চীনা বিজ্ঞানীদের উদ্ভাবনে বহুরঙা জ্বলজ্বলে সাকুলেন্ট: উদ্ভিদনির্ভর টেকসই আলোকব্যবস্থার পথে বড় অগ্রগতি

ঝলমলে সাকুলেন্ট: উদ্ভিদনির্ভর আলোকব্যবস্থায় যুগান্তকারী অগ্রগতি

সূর্যাস্তের পর নানা রঙে আলো ছড়ানো একটি বাগান, কিংবা অন্ধকারে পড়ার মতো উজ্জ্বল গাছপালায় ঢাকা একটি জীবন্ত দেয়ালের কথা কল্পনা করুন। অ্যাভাটার চলচ্চিত্রের জৈব-আলোকময় উদ্ভিদের কথা মনে করিয়ে দেওয়া এই কল্পনা এখন বাস্তবের আরও কাছাকাছি। সাউথ চায়না এগ্রিকালচারাল ইউনিভার্সিটির একদল বিজ্ঞানীর কল্যাণে এ অগ্রগতি এসেছে। তাঁদের সাম্প্রতিক উদ্ভাবন বিশ্বের প্রথম বহুরঙা, অন্ধকারে জ্বলে ওঠা সাকুলেন্ট, যা সূর্যের আলোয় আবার চার্জ হয় এবং টেকসই, উদ্ভিদনির্ভর আলোকব্যবস্থার পথ তৈরি করতে পারে।

পাতায় বিশেষভাবে তৈরি ফসফর কণা প্রবেশ করিয়ে এসব আলো-ছড়ানো সাকুলেন্ট তৈরি করা হয়েছে। এগুলো ছোট একটি রাতের বাতির মতো উজ্জ্বলভাবে জ্বলে এবং সবুজ, নীল, লাল, এমনকি সাদা আলোও দিতে পারে। এই উদ্ভাবন শুধু দৃষ্টিনন্দনই নয়, বরং বাড়ি, বাগান ও জনপরিসরে পরিবেশবান্ধব আলোর ব্যবহারিক সম্ভাবনাও তৈরি করছে।

সাকুলেন্টগুলো কীভাবে জ্বলে?

এই উদ্ভিদগুলোর জ্বলে ওঠার রহস্য হলো আফটারগ্লো ফসফর কণা—অন্ধকারে জ্বলে এমন খেলনা ও রঙে ব্যবহৃত উপাদানের মতো। সূর্যের আলো বা এলইডি আলোয় এ কণাগুলো শক্তি শোষণ করে, তারপর সর্বোচ্চ দুই ঘণ্টা ধরে ধীরে ধীরে তা দৃশ্যমান আলো হিসেবে ছড়ায়। প্রক্রিয়াটি সহজ, সাশ্রয়ী এবং উদ্ভিদের জিনগত পরিবর্তনের প্রয়োজন হয় না।

এই প্রভাব তৈরি করতে গবেষকেরা ফসফর (স্ট্রনশিয়াম ও অ্যালুমিনিয়াম দিয়ে তৈরি, অন্য ধাতু মেশানো যৌগ) গুঁড়ো করে প্রায় ৭ মাইক্রোমিটার চওড়া কণা তৈরি করেন—যার আকার মানুষের লোহিত রক্তকণিকার প্রায় সমান। এ আকারটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ বলে প্রমাণিত হয়: ছোট ন্যানোকণা উদ্ভিদের টিস্যুর ভেতর সহজে চলাচল করলেও সেগুলোর আলো ছিল মৃদু; অন্যদিকে বড় কণা উজ্জ্বলভাবে জ্বললেও পাতার ভেতর ছড়াতে পারত না। ৭ মাইক্রোমিটারের ‘গোল্ডিলক্স’ কণাগুলোই ছিল যথাযথ আকারের। এগুলো সাকুলেন্টের মাংসল পাতায় দ্রুত ও সমানভাবে ছড়িয়ে পড়ে উজ্জ্বল, একরকম আলো তৈরি করে।

প্রতিটি পাতায় আলাদাভাবে কণা প্রবেশ করাতে হয়। একটি গাছে এ প্রক্রিয়ায় প্রায় ১০ মিনিট লাগে এবং উপকরণ খরচ হয় প্রায় ১.৪০ ডলার। কয়েক মিনিট সূর্যের আলোয় বা ঘরের ভেতরের এলইডি আলোর নিচে চার্জ করার পর প্রক্রিয়াজাত সাকুলেন্টগুলো সর্বোচ্চ দুই ঘণ্টা জ্বলে; সময়ের সঙ্গে সঙ্গে উজ্জ্বলতা ধীরে ধীরে কমে আসে। গবেষকদের ভাষ্য অনুযায়ী, অন্তত দশ দিন ধরে বারবার আলো চার্জ করে নেওয়া যায়।

সাকুলেন্ট কেন?

