આપમેળે વિસર્જન પામતું વિઘટનક્ષમ પ્લાસ્ટિક

આજના સમયમાં પર્યાવરણના અનુસંધાને ગ્લોબલ વોર્મિંગ પછી કોઇ ખતરારૂપ પદાર્થ હોય તો એ પ્લાસ્ટિક છે. પ્લાસ્ટિકનો સદતંર નાશ કરી શકાતો નથી. આજે જગતભરમાં પ્લાસ્ટિકના વપરાશ બાદ તેના પહાડો વસુંધરા ઉપર ખડકાઇ રહ્યા છે. પ્લાસ્ટિકના બહોળા વપરાશમાં વિકસીત દેશોનો ફાળો બહુ મોટો છે અને સાથે-સાથે વિકાસશીલ દેશોનો ફાળો પણ જેવો તેવો નથી.

પ્લાસ્ટિક : ભારતમાં વર્ષે ૫૦ લાખ ટન પ્લાસ્ટિકનો વપરાશ છે. વપરાશ બાદ આ પ્લાસ્ટિક આશરે ૫૦૦ વર્ષ સુધી વસુંધરા ઉપર પડયું રહે છે આથી હવે રસાયણશાસ્ત્રીઓ દ્વારા બાયોડિગે્રડેબલ પ્લાસ્ટિક બનાવવું જરૂરી બની ગયું છે. બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક એટલે એવું પ્લાસ્ટિક કે જેનો વપરાશ બાદ આપોઆપ નાશ થાય! બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક બનાવવાનું કાર્ય રસાયણશાસ્ત્રીઓનું નથી એટલે હવે બાયોટેકનોલોજિસ્ટ દ્વારા તેના નિર્માણનું કાર્ય હાથ ધરવામાં આવેલું છે.

પ્લાસ્ટિક પોલિમર વડે બને છે જેમાં મોનોમરને લાઇનબંધ જોડવા માટે રાસાયણિક પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, પણ મોનોમરના કાચા માલ તરીકે પ્રેટ્રોલિયમ વાપર્યુ હોય તો તેને થાળે પાડતાં સમયે સેન્દ્રિય કોહવાણ થતું નથી. કહેવાનો અર્થ એ કે કુદરતી રીતે બેકટેરિયા દ્વારા તેનું વિસર્જન થઇ શકતું નથી. પ્લાસ્ટિક કુદરતી રીતે આપોઆપ વિસર્જન પામે એ માટે તેના મોનોમર સેન્દ્રિય હોવા જરૂરી છે. ટુંકમાં પ્લાસ્ટિક બનાવવા માટેના જરૂરી એવા મોનોમર રાસાયણિક રીતે નહી પણ બાયોલોજિકલ રીતે બનેલા હોવા જોઇએ. અમેરિકન બાયોટેકનોલોજિસ્ટ ડો. ઓલિવર પીપલ્સે આ બાબતમાં સંશોધન કરેલું છે. બેકટેરિયાનો અભ્યાસ કરતી વખતે ડો. ઓલિવરે બેકટેરિયાના પોષકદ્વાવણમાં 'ધવલતા" શોધી કાઢી છે. બેકટેરિયાના શરીરમાં તેમણે ડઝનબંધ સફેદ દાણા શોધી કાઢયા છે. આ સફેદ દાણા બેકટેરિયા માટે શકિતનો સ્ત્રોત છે જે ખોરાકના અભાવના સમયે કામ લાગે છે. જોકે આ કોઇ અસાધારણ બાબત નથી કારણ કે, જીવજગતમાં દરેક પ્રાણી કે વનસ્પતિ પોતાના શરીરમાં આવા પૂરવઠાનો સંગ્રહ કરીને રાખતાં હોય છે. વનસ્પતિ સ્ટાર્ચ બનાવે છે તો પ્રાણીઓ ચરબી બનાવે છે. ડો. ઓલિવર કહે છે કે, ''બેકટેરિયાએ ચયાપચય દ્વારા બનાવેલા આ સફેદ દાણા સ્ટાર્ચ કે ચરબી નથી પણ પોલિમર છે એટલે કે પ્લાસ્ટિક છે. બિલકુલ સામાન્ય પ્લાસ્ટિક જેવું જ એ પ્લાસ્ટિક છે અને ડિગ્રેડેબલ છે."" ડો. ઓલિવરે પોતાના સંશોધન દ્વારા પ્લાસ્ટિકના જીવંત કારખાના તરફ વિશ્વનું ધ્યાન દોર્યુ છે, પણ આ બાબતનું બહુમાન તેમને જતું નથી કારણ કે, બ્રિટનની એક કંપની કેટલાક વર્ષથી 'આલ્કલીજિન્સ યુટ્રોકલ" નામના બેકટેરિયા પાસેથી પ્લાસ્ટિક બનાવવાનું કાર્ય કરાવે છે. ભવિષ્યમાં ખનિજતેલના ભંડારો ખૂટી જાય તો પ્લાસ્ટિક બનાવવા માટે બેકટેરિયા ઉપર મદાર રાખવો પડે તેવું આ કંપની માને છે. એ કંપનીએ બેકટેરિયા દ્વારા બનાવેલું પ્લાસ્ટિક સામાન્ય પ્લાસ્ટિક કરતાં ૩૦ ગણું વધારે મોઘું પડે છે. બીજી તકલીફ એ છે કે તેનું જથ્થાબંધ ઉત્પાદન લઇ શકાતું નથી કારણ કે, આલ્કલીજિન્સ યુટ્રોકલ દ્વારા બનેલા પ્લાસ્ટિકનું બંધારણ સામાન્ય પ્લાસ્ટિક કરતાં સહેજ જુદું છે. બેકટેરિયા દ્વારા બનાવેલા પ્લાસ્ટિકમાં મોનોમરનું જોડાણ મજબૂત નથી એટલે બેકટેરિયાને આપવામાં આવતાં પોષકદ્વાવણમાં સેન્દ્રિય એસિડના થોડાક ટીંપા નાખવા પડે છે. આમ કરવાથી મોનોમરના જોડાણમાં મજબૂતી આવે છે પણ બેકટેરિયાની ઉત્પાદનક્ષમતા ઘટી જાય છે.

