পাটের গবেষণায় নতুন দিগন্ত

প্রযুক্তি সব স্তরে অর্থনৈতিক প্রবৃদ্ধির জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ চালিকা শক্তি। বর্তমানে বিশ্বজুড়ে অসংখ্য কর্তৃপক্ষ ন্যানো প্রযুক্তিতে উল্লেখযোগ্যভাবে বিনিয়োগ করছে এবং এটিকে পরবর্তী শিল্প বিপ্লবের জন্য একটি শক্তিশালী হাতিয়ার হিসেবে বিবেচনা করছে। ন্যানোটেকনোলজি একটি আন্তঃবিভাগীয় ক্ষেত্র এবং প্রকৌশল, পদার্থবিদ্যা, রসায়ন এবং জীববিজ্ঞানের অগ্রগতি নিয়ে কাজ করে। ন্যানোবায়োটেকনোলজি ন্যানোপ্রযুক্তি এবং জীববিজ্ঞানকে সংযুক্ত করে। ওষুধ, কৃষি এবং খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ এবং আণবিক ইলেকট্রনিক্সে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ন্যানোপ্রযুক্তি প্রচলিত পদ্ধতিগুলো পরিবর্তন করে পরিবেশগত সমস্যাগুলোর মূল্যায়নের মাধ্যমে উন্নত ফসল উৎপাদনে জৈব রাসায়নিক পদ্ধতি প্রয়োগে সহায়তা করে।

কৃষি-রাসায়নিকের ন্যানোস্কেলে সম্ভাব্য ব্যবহার যেমন ন্যানোফর্মুলেশনের ন্যানোসার, ন্যানোকীটনাশক এবং ন্যানোসেন্সর প্রথাগত কৃষি-কাজগুলোকে আরও টেকসই এবং দক্ষ করে তুলেছে। কৃষিতে ন্যানোপ্রযুক্তির একাধিক প্রয়োগ যার মধ্যে বর্জ্য জল শোধন, দূষিত মাটির গুণমান হ্রাস করা, প্যাথোজেন শনাক্ত করণ ও সেন্সরের নিরাপত্তার মাধ্যমে ফসলের উৎপাদনশীলতা বৃদ্ধি করা। ন্যানোপ্রযুক্তি পদার্থবিদ্যা, রসায়ন, পদার্থবিজ্ঞান, জৈবপ্রযুক্তি এবং প্রকৌশলের একত্রিত একটি সম্ভাবনাময় প্রযুক্তি। ন্যানোটেকনোলজি তার বৈচিত্র্যময় প্রয়োগের মাধ্যমে বিশ্বকে পরিবর্তন করেছে। শিল্প উন্নয়ন থেকে শুরু করে দৈনন্দিন জীবনকে প্রভাবিত করে। ন্যানোটেকনোলজির সাফল্য আংশিকভাবে প্রাপ্যতা, পুনর্নবীকরণযোগ্যতা, বিশুদ্ধতা এবং বায়োডিগ্রেডেবিলিটির ক্ষেত্রে ন্যানোম্যাটেরিয়ালের উৎসের ওপর নির্ভর করে ন্যানো এবং প্রযুক্তির জন্য একটি মডেল উপাদান উৎস হিসেবে পাট উল্লেখযোগ্য ভূমিকা পালন করতে পারে।

সাম্প্রতিক বছরগুলোতে ন্যানো প্রযুক্তি ব্যাপক ভাবে মনোযোগ কেড়েছে। কারণ ন্যানো পার্টিকেলগুলোর আকার ছোট কিন্তু পৃষ্ঠ এলাকা বড় (১-১০০এনএম)। প্রতিটি সেক্টরে ন্যানো প্রযুক্তির অগ্রগতি নতুন উদ্ভাবিত ন্যানোমেটেরিয়ালের ওপর নির্ভর করে, যা তাদের অনন্য বৈশিষ্ট্যের কারণে সব সেক্টরকে নেতৃত্ব দেয়। ন্যানো পার্টিকেলগুলোর সঙ্গে জৈবিক বিষয়গুলোর অন্তর্ভুক্তি ওষুধ সরবরাহ, ডায়াগনস্টিকস, কসমেটিক এজেন্ট, টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিং এবং কৃষির মতো ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। সেলুলোজ ফাইবারগুলো বিভিন্ন ডিগ্রিতে ডিফিব্রিলেটেড বা সক্রিয় বা এমনকি রাসায়নিকভাবে পরিবর্তিত, কিছু বৈশিষ্ট্য যেমন যান্ত্রিক প্রতিরোধ, রিওলজিক্যাল আচরণ বা পণ্যের হাইড্রোফোবিসিটি সংশোধন করার লক্ষ্যে বিভিন্ন প্রকৃতির ম্যাট্রিক্সে সংযোজন হিসেবে নিযুক্ত করা যেতে পারে।

