আমাদের গ্রহে উত্পাদিত সমস্ত প্লাস্টিকের 30 শতাংশেরও বেশি অব্যবস্থাপিত হয়। এটি পরিবেশে প্রবেশ করে এবং তারপর প্রায় চিরতরে সেখানে থাকে। একটি উদাহরণ হল পলিথিন, যা বিশ্বের সর্বাধিক ব্যবহৃত প্লাস্টিকগুলির মধ্যে একটি - কার্যত সমস্ত প্যাকেজিং, বোতল এবং ব্যাগ এটি থেকে তৈরি করা হয় - আপনি এটিকে যতই গভীরে পুঁতে ফেলুন না কেন শতাব্দী ধরে চলতে পারে৷
বিজ্ঞানীরা ব্যবহারিক এবং মাপযোগ্য বিকল্পগুলি বিকাশের জন্য সংগ্রাম করেছেন যা ক্রমাগত এবং অত্যন্ত দূষণকারী বর্জ্যকে পিছনে না রেখে প্রচলিত প্লাস্টিকের নমনীয়তা এবং স্থায়িত্ব প্রদান করে।
যাইহোক, এখন ভূগর্ভস্থ মৌমাছির বাসা থেকে একটি আশাব্যঞ্জক সমাধান বেরিয়ে এসেছে। একটি নতুন গবেষণায় দেখা গেছে যে সেলোফেন মৌমাছি দ্বারা উত্পাদিত একটি উপাদান পলিথিনের মতো আচরণ করে, তবুও প্রাকৃতিক মাটিতে দ্রুত ভেঙে যায়।
এই পোকামাকড়গুলি কীভাবে এটি তৈরি করে তা বোঝা গবেষকদের একটি সিন্থেটিক সংস্করণ ডিজাইন করতে সহায়তা করতে পারে যা প্রচলিত প্লাস্টিকের মতো কাজ করে তবে প্রজন্মের জন্য পরিবেশ দূষিত করে না।
"দুর্ভাগ্যবশত, বেশিরভাগ পলিথিন-সদৃশ পলিয়েস্টার তাদের স্ফটিকতা এবং হাইড্রোফোবিসিটির কারণে সামান্য বায়োডিগ্রেডেবিলিটি প্রদর্শন করে৷ এই কাজটি "সেলোফেন মৌমাছির নীড়ের আস্তরণে এই প্যাটার্নের একটি অসাধারণ প্রাকৃতিক ব্যতিক্রম উন্মোচিত করে," গবেষকরা নোট করেন৷
যে মৌমাছিরা নিজেদের প্লাস্টিক তৈরি করে
সেলোফেন মৌমাছি (Colletes inaequalis) উত্তর আমেরিকার স্থানীয়। তারা একাকী পোকা যারা ভূগর্ভস্থ বাসা তৈরি করে, তাদের চেম্বারগুলিকে একটি পাতলা, নমনীয় এবং স্বচ্ছ উপাদান দিয়ে আস্তরণ করে যা প্লাস্টিকের মতো।
বিজ্ঞানীরা প্রায় 50 বছর আগে এই অস্বাভাবিক পদার্থটি প্রথম সনাক্ত করেছিলেন। মৌমাছিরা ডুফোর গ্রন্থি নামে একটি বিশেষ গ্রন্থি ব্যবহার করে এটি তৈরি করে, যার নিঃসরণ একটি প্রাকৃতিক পলিয়েস্টার তৈরি করে যা তাদের বাসার দেয়ালে আবরণ করে এবং তাদের বিকাশমান বাচ্চাদের রক্ষা করে।
যা এই উপাদানটিকে বিশেষভাবে আকর্ষণীয় করে তোলে তা হল এটি মাটিতে জমা হতে দেখা যায় না, এমনকি যখন মৌমাছির বংশধর একই বাসা বাঁধার জায়গাগুলি বারবার ব্যবহার করে।