ડો. ઓલિવરે આ બાબતે વિચારવાનું શરૂ કર્યુ. તેઓ એક તારણ ઉપર આવ્યા કે, આલ્કલીજિન્સ યુટ્રોકલ બેકટેરિયાના શરીરમાં પ્લાસ્ટિકના દાણા બનાવવાની એસેમ્બલી લાઇન બદલી નાખવામાં આવે તો કેમ?! બેકટેરિયાના શરીરમાં મોનોમરનો કાચો માલ એસિટિકોએ નામનું રસાયણ બનાવે છે. એક એન્ઝાઇમ તેના બે રેણુને જોડે છે. બીજો એન્ઝાઇમ તેની સાથે હાઇડ્રોજનનો અણુ ઉમેરે છે જે તેમાં મજબૂતી આપે છે અને ત્રીજો એન્ઝાઇમ આવા સંખ્યાબંધ માનોમરને એક તાંતણે બાંધે છે. આમ બાયોલોજિકલ રીતે તૈયાર થયેલું પ્લાસ્ટિક એટલું સુપરફાઇન હોય છે કે તેને કારખાનામાં બનાવવું અશકય છે.

ડો. ઓલિવર અને તેમના સાથી પ્રો. એન્થનીએ બેકટેરિયાની જેનેટિક એન્જિનિયરીંગનો અભ્યાસ હાથ ધર્યો. કુદરતનો આભાર કે આવા પ્રયોગો માટે કુદરતે માનવજાતને ઇવેરિશિયા કોલાઇ(ઇ.કોલાઇ)નામના હાથવગા બેકટેરિયા આપેલા છે. આ બેકટેરિયાના શરીરમાં પારકા જિન્સનું નિરૂપણ કરવામાં આવે તો એ તેમનો મુંગા મોઢે સ્વીકાર કરી લે છે એટલું જ નહી પણ એ જિન્સ મુજબ પોતાનો ગુણધર્મ પણ બદલાવી નાખે છે. કુદરતે જિન્સને દરેક સજીવ માટે કમ્પ્યુટર પ્રોગ્રામ તરીકે બનાવ્યો છે પરિણામે શરીરની દરેક પ્રક્રિયા એ જિન્સના પ્રોગ્રામ પ્રમાણે ચાલે છે. જિન્સને પ્રોગ્રામ કહીએ તો ઇ.કોલાઇ બેકટેરિયા એક કમ્પ્યુટર છે કે તેને જિન્સ દ્વારા મળેલા પ્રોગ્રામને અનુસરવામાં કશો બાધ નથી. આમેય બેકટેરિયાનું જિનેટિક એન્જિનિયરીંગ કરવું સહેલું છે. બેકટેરિયામાં ડી.એન.એ.નું ગુંચળું માનવ ડી.એન.એ. જેટલું જટિલ હોતું નથી. માનવમાં ડી.એન.એ.ના જટિલ ગુંચળામાં ક્રોમોસોમ્સ સચવાયેલા હોય છે માટે માનવમાં જિન્સનું નિરૂપણ કરવા માટે પહેલા આ જટિલ ગુંચળાને સફળતાપૂર્વક ઉકેલવું પડે એ બાદ તેમાં જિન્સનું નિરૂપણ કરી ફરી તેને સફળતાપૂર્વક સંકેલવું પડે. જયારે બેકટેરિયામાં આ પ્રક્રિયા સરળ છે. બેકટેરિયાની બ્લૂપ્રિન્ટમાં ઝાઝી લખાણપટ્ટી નથી માટે ડી.એન.એ. એક ટચુકડી રીંગમાં ગોઠવાયેલું છે. આ રીંગને પ્લાઝમિડ કહે છે. આ પ્લાઝમિડનો ટુકડો કાપીને આસાનીથી બીજા બેકટેરિયાના પ્લાઝમિડ સાથે જોડી શકાય છે. એ પછી બેકટેરિયા નવા પ્લાઝમિડ પ્રમાણે પોતાનો ગુણધર્મ બદલી નાખે છે. ડો. ઓલિવર અને તેમના સાથી પ્રો. એન્થનીએ આલ્કલીજિન્સ યુટ્રોકલ બેકટેરિયાના શરીરમાં પોલિમર બનાવતાં પ્લાઝમિડના ટુકડાને કાપીને ઇ.