जीवित फफूंद-आधारित वस्त्र स्व-उपचार करने वाले, कार्यात्मक कपड़ों की ओर इशारा करता है

रेशों से बुना नहीं, बल्कि फफूंद से उगाया गया एक वस्त्र

शोधकर्ताओं ने Cordyceps militaris नामक फफूंद पर आधारित एक वस्त्र तैयार किया है, जिसे स्व-उपचार, जल-प्रतिरोध, रंग और पराबैंगनी सुरक्षा जैसी अतिरिक्त कार्यक्षमताओं के लिए अभियांत्रित किया जा सकता है। उपलब्ध स्रोत पाठ में वर्णित यह कार्य उन्नत सामग्रियों के लिए एक अलग मॉडल की ओर इशारा करता है: ऐसे कपड़े जो केवल बनाए और तैयार किए जाने वाली चीजें नहीं हैं, बल्कि जैविक रूप से निर्मित हैं और फिर जीवित सूक्ष्मजीवी घटकों के माध्यम से उन्हें अनुकूलित किया जाता है।

यह परिणाम सामान्य अर्थों में कोई पारंपरिक कपड़ा नहीं है। इसे कपास की तुलना में अधिक घना और कम रेशेदार, अधिकतर एक नरम नॉन-वोवन शीट या लचीली, चमड़े जैसी सामग्री के रूप में वर्णित किया गया है। यह अंतर महत्वपूर्ण है, क्योंकि यहां की अधिकांश नवीनता संरचना जितनी है, उतनी ही संरचना-रचना में भी है। धागे कातने और उन्हें कपड़े में बुनने के बजाय, शोधकर्ताओं ने स्वयं फफूंद को निर्माण सामग्री के रूप में इस्तेमाल किया, जिससे उसकी जैविक संरचना एक सतत शीट बना सके।

पेट्रोलियम-आधारित सिंथेटिक्स और रासायनिक फिनिशिंग प्रक्रियाओं से आगे देखने वाले उद्योगों के लिए यह एक दिलचस्प संभावना है। यह ऐसे पदार्थों की संभावना सुझाता है जिनके मूल गुण निष्क्रिय आधार पर बाद में परतें चढ़ाने के बजाय वृद्धि और जैविक संगठन से उत्पन्न होते हैं।

यह सामग्री कैसे बनाई जाती है

चीन की एकेडमी ऑफ साइंसेज की के ली के नेतृत्व वाली अनुसंधान टीम ने फफूंद को तरल संस्कृति में उगाए गए छोटे गोलाकार पेलेट्स के रूप में शुरू किया। उन पेलेट्स को धोने के बाद उन्हें सांचों में रखा गया, जहां फफूंद सामग्री ने एक शीट का रूप ले लिया। यह संरचना हाइफी से बनती है, जो फफूंदीय शरीर बनाने वाले पतले तंतु होते हैं। स्रोत पाठ के अनुसार, शोधकर्ताओं ने किसी पारंपरिक कपड़े की बैकिंग, पॉलिमर जाल या बाहरी ढांचे पर निर्भरता नहीं रखी। इसके बजाय, फफूंदीय पेलेट्स ही निर्माण खंड बने, और आपस में जुड़ी हाइफी ने एक स्वावलंबी सामग्री बनाई।

यह ढांचा-रहित पहलू महत्वपूर्ण है। बहुत-सी जैव-आधारित सामग्रियां आज भी कृत्रिम सहारों या संकर संरचनाओं पर निर्भर रहती हैं, जो अंतिम उत्पाद की जैवअपघटनीयता या जैविक एकीकरण को सीमित कर देती हैं। इस मामले में, स्रोत पाठ संकेत देता है कि फफूंदीय संरचना स्वयं ही सामग्री को संभालती है, जो इस बात को मजबूत करती है कि यह वस्त्र किसी पारंपरिक समग्र में केवल आंशिक प्रतिस्थापन नहीं, बल्कि एक वास्तविक जैविक मंच है।

