जिवंत बुरशीजन्य टेक्सटाइल स्वयं-दुरुस्त होणाऱ्या, कार्यक्षम कपड्यांकडे निर्देश करते

तंतूंनी विणलेला नाही, तर बुरशीपासून वाढवलेला टेक्सटाइल

संशोधकांनी Cordyceps militaris या बुरशीवर आधारित एक टेक्सटाइल तयार केला आहे, ज्याला स्वयं-दुरुस्ती, पाणी-प्रतिरोध, रंगसंगती आणि अल्ट्राव्हायोलेट संरक्षण यांसारख्या अतिरिक्त कार्यांसाठी अभियांत्रिकी पातळीवर बदलता येऊ शकते. दिलेल्या स्रोत-लिखाणानुसार, हे काम प्रगत साहित्यांसाठी एका वेगळ्या मॉडेलकडे निर्देश करते: असे कापड जे केवळ तयार करून पूर्ण केले जात नाही, तर जैविकरीत्या घडवले जाते आणि नंतर जिवंत सूक्ष्मजीवी घटकांद्वारे जुळवून घेतले जाते.

सामान्य अर्थाने हा पारंपरिक कापड नाही. तो कापसापेक्षा अधिक दाट आणि कमी तंतुमय असल्याचे वर्णन केले आहे, म्हणजेच तो मऊ नॉन-वोव्हन शीट किंवा लवचिक, चामड्यासारख्या पदार्थाच्या अधिक जवळचा आहे. हा फरक महत्त्वाचा आहे, कारण इथली नवकल्पना रचनेइतकीच संरचनेतही आहे. धागे कातून त्यातून कापड विणण्याऐवजी संशोधकांनी बुरशीचाच बांधकाम साहित्य म्हणून वापर केला, ज्यामुळे तिची जैविक रचना एक सलग शीट तयार करू शकली.

पेट्रोलियम-आधारित कृत्रिम पदार्थ आणि रासायनिकदृष्ट्या-गहन फिनिशिंग प्रक्रियांपलीकडे पाहणाऱ्या उद्योगांसाठी हा एक रंजक प्रस्ताव आहे. यामुळे अशा पदार्थांची शक्यता सूचित होते, ज्यांचे मुख्य गुणधर्म निष्क्रिय पृष्ठभागांवर लेप चढवण्याऐवजी वाढ आणि जैविक संघटनातून निर्माण होतात.

साहित्य कसे तयार केले गेले

चीनी विज्ञान अकादमीत के ली यांच्या नेतृत्वाखालील संशोधन पथकाने बुरशीला द्रव संस्कृतीत वाढवलेल्या लहान गोलाकार पेलेट्सच्या रूपात सुरुवात केली. ती पेलेट्स धुऊन घेतल्यानंतर त्यांना साच्यांमध्ये ठेवण्यात आले, जिथे बुरशीजन्य पदार्थाने एक शीट तयार केली. ही रचना हायफींपासून बनते, म्हणजे बुरशीच्या शरीरातील सूक्ष्म तंतू. स्रोत-लिखाणानुसार, संशोधकांनी पारंपरिक कापडाची बॅकिंग, पॉलिमर जाळी किंवा बाह्य स्कॅफोल्डवर अवलंबून राहिले नाही. त्याऐवजी, बुरशीची पेलेट्सच बांधकामातील घटक ठरली आणि एकमेकांत गुंफलेल्या हायफींनी स्वयं-आधारित साहित्य तयार केले.

हा स्कॅफोल्डविरहित पैलू महत्त्वाचा आहे. अनेक जैव-आधारित साहित्ये अजूनही कृत्रिम आधार किंवा संकरित रचनांवर अवलंबून असतात, ज्यामुळे अंतिम उत्पादन किती जैवविघटनशील किंवा जैविकदृष्ट्या एकत्रित होऊ शकते यावर मर्यादा येऊ शकतात. या प्रकरणात, स्रोत-लिखाण सूचित करते की बुरशीची रचना स्वतःच साहित्याला आधार देते, ज्यामुळे हा टेक्सटाइल पारंपरिक संमिश्र पदार्थातील अंशतः बदल नसून खरा जैविक मंच आहे, हा युक्तिवाद अधिक बळकट होतो.

