पर्यावरणपूरक नॅनोकण

डॉ. अनिल लचके

सोने, चांदी, कार्बन, जस्त, तांबे - अशा अनेक धातूंपासून संशोधकांनी अतिशय सूक्ष्म असे कण म्हणजेच नॅनोकण तयार केले आहेत. ते अतिशय क्रियाशील असतात. एक मीटरचा एक अब्जांशावा भाग म्हणजे नॅनोकण. नेहमीच्या जीवनातील उदाहरण द्यायचे झाल्यास आपल्या नखाचे देता येईल. आपल्या नखांची सतत वाढ होत असते. एका सेकंदात ते जेवढे वाढते, तेवढी लांबी म्हणजे एक नॅनोमीटर. नॅनोकणांना मराठीत अब्जांशकण असेही म्हणतात. त्यावर आधारित तंत्रज्ञानाचा उपयोग दळणवळण, रसायन उद्योग, रोबोटिक्स, ऊर्जानिर्मिती, बांधकामक्षेत्र, क्रीडा-वैद्यकशास्त्रक्षेत्रात होणार आहे. शक्तिशाली आणि टिकाऊ बॅटरी करणे, औषधोपचारासाठी प्रभावी पद्धती विकसित करणे आदी काही उदाहरणे देता येतील.

निसर्गात अब्जांशकणांची निर्मिती होत असते; पण व्यावसायिक दृष्ट्या उत्पादन करणे अवघड असते. सूक्ष्मजीवांमार्फत अब्जांशकणांची निर्मिती करता येते. ट्रायकोडर्मा व्हिरिडे, बुरशी, सिल्व्हर नायट्रेट, गोल्ड क्लोराईड ही रसायने वापरून ५० नॅनोमीटरचे कण बनवते. अब्जांशकणांचा आकार गोल, चौकोनी किंवा त्रिकोणी असतो. आता तर वनस्पतींमार्फत अब्जांशकणांचे उत्पादन करण्याचे यशस्वी प्रयत्न करण्यात आले आहेत. कोबी, कॉलीफ्लॉवर, कोरफड आणि लसूण या वनस्पतींवर धातूंच्या निवडक क्षारांवर प्रक्रिया करून विशिष्ट आकाराचे कण बनवतात.

औद्योगिक परिसर, कृषिक्षेत्र, खनिजद्रव्याच्या खाणीजवळील जमीन आणि भूगर्भातही अपायकारक रासायनिक संयुगांमुळे प्रदूषण होते. काही वृक्ष आणि वनस्पती अशा भागात वाढतात. त्यांची मुळे जमिनीतील अपायकारक धातूंची संयुगे शोषून घेतात आणि त्यांच्या पेशींमध्ये साठवून ठेवतात. या वनस्पतींचे भक्षण करणाऱ्या प्राण्यांनी अशा वनस्पतींचे सेवन केले तर ते घायाळ होतात किंवा मरण पावतात. स्वसंरक्षण करण्याची ही किमया निसर्गाने या वनस्पतींना बहाल केली आहे. परिणामी पर्यावरणातील अपायकारक रासायनिक संयुगांचे प्रमाण खूप कमी होते. उदाहरणार्थ, जमिनीतील शिसे आणि अन्य प्रदूषक शोषून घ्यायला मोहरी, भांग आणि कोरफड वनस्पती उपयुक्त आहे. सूर्यफूल वनस्पती किरणोत्सर्गी मूलद्रव्ये शोषून घेते, तर पाण्यात आढळणारी जलपर्णी वनस्पती पारा, झिंक, कॅडमियम, शिसे या धातूंचे क्षार शोषून घेते.

वनस्पतींमार्फत प्रदूषण कमी होणाऱ्या या क्रियेला इंग्रजीत ‘फायटो-रेमिडिएशन’ म्हणतात. कालांतराने निसर्गतःच या वनस्पतींचे जमिनीत विलीन होते. अर्थात पुन्हा जमिनीचे प्रदूषण होऊ नये म्हणून या वनस्पती एकत्र करून रीतसर जाळून टाकतात. चीनमधील नॉर्थ-इस्टर्न विद्यापीठातील संशोधक यिनो कु आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी खनिज शोषून घेणाऱ्या वनस्पती गोळा केल्या आणि त्यांचा उपयोग नॅनोकणांची निर्मिती करण्यासाठी केला. चीनमध्ये जस्त (झिंक) आणि तांबे ज्या खाणीतून काढले जाते तेथील विशिष्ट वनस्पती त्यांच्या मुळासकट गोळा केल्या. नंतर मुळांचा अर्क सौम्य आम्लात काढून घेतला. तसेच, गरम करणे, गार करणे, गाळणे आदी पद्धती वापरून त्यांनी औद्योगिक क्षेत्रात बहुपयोगी ठरणाऱ्या कार्बन नॅनोट्यूबचे उत्पादन केले. या नॅनोनलिका पोलादापेक्षा बळकट असून, वीजवाहक आहेत. इलेक्ट्रॉनिक ‘नाक’, सौरऊर्जा-निर्मितीसाठी त्यांचा वापर भावीकाळात होईल. या नलिकांचे थरावर थर असल्याने त्यांना मल्टिवॉल्ड कार्बन नॅनोट्यूब - कॉपर झिंक कॉम्पोझिटस् म्हणतात. पर्यावरणाला अनुकूल अशा या पद्धतीने नॅनोट्यूबचे उत्पादन निम्म्या किमतीत भरपूर होते! मुख्य म्हणजे हे कॉम्पोझिट तयार करताना जमीन आणि पाण्यातील अपायकारक खनिज पदार्थांचे प्रदूषण कमी होते. हवा, जमीन आणि पाण्यामधील अपायकारक पदार्थ शोषून घेणाऱ्या वेगवेगळ्या वनस्पतींचा मागोवा घेणं आता जरूर आहे. कारण अशा पर्यावरणपूरक तंत्रज्ञानाच्या संशोधनाचे महत्त्व जगभर वाढत चालले आहे.