এ কাজের উদ্দেশ্য হলো সেলুলোজ ফাইবার, বিশেষ করে পাট থেকে সেলুলোজিক উপাদানের সক্রিয়করণ। যেহেতু পাটের ফাইবার কার্বন-ডাই-অক্সাইড শোষণ করে, অক্সিজেন নির্গত করে এবং পণ্যের বিকাশের সময় তুলনামূলকভাবে কম শক্তি খরচ করে; তাই স্থায়িত্বের দৃষ্টিকোণ থেকে, পাট-ভিত্তিক পণ্য সিন্থেটিক পণ্যের চেয়ে ভালো বিবেচনা করা যেতে পারে। তবে ইদানীং পাট ফাইবার প্রয়োগের ক্ষেত্রে বৈচিত্র্য আনার জন্য গবেষণা করা হচ্ছে। বিগত বহু বছর ধরে, বৈজ্ঞানিক গবেষণা মূলত পাটের আঁশ তৈরির দিকে মনোনিবেশ করে পলিমার কম্পোজিট টেক্সটাইল পণ্যে, প্যাকেজিং, বাড়ির আসবাব এবং ফ্যাশন ইত্যাদির মধ্যে সীমাবদ্ধ। কিন্তু ভবিষ্যৎ পণ্য উন্নয়নের জন্য পাটের আঁশের সম্ভাব্যতা বহুমুখী। এটি ওষুধ, উদ্ভিদের বৃদ্ধিতে সার হিসেবে, খাবারের প্যাকিংয়ে অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল এজেন্ট হিসেবে, কীটপতঙ্গ ও পোকামাকড় দমনে কীটনাশক হিসেবে, ছত্রাক নিয়ন্ত্রণে এবং আগাছা দমনে, অনুঘটক ও শক্তি উৎপাদনে করা হয়। বিভিন্ন ক্ষেত্রে ন্যানো পার্টিকেল ব্যবহার করা যেতে পারে।

পাট-ভিত্তিক ন্যানোম্যাটেরিয়াল, যেমন ন্যানোসেলুলোজের কিছু স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য আছে (জল শোষণ করার ক্ষমতা, স্ফটিক গঠন, অনুকূল পৃষ্ঠ রসায়ন, বাধা বৈশিষ্ট্য এবং অ-বিষাক্ততা), যা এটি প্যাকেজিং ব্যবহার করার জন্য উপযুক্ত করে তোলে ফিল্ম এবং খাদ্য অ্যাপ্লিকেশন। উপরন্তু ন্যানোসেলুলোজ ম্যাট্রিক্স উপাদানের মধ্যে অন্তর্ভুক্ত, ন্যানোকম্পোজিট ফিল্ম উচ্চতর শক্তি বৈশিষ্ট্য সম্পন্ন। পাটের আঁশকে কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ (সিএমসি), মাইক্রোক্রিস্টালাইন সেলুলোজ (এমসিসি), সেলুলোজ ন্যানোক্রিস্টাল (সিএনসি) এবং কাঠকয়লা ন্যানোম্যাটেরিয়ালে রূপান্তরিত করা যেতে পারে। আর্থিক সেক্টরজুড়ে ন্যানোটেকনোলজির একাধিক অ্যাপ্লিকেশন আছে, যার ব্যাপক বাণিজ্যিক সম্ভাবনা রয়েছে।

ন্যানোমেটেরিয়ালস, বিশেষ করে যেগুলো বায়োমেডিকাল এবং অন্য স্বাস্থ্য-সম্পর্কিত বৈশিষ্ট্যগুলো দেখিয়েছে, ন্যানো প্রযুক্তির ক্ষেত্রে নতুন মাত্রা যোগ করেছে। সম্প্রতি ন্যানোটেকনোলজিতে জৈব সম্পদের ব্যবহার শতভাগ পরিবেশ-বান্ধব। এই প্রেক্ষাপটে, ন্যানোটেকনোলজিতে পাটের আছে যথেষ্ট সম্ভাবনা। বিশ্বব্যাপী উদ্ভিদটি দ্বিতীয় সর্বাধিক সাধারণ প্রাকৃতিক সেলুলোজ ফাইবারের উৎস, যা থেকে প্রচুর পরিমাণে পাটকাঠি তৈরি হয়। পাটের তন্তু এবং কাঠিগুলোর প্রধান রাসায়নিক সংমিশ্রণ। যেগুলোতে ছাই উপাদানের ট্রেস পরিমাণ আছে; সেগুলো হলো সেলুলোজ, হেমিসেলুলোজ এবং লিগনিন। এটি পাটকে বিশুদ্ধ ন্যানোসেলুলোজ, ন্যানো-লিগনিন এবং ন্যানোকার্বন প্রস্তুতির একটি আদর্শ উৎস হিসেবে তৈরি করে। এটি বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত ন্যানোম্যাটেরিয়ালের বিবর্তনে উৎস হিসেবেও ব্যবহৃত হতে পারে।

হেমিসেলুলোজ এবং লিগনিন অন্য ন্যানোম্যাটেরিয়াল প্রস্তুত করার জন্য একটি রিডাক্টেন্ট বা স্ট্যাবিলাইজার হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে। বিভিন্ন গবেষণা ক্ষেত্রেও পাট প্রয়োগ করা যেতে পারে, যেমন- ন্যানোসেলুলোজ তৈরিতে, ক্যাটালাইসিস, কার্বন প্রস্তুতি, জীবন বিজ্ঞান, আবরণ, পলিমার, শক্তি সঞ্চয়, ওষুধ সরবরাহ, সার বিতরণ, ইলেক্ট্রোকেমিস্ট্রি, রিডাক্ট্যান্ট এবং স্টেবিলাইজার। এ ছাড়াও পেট্রোলিয়াম শিল্প, কাগজ শিল্প, পলিমেরিক ন্যানোকম্পোজিট, সেন্সর, আবরণ এবং ইলেকট্রনিক্স প্রযুক্তি গবেষণায় পাট অগ্রদূত হিসেবে কাজ করবে।

লেখক: প্রধান বৈজ্ঞানিক কর্মকর্তা, বাংলাদেশ পাট গবেষণা ইনস্টিটিউট, ঢাকা।