সেলুলোজ ন্যানোফাইবার এবং জল-নিরোধী কাগজ

এক দিগ্‌দর্শী গবেষণায় সেলুলোজ ন্যানোফাইবার এবং পেপটাইড দ্বারা উন্নত টেকসই হাইড্রোফোবিক কাগজ তৈরির কথা জানানো হয়েছে । এই পেট্রোলিয়াম-ভিত্তিক উপকরণটি একটি জৈব-ক্ষয়যোগ্য বিকল্প উপস্থাপন করেছে। বিভিন্ন ধরনের প্যাকেজিং এবং জৈব চিকিৎসা যন্ত্রকৌশলে এটি ব্যবহার করার সম্ভাবনা রয়েছে। এই উদ্ভাবনী পদ্ধতিতে সেলুলোজ ন্যানোফাইবারগুলির রাসায়নিক পরিবর্তন না ঘটিয়ে পেপটাইড সিকোয়েন্স নামে পরিচিত ছোট প্রোটিন শৃঙ্খলে একীভূত করা হয়েছে।

ন্যানোসেলুলোজ-শর্ট পেপটাইড নিয়ে এই গবেষণার বিবরণ সম্প্রতি জার্নাল অফ মেটিরিয়ালস কেমিস্ট্রি বি- এর প্রচ্ছদনিবন্ধ হিসেবে প্রকাশিত হয়েছে । গবেষণাটি পলিটেকনিকো ডি মিলানোর রসায়ন এবং রাসায়নিক প্রকৌশল বিভাগের “গিউলিও নাত্তা”-র অধীনে করা হয়েছে। এটি আল্টো বিশ্ববিদ্যালয়, ফিনল্যান্ডের ভিটিটি-টেকনিক্যাল রিসার্চ সেন্টার এবং সিএনআরের এসসিআইটিইসি ইনস্টিটিউটের সহযোগিতায় পরিচালিত।

সেলুলোজ ন্যানোফাইবার হল সেলুলোজ থেকে প্রাপ্ত প্রাকৃতিক তন্তু । এটি পুনর্নবীকরণযোগ্য এবং জৈব-ক্ষয়যোগ্য। এই প্রাকৃতিক তন্তুগুলি তাদের শক্তি এবং বহুমুখিতার জন্য সুপরিচিত। গবেষকরা দেখিয়েছেন যে রাসায়নিক পরিবর্তন না ঘটিয়ে সেলুলোজ ন্যানোফাইবারের বৈশিষ্ট্যগুলির ব্যাপক উন্নতি করা সম্ভব । পরিবর্তে পেপটাইড নামে পরিচিত ছোট প্রোটিনের শৃঙ্খলমালা যুক্ত করা সম্ভব। সুপ্রা-বায়ো-ন্যানোল্যাব হল একটি বিশেষ ধরণের ল্যাব যেখানে সুপ্রা-মলিকিউলার ও জৈব-ন্যানোমেটিরিয়ালস-র মতো বিশেষ বস্তু নিয়ে গবেষণা করা হয়।

গবেষকদের সুপ্রা-মলিকুলার পদ্ধতির সঙ্গে পেপটাইডের ছোট ছোট ক্রম যুক্ত করা জড়িত, যা ন্যানোফাইবারের সাথে আবদ্ধ হয়। এর ফলে তাদের যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা এবং জল-প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত হয়। গবেষণাপত্রর সহ-লেখক এলিসা মারেলি পদ্ধতিটি ব্যাখ্যা করেছেন – ” পেপটাইডের ন্যূনতম পরিমাণ (০.১% এর কম) উৎপন্ন হাইব্রিড পদার্থের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে । ফলস্বরূপ তাদের স্ট্রেস জাতীয় চাপের প্রতি আরও বেশি প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে।” গবেষকরা পেপটাইড সিকোয়েন্সে ফ্লোরিন পরমাণু যোগ করার প্রভাব মূল্যায়ন করেছেন। এর ফলে উপাদানটির উপর একটি কাঠামোগত হাইড্রোফোবিক সর বা ফিল্ম তৈরি করা সম্ভব হয়েছে । ফলস্বরূপ এর জৈব-সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং টেকসই বৈশিষ্ট্যগুলি সংরক্ষণ করার সাথে সাথে আরও বেশি জল প্রতিরোধ ক্ষমতা অর্জিত হয়েছে। ।

গবেষণার সহ-লেখক পিয়েরেঞ্জেলো মেট্রাঙ্গোলো উল্লেখ করেছেন: “এই অগ্রগতি এমন জৈব পদার্থ তৈরির জন্য নতুন সুযোগ উন্মোচন করে যা পারফরম্যান্সের দিক থেকে পেট্রোলিয়াম থেকে প্রাপ্ত উপকরণের সাথে প্রতিযোগিতা করতে পারে । পরিবেশগত প্রভাব হ্রাস করার সাথে সাথে একই গুণমান এবং দক্ষতা অর্জন করতে পারে। এই সংকর উপকরণগুলি টেকসই প্যাকেজিংয়ের জন্য খুবই উপযুক্ত, যেখানে আর্দ্রতা প্রতিরোধ করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।”

সূত্র : “Nanocellulose-short peptide self-assembly for improved mechanical strength and barrier performance” by Alessandro Marchetti, Elisa Marelli, Greta Bergamaschi, Panu Lahtinen, Arja Paananen, Markus Linder, Claudia Pigliacelli and Pierangelo Metrangolo, 19 August 2024, Journal of Materials Chemistry B.
DOI: 10.1039/D4TB01359J