एक व्यावहारिक चुनौती भंगुरता थी। फफूंदीय संरचनाएं स्वाभाविक रूप से कठोर हो सकती हैं, जो पहनने योग्य सामग्री के लिए आदर्श नहीं है। इसे दूर करने के लिए शोधकर्ताओं ने वस्त्र को ग्लिसरॉल में भिगोया, जो एक प्लास्टिसाइज़र के रूप में काम करता है और शीट को अधिक नरम और लचीला बनाता है। यह कदम दिखाता है कि इस क्षेत्र को जैविक नवीनता और उपयोगी प्रदर्शन के बीच अब भी संतुलन बनाना पड़ता है। कोई सामग्री सिद्धांततः टिकाऊ और प्रोग्राम करने योग्य हो सकती है, लेकिन प्रयोगशाला से बाहर प्रासंगिक बनने के लिए उसे मुड़ना, चलना और हैंडलिंग सहना भी आना चाहिए।

प्रोग्राम करने योग्य गुण ही असली कहानी हैं

जीवित फफूंद से बनी एक ड्रेस की शीर्षक-छवि आकर्षक है, लेकिन इस काम का अधिक महत्वपूर्ण पहलू उसके पीछे का मंच-सिद्धांत है। शोधकर्ताओं ने दिखाया कि फफूंदीय आधार सामग्री को अलग-अलग सूक्ष्मजीवों के साथ संशोधित करके यह बदला जा सकता है कि वस्त्र क्या करता है। दूसरे शब्दों में, यह कपड़ा केवल जीवविज्ञान से नहीं बना है। इसे जीवविज्ञान के माध्यम से कार्यात्मक रूप से अद्यतन भी किया जा सकता है।

रंग के लिए, टीम ने अभियांत्रित यीस्ट कोशिकाएं जोड़ीं जो नारंगी, नीले और बैंगनी रंगद्रव्य बनाती हैं। इसका मतलब है कि रंग को पारंपरिक कृत्रिम डाइयों की बजाय जैविक रूप से उत्पन्न किया जा सकता है। एक पारंपरिक वस्त्र आपूर्ति शृंखला में रंगाई अक्सर सबसे अधिक रासायनिक और जल-गहन चरणों में से एक होती है। जैविक रूप से रंगा गया पदार्थ औद्योगिक बोझ को स्वतः खत्म नहीं करेगा, लेकिन यह एक वैकल्पिक मार्ग सुझाता है जो रंगाई को ही सामग्री मंच का हिस्सा बना देता है।

यही तर्क सुरक्षात्मक कार्यों पर भी लागू होता है। स्रोत पाठ के अनुसार, शोधकर्ताओं ने अन्य फफूंद जोड़कर वस्त्र के व्यवहार में बदलाव किया, जिनमें ऐसे संशोधन भी शामिल थे जिनसे सामग्री पानी की बूंदों को repel करने लगी। पराबैंगनी सुरक्षा के लिए उन्होंने Aspergillus niger का उपयोग किया, जो फल और सब्जियों पर आम तौर पर पाया जाने वाला एक फफूंद है। इसने मेलेनिन वर्णक वाली एक गहरी सतह परत बनाई, जो पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है। ये उदाहरण इसलिए महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे वस्त्र को एक स्थिर वस्तु की तरह नहीं, बल्कि मॉड्यूलर कार्यों के लिए एक मेजबान की तरह काम करते दिखाते हैं।

यदि यह दृष्टिकोण बड़े पैमाने पर लागू हुआ, तो भविष्य की सामग्री को जैविक कार्य-पैकेज के रूप में डिजाइन किया जा सकता है: एक संस्करण मौसम-रोधकता पर केंद्रित, दूसरा धूप से सुरक्षा पर, तीसरा रूप-सौंदर्य पर, और संभवतः अन्य संस्करण मरम्मत या पर्यावरणीय प्रतिक्रिया पर। कपड़ा केवल एक निष्क्रिय आधार नहीं, बल्कि क्षमताओं का मंच बन जाएगा।

स्व-उपचार और जैवअपघटनीयता क्यों ध्यान खींचती हैं

स्रोत पाठ इस वस्त्र को क्षति होने पर स्वयं की मरम्मत करने में सक्षम बताता है, और यही अवधारणा बताती है कि जीवित सामग्रियां गंभीर शोध-रुचि क्यों आकर्षित कर रही हैं। आज के कपड़े और नरम सामग्री आमतौर पर एक द्विआधारी मॉडल में फंसी रहती हैं: या तो टिकाऊ लेकिन सिंथेटिक, या जैवअपघटनीय लेकिन प्रदर्शन और जीवनकाल में सीमित। एक जीवित वस्त्र तीसरे विकल्प की ओर संकेत करता है, जहां सामग्री स्वयं को बनाए रख सकती है, अपने वातावरण के अनुसार अनुकूलित हो सकती है और जीवन-समापन पर फिर भी जैवअपघटनीय रह सकती है।