एक व्यावहारिक अडचण म्हणजे ठिसूळपणा. बुरशीजन्य रचना नैसर्गिकरीत्या कडक असू शकतात, जे परिधान करण्यायोग्य साहित्यांसाठी आदर्श नाही. ते सोडवण्यासाठी संशोधकांनी टेक्सटाइल ग्लिसरॉलमध्ये भिजवला, जो प्लास्टिसायझर म्हणून काम करून शीटला अधिक मऊ आणि लवचिक बनवतो. हा टप्पा दाखवतो की या क्षेत्राला अजूनही जैविक नवनवीनता आणि वापरयोग्य कार्यक्षमता यांच्यात समतोल साधावा लागतो. एखादे साहित्य तत्त्वतः शाश्वत आणि प्रोग्राम करण्यायोग्य असू शकते, पण प्रयोगशाळेबाहेर उपयुक्त ठरायचे असेल, तर त्याला वाकणे, हालचाल करणे आणि हाताळणी सहन करणेही गरजेचे आहे.

प्रोग्राम करण्यायोग्य गुणधर्मच खरी गोष्ट

जिवंत बुरशीपासून बनवलेला ड्रेस ही शीर्षक प्रतिमा आकर्षक आहे, पण या कामाचा अधिक महत्त्वाचा भाग म्हणजे त्यामागील प्लॅटफॉर्म संकल्पना. संशोधकांनी दाखवले की बुरशीच्या मूळ साहित्यामध्ये वेगवेगळे सूक्ष्मजीव घालून टेक्सटाइलचे वर्तन बदलता येते. दुसऱ्या शब्दांत, हे कापड केवळ जीवशास्त्रापासून बनवलेले नाही. ते जीवशास्त्राच्या माध्यमातून कार्यक्षमरीत्या अद्ययावतही करता येते.

रंगासाठी, पथकाने अभियांत्रित यीस्ट पेशी वापरल्या ज्या नारिंगी, निळे आणि जांभळे रंगद्रव्य तयार करतात. याचा अर्थ रंग पारंपरिक कृत्रिम डाईजऐवजी जैविकरीत्या निर्माण करता येतो. पारंपरिक टेक्सटाइल पुरवठा साखळीत रंगवणे हा बहुतेकदा सर्वाधिक रसायन- आणि पाणी-खर्चिक टप्प्यांपैकी एक असतो. जैविक रंग असलेले साहित्य आपोआप हे औद्योगिक ओझे दूर करेलच असे नाही, पण ते रंगसंगतीला थेट साहित्य-मंचाचाच भाग बनवणारा पर्यायी मार्ग सूचित करते.

संरक्षणात्मक कार्यांवरही हेच तत्त्व लागू होते. स्रोत-लिखाण म्हणते की संशोधकांनी इतर बुरशी घालून टेक्सटाइलचे वर्तन बदलले, ज्यामध्ये साहित्य पाण्याच्या थेंबांना दूर ठेवेल असे बदलही समाविष्ट होते. अल्ट्राव्हायोलेट संरक्षणासाठी त्यांनी Aspergillus niger वापरला, जो फळे आणि भाज्यांवर सामान्यतः आढळणारा बुरशीप्रकार आहे. त्याने मेलेनिन रंगद्रव्य असलेला गडद पृष्ठस्तर तयार केला, जो अल्ट्राव्हायोलेट किरणे शोषून घेतो. ही उदाहरणे महत्त्वाची आहेत, कारण ती दाखवतात की टेक्सटाइल स्थिर वस्तूसारखे कमी आणि मॉड्युलर कार्यांसाठीच्या होस्टसारखे अधिक वागत आहे.

हा दृष्टिकोन मोठ्या प्रमाणावर राबवता आला, तर भविष्यातील साहित्य जैविक कार्य-पॅकेजेसभोवती डिझाइन करता येतील: एक आवृत्ती हवामान-प्रतिरोधावर केंद्रित, दुसरी सूर्यसंरक्षणावर, आणखी एक देखाव्यावर, आणि कदाचित इतर दुरुस्ती किंवा पर्यावरणीय प्रतिसादासाठी. मग कापड हे केवळ निष्क्रिय अधिष्ठान न राहता क्षमतांसाठीचा मंच बनेल.

स्वयं-दुरुस्ती आणि जैवविघटनशीलता लक्ष वेधून का घेतात

स्रोत-लिखाणानुसार, हे टेक्सटाइल नुकसान झाल्यास स्वतःच दुरुस्त होऊ शकते, आणि जिवंत साहित्य संशोधनात गंभीर रस का निर्माण होत आहे याच्या केंद्रस्थानी ही संकल्पना आहे. आजचे कपडे आणि मऊ साहित्ये बहुतेकदा दोन पर्यायांत अडकलेले असतात: टिकाऊ पण कृत्रिम, किंवा जैवविघटनशील पण कार्यक्षमतेत आणि आयुष्यात मर्यादित. जिवंत टेक्सटाइल तिसऱ्या पर्यायाकडे निर्देश करते, जिथे साहित्य स्वतःची देखभाल करू शकते, पर्यावरणानुसार जुळवून घेऊ शकते, आणि आयुष्याच्या शेवटीही जैवविघटनशील राहू शकते.