এই ঘটনার মাত্রা ব্যাখ্যা করার সময়, গবেষণা লেখক বলেছেন, "এই গণের মৌমাছি বার্ষিক একত্রিতকরণে বাসা বাঁধে যা 10,000 টিরও বেশি পৃথক বাসা নিয়ে গঠিত হতে পারে, পরবর্তী প্রজন্মের মৌমাছি একই সমষ্টিতে ফিরে আসে এবং কয়েক দশক ধরে প্রতি বছর মাটির নিচে নতুন বাসা তৈরি করে।"
"মাটিতে প্লাস্টিকের এই চিরস্থায়ী সংযোজন সত্ত্বেও, এবং PPDL বা PE-18,18-এর তুলনায় কোলেটিস পলিয়েস্টারের কম এস্টার ঘনত্ব থাকা সত্ত্বেও, প্লাস্টিক কোলেটস সমষ্টিতে জমা হতে দেখা যাচ্ছে না," তারা যোগ করেছে।
এটি অস্বাভাবিক কারণ মৌমাছির পলিয়েস্টার পলিথিনের অনুরূপ যে কীভাবে এর অণুগুলি প্যাক করা হয়। তুলনামূলক কৃত্রিম উপকরণগুলিকে ভেঙে ফেলা কুখ্যাতভাবে কঠিন, প্রায়শই শিল্প কম্পোস্টিং অবস্থার মধ্যেও অবক্ষয় প্রতিরোধ করে।
তাহলে কি প্রাকৃতিক সংস্করণ এত ভিন্নভাবে আচরণ করে?
মৌমাছির তৈরি প্লাস্টিক কীভাবে ভেঙে যায় তা ট্র্যাক করা হচ্ছে
তদন্তের জন্য, গবেষকরা নবনির্মিত নেস্ট লাইনিং পরীক্ষা করেছেন এবং চার, সাত এবং 11 মাস পরে একই বাসা তৈরির স্থান থেকে সংগৃহীত নমুনার সাথে তুলনা করেছেন। তারা উপাদানের অবনতি তদন্ত করতে রাসায়নিক বিশ্লেষণ, মাইক্রোস্কোপি, গরম পরিমাপ এবং এক্স-রে বিচ্ছুরণ ব্যবহার করেছে।
ফলাফল আশ্চর্যজনকভাবে দ্রুত অবনতি প্রকাশ করেছে। মৌমাছির পলিয়েস্টার প্রাথমিকভাবে নীড়ের আস্তরণের ওজনের প্রায় 73 শতাংশের জন্য দায়ী। প্রাকৃতিক মাটিতে চার মাস পর সেই অনুপাত ৪০ শতাংশে নেমে এসেছে।
সাত মাসের মধ্যে, উপাদানটি দৃশ্যমান ফাটল তৈরি করেছিল এবং 11 মাস পরে, এটি ভঙ্গুর হয়ে গিয়েছিল এবং ভেঙে যাওয়ার প্রবণতা ছিল।
এই সত্ত্বেও, তাজা উপাদান উল্লেখযোগ্যভাবে নমনীয় ছিল। এটির মূল আকৃতি ধরে রাখার সময় এটি ভাঁজ করা বা চূর্ণবিচূর্ণ হতে পারে, বৈশিষ্ট্যগুলির সংমিশ্রণ যা এটিকে নিষ্পত্তিযোগ্য প্লাস্টিকের জন্য একটি আকর্ষণীয় মডেল তৈরি করতে পারে।
এর অস্বাভাবিক আচরণের পিছনে আণবিক সূত্র
গবেষকরা পরবর্তীতে উপাদানটির আণবিক গঠন তদন্ত করেন। একটি আশ্চর্যজনক আবিষ্কার ছিল যে তাজা পলিয়েস্টারের প্রায় 60 শতাংশের একটি স্ফটিক কাঠামো ছিল, যার অর্থ এর কিছু অণু সংগঠিত অঞ্চলে সাজানো ছিল।