કોલાઇ બેકટેરિયાના કુદરતી પ્લાઝમિડમાંથી એટલો જ ટુકડો કાપીને તેના સ્થાને આલ્કલીજિન્સ યુટ્રોકલ બેકટેરિયાના પ્લાઝમિડનો ટુકડો જોડી દીધો. આ રીતે પ્લાસ્ટિક બનાવવાનો પ્રોગ્રામ મળતાં જ ઇ.કોલાઇ બેકટેરિયા પ્લાસ્ટિક બનાવતાં જીવંત કારખાના બની ગયા. હવે સવાલ એ થાય કે પ્લાસ્ટિક બનાવવા માટે આલ્કલીજિન્સ યુટ્રોકલ બેકટેરિયાને બદલે ઇ.કોલાઇ બેકટેરિયાનો ઉપયોગ શા માટે કરવો?! અગાઉ કહ્યું તેમ બેકટેરિયા પ્લાસ્ટિક બનાવીને તેનો સંગ્રહ કરે છે માટે તે મેળવવા માટે બેકટેરિયાને મારી નાખવા પડે પણ ઇ.કોલાઇ બેકટેરિયામાં એક કરતાં વધારે જિન્સનું નિરૂપણ કરી શકાય છે. ડો ઓલિવર અને તેમના સાથી અન્ય બેકટેરિયામાં એવું જિન્સ શોધી રહ્યા છે જેનાથી ઇ.કોલાઇ બેકટેરિયાએ બનાવેલો કુદરતી પ્લાસ્ટિકનો 'બફરસ્ટોક" આસાનીથી હસ્તગત કરી શકાય અને બેકટેરિયાને મારી નાખવા પણ ન પડે. જો આવું જિન્સ મળી જાય તો તેને ઇ.કોલાઇના પ્લાઝમિડ સાથે જોડી શકાય અને માનવજાતને ડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક મળી શકે!

બેશક, આ ચમત્કાર ભવિષ્યનો છે પણ એ ભવિષ્ય હવે બહુ દૂર નથી કારણ કે, બેકટેરિયાના જિનેટિક બંધારણ સાથે રમત રમવાની 'ગુરૂચાવી" માનવજાતના હાથમાં આવી ગઇ છે એટલે બેકટેરિયાને ચોક્કસ વસ્તુંના ઉત્પાદન કરતાં કારખાનામાં ફેરવી શકાય તેમ છે. ખરેખર તો બેકટેરિયા દ્વારા એક હજાર વસ્તુઓનું ઉત્પાદન કરાવી શકાય છે તેમાં પ્લાસ્ટિકનો ક્રમ તો વીસમો છે! ખેર, માનવજાતે બ્રહ્માના કુંભારચાકડાની સામે પોતાનો પર્સનલ કુંભારચાકડો શરૂ કર્યો છે તો કદાચ ભવિષ્યમાં તેના દુષ્પરિણામો પણ માનવજાતે જ ભોગવવા પડે!!

કુદરતી રીતે બેકટેરિયા દ્વારા બનતા પ્લાસ્ટિકમાં બે ખામી છે: એક-પ્લાસ્ટિકનું ઉત્પાદન ઓછું થાય છે અને બીજું-જે ઉત્પાદન તૈયાર થાય છે તેને સરળતાપૂર્વક હસ્તગત કરી શકાતું નથી. બેકટેરિયાના શરીરમાં ઉત્પન્ન થતું પ્લાસ્ટિક મેળવવા માટે બેકટેરિયાનો ખાતમો બોલાવવો પડે! જોકે આવું ન કરવું પડે એ માટે અહીં બાયોટેકનોલોજિની 'જાદુઇ છડી" કામ લાગે છે. બ્રહ્માના કુંભારચાકડે સજીવોને ઘાટઘૂટ ભલે બીબાઢાળ મળેલું હોય પણ બાયોટેકનોલોજિ દ્વારા તેમાં સુધારા-વધારા કરી શકાય છે.

સ્ત્રોત: ઇન્ડિયા વોટર પોર્ટલ