ही कल्पना क्षुल्लक नाही. कपड्यांमधील स्वयं-दुरुस्ती, तत्त्वतः, उत्पादनांचे आयुष्य वाढवू शकते आणि कचरा कमी करू शकते, जो फॅशनमधील सर्वात सातत्यपूर्ण पर्यावरणीय समस्यांपैकी एक आहे. जैवविघटनशीलताही त्याच कारणासाठी महत्त्वाची आहे. पेट्रोलियम-आधारित कृत्रिम पदार्थांवर आधारित टेक्सटाइल प्रणाली त्यांच्या उपयुक्त आयुष्यानंतरही दीर्घकाळ टिकून राहू शकतात, तर अनेक कार्यक्षम कोटिंग्ज आणि फिनिशिंग उपचार विल्हेवाट आणखी कठीण करतात. बुरशीजन्य रचनांपासून वाढवलेले आणि सूक्ष्मजीवी घटकांनी समृद्ध केलेले साहित्य मूलभूतपणे वेगळ्या जीवनचक्राकडे निर्देश करते.

तरीही काही व्यावहारिक प्रश्न उरतात, ज्यांची उत्तरे दिलेल्या मजकुरात नाहीत: वारंवार वापरात टिकाऊपणा, दीर्घकालीन स्थिरता, मोठ्या प्रमाणातील उत्पादन खर्च, आणि नियंत्रित परिस्थितीबाहेर अशा साहित्याचे देखभाल कशी केली जाईल. पण या कामाचे महत्त्व तात्काळ व्यावसायिकीकरणावर अवलंबून नाही. त्याचे मूल्य हे दाखवण्यात आहे की जिवंत टेक्सटाइल एकाच वेळी संरचनात्मकदृष्ट्या शक्य आणि कार्यात्मकदृष्ट्या समायोज्य असू शकतात.

नवीनतेपासून साहित्य-प्लॅटफॉर्मपर्यंत

The Last of Us सारख्या काल्पनिक चित्रणांमुळे Cordycepsशी जोडलेल्या सांस्कृतिक संदर्भांमुळे बुरशीचा ड्रेस हा केवळ कुतूहल म्हणून पाहणे सोपे आहे. पण हे संशोधन बायोमटीरियल थिएटरपेक्षा अधिक गंभीर काहीतरी सूचित करते. ते म्हणते की भविष्यातील टेक्सटाइल स्वयं-संघटित जैविक पदार्थांपासून वाढवले जाऊ शकतात, तुलनेने साध्या प्रक्रियेद्वारे मऊ केले जाऊ शकतात, आणि काळजीपूर्वक निवडलेल्या सूक्ष्मजीवी भागीदारांद्वारे विशेष गुणधर्मांनी सुसज्ज केले जाऊ शकतात.

म्हणूनच हे काम फॅशनपलीकडेही उपयुक्त ठरते. समायोज्य जलभीती, रंगद्रव्य आणि UV प्रतिरोध असलेल्या लवचिक जैविक शीट्स पॅकेजिंग, इंटिरिअर्स, परिधानयोग्य तंत्रज्ञान आणि संरक्षक साहित्य संशोधनात रस निर्माण करू शकतात. व्यापक कल्पना अशी आहे की जैविक निर्मितीला एका फीडस्टॉकऐवजी दुसरा वापरण्यापुरते मर्यादित ठेवण्याची गरज नाही. ती साहित्यांच्या डिझाइन-तर्कालाही बदलू शकते.

सध्या, बुरशीजन्य टेक्सटाइल हे एक प्रारंभीचे पण अर्थपूर्ण संशोधन-प्रदर्शन म्हणून समजणे सर्वोत्तम आहे. ते दाखवते की पारंपरिक स्कॅफोल्डिंगशिवाय बुरशीच्या पेलेट्सपासून कपड्यासारखा साहित्य तयार होऊ शकतो, आणि हा जिवंत पाया अतिरिक्त गुणांसाठी प्रोग्राम करता येतो. संसाधन-गहन टेक्सटाइलच्या विश्वासार्ह पर्यायांचा शोध घेत असलेल्या क्षेत्रात ही लक्षणीय प्रगती आहे. सर्वात महत्त्वाचा निष्कर्ष कदाचित एकच ड्रेस नसून, मऊ साहित्ये कशी वाढवली जातात, सानुकूलित केली जातात आणि अखेर कशी टाकून दिली जातात यासाठीचा नवा आराखडा असू शकतो.

हा लेख New Scientist च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.