স্ফটিকতা সাধারণত প্লাস্টিককে অবক্ষয়ের জন্য আরও প্রতিরোধী করে তোলে কারণ শক্তভাবে বস্তাবন্দী অণুগুলি জল এবং এনজাইমের পক্ষে উপাদানটিকে একত্রে ধরে থাকা রাসায়নিক বন্ধনে পৌঁছানো কঠিন করে তোলে। তবুও মৌমাছির পলিয়েস্টার এই প্রত্যাশাকে অস্বীকার করেছে বলে মনে হচ্ছে।
যদিও এর অনেক অণু স্ফটিক অঞ্চল তৈরি করেছিল, এই অঞ্চলগুলি সাধারণত প্লাস্টিকের মধ্যে পাওয়া যায় এমন বৃহত্তর, অত্যন্ত সংগঠিত কাঠামোতে বিকশিত হয়নি। এটি জল এবং এনজাইমের সংস্পর্শে আরও এস্টার বন্ড ছেড়ে যেতে পারে, যা উপাদানটিকে ভেঙে ফেলা সহজ করে তোলে।
যাইহোক, এই কাঠামোগত বিন্যাস তার দ্রুত অবনতিকে ব্যাখ্যা করে কিনা তা প্রতিষ্ঠিত করার জন্য আরও পরীক্ষা-নিরীক্ষার প্রয়োজন।
গবেষকরা আরও দেখেছেন যে পলিমার চেইনগুলি একে অপরের সাথে সংযুক্ত ছিল, একটি ক্রস-লিঙ্কড নেটওয়ার্ক গঠন করে। এটি টলিউইন এবং ট্রাইক্লোরোবেনজিনের মতো গরম দ্রাবকগুলিতেও উপাদানটিকে দ্রবীভূত হতে প্রতিরোধ করতে সহায়তা করেছিল।
এনজাইম পরীক্ষা থেকে আরেকটি সম্ভাব্য সূত্র এসেছে। উভয় তাজা এবং চার মাস বয়সী নেস্ট লাইনিং একটি পরীক্ষা পদার্থের বিরুদ্ধে এস্টেরেজ কার্যকলাপ দেখিয়েছে। এস্টেরেসগুলি হল এনজাইম যা পলিয়েস্টারে এস্টার বন্ধন ভেঙ্গে দিতে পারে, পরামর্শ দেয় যে তারা উপাদানের ভাঙ্গনে অবদান রাখতে পারে।
সামগ্রিকভাবে, মনে হচ্ছে মৌমাছি পলিয়েস্টারের জৈব-অবচনযোগ্যতা কাঠামোগত এবং সম্ভাব্য জৈবিক কারণগুলির কিছু সংমিশ্রণের জন্য দায়ী, যদিও সঠিক প্রক্রিয়াটি অমীমাংসিত রয়ে গেছে।
মৌমাছির বাসা কি আরও ভালো প্লাস্টিককে অনুপ্রাণিত করতে পারে?
পলিথিন-সদৃশ উপকরণগুলির দরকারী বৈশিষ্ট্যগুলিকে বলিদানের পরিবর্তে, বিজ্ঞানীরা তদন্ত করতে পারেন কীভাবে মৌমাছির প্রাকৃতিক পলিয়েস্টার তুলনামূলকভাবে দ্রুত অবক্ষয়ের সাথে নমনীয়তাকে একত্রিত করে।
যাইহোক, নীড়ের আস্তরণটি এখনই বাণিজ্যিক প্যাকেজিংয়ের জন্য একটি রেডিমেড প্রতিস্থাপন নয়। গবেষকদের এখনও ঠিক খুঁজে বের করতে হবে কেন এটি এত তাড়াতাড়ি ভেঙে যায় এবং একই বৈশিষ্ট্যগুলি একটি কারখানায় পুনরুত্পাদন করা যায় কিনা।
বিজ্ঞানীরা যদি এই প্রাকৃতিক নকশার নীতিগুলিকে সিন্থেটিক উপকরণে অনুবাদ করতে পারেন, তাহলে নম্র সেলোফেন মৌমাছি আধুনিক সমাজের সবচেয়ে ক্রমাগত দূষণের সমস্যাগুলির একটি মোকাবেলা করার জন্য মূল্যবান পাঠ দিতে পারে।
