो प्राकृतिक बहुलकों की कार्यप्रणाली की नकल करती है। यह रणनीति मौजूदा रासायनिक बंधों की स्थानिक व्यवस्था को इस तरह से बदल देती है कि वे आवश्यक होने पर विघटन के लिए अतिसंवेदनशील हो जाते हैं, बजाय इसके कि वे नए बंधों का आविष्कार करें। यह दृष्टिकोण कागज को मोड़ने के समान है ताकि वह क्रीज के साथ आसानी से फट जाए; संरचना को 'पूर्व-मोड़कर', प्लास्टिक को सामान्य से हजारों गुना तेजी से अलग होने के लिए तैयार किया जाता है। इस नवाचार की सुंदरता यह है कि सक्रिय होने पर प्लास्टिक को तोड़ना आसान होता है, लेकिन इसका मूल रासायनिक मेकअप अपरिवर्तित रहता है, जिससे यह विघटित होने के वांछित क्षण तक मजबूत और उपयोगी बना रहता है।

इस शोध के निष्कर्ष 28 नवंबर, 2025 को प्रतिष्ठित पत्रिका नेचर केमिस्ट्री में प्रकाशित हुए थे, जहाँ शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि वे प्लास्टिक को दिनों, महीनों या वर्षों की अवधि में विघटित होने के लिए इंजीनियर कर सकते हैं, जिससे सामग्री की जीवन अवधि उसके कार्य के अनुरूप हो जाती है। इस नियंत्रण की एक अतिरिक्त परत प्रदान करते हुए, टीम ने एक स्विच फ़ंक्शन भी शामिल किया, जो पराबैंगनी प्रकाश या धातु आयनों के संपर्क में आने पर विघटन को विशिष्ट रूप से ट्रिगर करने की अनुमति देता है। प्रारंभिक प्रयोगशाला परीक्षणों से पता चला है कि विघटन प्रक्रिया से उत्पन्न होने वाला तरल पदार्थ गैर-विषाक्त है, हालांकि पूर्ण पुष्टि के लिए चल रहे शोध की आवश्यकता है।

गु के समूह का शोध मैक्रोमोलेक्युलर रसायन विज्ञान के तीन प्रमुख क्षेत्रों—सिंथेटिक बहुलक, न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन—के बीच की खाई को पाटने पर केंद्रित है, जिसका उद्देश्य स्थिरता, जैव प्रौद्योगिकी और स्वायत्त सामग्री से जुड़ी चुनौतियों का समाधान करना है। यह विकास टिकाऊ सामग्री विकसित करने की दिशा में एक बड़ा कदम है, क्योंकि पारंपरिक तरीकों में स्थिरता और विघटन की आसानी के बीच एक अंतर्निहित समझौता होता है। रुगर्स टीम अब व्यावसायीकरण और संगतता परीक्षण के लिए सहयोग की तलाश कर रही है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह नवीन रसायन विज्ञान रोजमर्रा के अनुप्रयोगों, जैसे खाद्य पैकेजिंग और टेकआउट कंटेनरों में एकीकृत हो सके।