यह दृष्टि मामूली नहीं है। कपड़ों में स्व-उपचार, सिद्धांततः, उत्पादों का जीवनकाल बढ़ा सकता है और अपशिष्ट कम कर सकता है, जो फैशन की सबसे लगातार पर्यावरणीय समस्याओं में से एक है। जैवअपघटनीयता भी इसी कारण महत्वपूर्ण है। पेट्रोलियम-आधारित सिंथेटिक्स पर आधारित वस्त्र प्रणालियां अपने उपयोगी जीवन के काफी बाद तक बनी रह सकती हैं, जबकि कई प्रदर्शन-कोटिंग और फिनिशिंग उपचार निपटान को और जटिल बना देते हैं। फफूंदीय संरचनाओं से उगाई गई और सूक्ष्मजीवी घटकों से संवर्धित सामग्री एक मूलतः अलग जीवन-चक्र की ओर इशारा करती है।

अब भी कई व्यावहारिक प्रश्न शेष हैं, जिनके उत्तर दिए गए पाठ में नहीं हैं, जैसे बार-बार पहनने पर टिकाऊपन, दीर्घकालिक स्थिरता, बड़े पैमाने पर निर्माण लागत, और नियंत्रित परिस्थितियों से बाहर ऐसी सामग्री का रखरखाव कैसे होगा। लेकिन इस काम का महत्व त्वरित व्यावसायीकरण पर निर्भर नहीं है। इसका मूल्य इस बात को दिखाने में है कि जीवित वस्त्र एक साथ संरचनात्मक रूप से संभव और कार्यात्मक रूप से अनुकूलन योग्य हो सकते हैं।

नवीनता से सामग्री मंच तक

एक फफूंदीय ड्रेस को केवल एक जिज्ञासा मान लेना आसान है, खासकर The Last of Us जैसी काल्पनिक प्रस्तुतियों के कारण Cordyceps से जुड़ी सांस्कृतिक छवि को देखते हुए। लेकिन यह शोध बायोमटेरियल-थिएटर से कहीं अधिक गंभीर चीज़ की ओर इशारा करता है। यह सुझाव देता है कि भविष्य के वस्त्र स्व-संगठित जैविक पदार्थ से उगाए जा सकते हैं, अपेक्षाकृत सरल प्रसंस्करण से नरम बनाए जा सकते हैं, और सावधानी से चुने गए सूक्ष्मजीवी सहयोगियों के माध्यम से विशेष गुणों से सुसज्जित किए जा सकते हैं।

इससे यह काम फैशन से कहीं आगे प्रासंगिक हो जाता है। समायोज्य जल-विकर्षण, वर्णकता और UV प्रतिरोध वाली लचीली जैविक शीट्स पैकेजिंग, इंटीरियर्स, पहनने योग्य प्रौद्योगिकी और सुरक्षात्मक सामग्री अनुसंधान में रुचि जगा सकती हैं। व्यापक विचार यह है कि जैविक निर्माण को सिर्फ एक कच्चे माल को दूसरे से बदलने तक सीमित रहने की जरूरत नहीं है। यह स्वयं सामग्रियों की डिजाइन-तर्क को भी बदल सकता है।

फिलहाल, फफूंदीय वस्त्र को एक प्रारंभिक लेकिन अर्थपूर्ण शोध-प्रदर्शन के रूप में समझना सबसे उचित है। यह दिखाता है कि एक परिधान-जैसी सामग्री पारंपरिक ढांचे के बिना फफूंदीय पेलेट्स से उभर सकती है, और यह कि इस जीवित आधार को अतिरिक्त गुणों के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है। संसाधन-गहन वस्त्रों के विश्वसनीय विकल्प खोज रहे क्षेत्र में यह एक ठोस प्रगति है। सबसे महत्वपूर्ण परिणाम शायद एक अकेली ड्रेस नहीं, बल्कि यह नया खाका हो सकता है कि नरम सामग्रियां कैसे उगाई जाती हैं, अनुकूलित की जाती हैं और अंततः त्यागी जाती हैं।

यह लेख New Scientist की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.