এইভাবে জ্বলে ওঠার জন্য সব উদ্ভিদ উপযোগী নয়। গবেষকেরা বক চয় ও গোল্ডেন পোথোসসহ বিভিন্ন প্রজাতির ওপর পদ্ধতিটি পরীক্ষা করেন, কিন্তু কেবল সাকুলেন্ট—বিশেষ করে ইচেভেরিয়া ‘মেবিনা’ জাত—উজ্জ্বল ও সমান আলো দিতে পেরেছে। এর কারণ সাকুলেন্টের পাতার বিশেষ গঠন: ঘন, মাংসল টিস্যু এবং কোষের মধ্যে তুলনামূলক বড় ফাঁকা জায়গা মাইক্রোমিটার আকারের ফসফর কণাকে সমানভাবে ছড়িয়ে পড়তে সাহায্য করে, ফলে আলোও সমানভাবে জ্বলে। বিপরীতে, পাতলা পাতার উদ্ভিদ হয় কণা শোষণ করতে পারেনি, নয়তো তাদের আলো জায়গায় জায়গায় বিচ্ছিন্ন ছিল।

কল্পবিজ্ঞান থেকে জীবন্ত রাতের বাতি

জনপ্রিয় সংস্কৃতি থেকেই আংশিকভাবে এ গবেষণার অনুপ্রেরণা এসেছে। প্রকল্পের প্রধান গবেষক ড. শুটিং লিউ জানান, অ্যাভাটার-এর জ্বলজ্বলে উদ্ভিদ এবং জীবন্ত, সৌরশক্তিচালিত আলো তৈরির ধারণা দলটিকে উৎসাহিত করেছে। জ্বলজ্বলে উদ্ভিদ তৈরির আগের প্রচেষ্টাগুলোতে জিনগত পরিবর্তনের ওপর নির্ভর করা হয়েছিল—যেমন তামাক বা পেটুনিয়া গাছে জোনাকি বা মাশরুমের জিন প্রবেশ করানো। তবে এসব পদ্ধতিতে কেবল মৃদু সবুজ আলো তৈরি হয়েছে, আর রঙের বৈচিত্র্য ও উজ্জ্বলতা ছিল সীমিত।

আলো-নিঃসরণকারী কণা উদ্ভিদে প্রবেশ করানোর মতো উপাদানভিত্তিক পদ্ধতিতেও উজ্জ্বলতা ও আলোর সমতা নিয়ে সমস্যা ছিল। ফসফর কণার আকার ও গঠন উপযোগী করে এবং সঠিক গঠনের উদ্ভিদ বেছে নিলে এসব সীমাবদ্ধতা কাটানো সম্ভব—দলটি তা বুঝতে পারার পরই আসে বড় অগ্রগতি। ফলাফল: নানা রঙে জ্বলে ওঠা সাকুলেন্ট, এমনকি একটি গাছের মধ্যেই তৈরি হয় আলোর রংধনু।

আলোর দেয়াল তৈরি

উদ্ভাবনটির ব্যবহারিক সম্ভাবনা দেখাতে বিজ্ঞানীরা ৫৬টি জ্বলজ্বলে সাকুলেন্ট দিয়ে একটি দেয়াল তৈরি করেন। চার্জ করার পর সেই দেয়াল আশপাশের বস্তু আলোকিত করার মতো যথেষ্ট আলো ছড়ায়; এমনকি অন্ধকারে মানুষকে লেখা পড়তেও সাহায্য করে। জীবন্ত এই আলোকসজ্জা বাড়ি, অফিস বা জনপরিসরে পরিবেশের আলো হিসেবে উদ্ভিদনির্ভর ব্যবস্থা ব্যবহারের সম্ভাবনা তুলে ধরে। এতে প্রচলিত বৈদ্যুতিক আলোর ওপর নির্ভরতা এবং সংশ্লিষ্ট কার্বন নিঃসরণ কমতে পারে।

প্রযুক্তিটি কতটা নিরাপদ ও টেকসই?

এই পদ্ধতির অন্যতম সুবিধা হলো এর সরলতা ও কম খরচ। জিনগত প্রকৌশল ব্যয়বহুল এবং নিয়ন্ত্রক সংস্থার উদ্বেগের কারণ হলেও ফসফর কণা প্রবেশ করানোর প্রক্রিয়াটি সহজ এবং এতে উদ্ভিদের ডিএনএ বদলায় না। ব্যবহৃত উপাদান ভোক্তাপণ্যে থাকা উপাদানের মতো এবং স্বল্প মেয়াদে উদ্ভিদের ক্ষতি করে বলে জানা যায়নি। দশ দিন পর্যবেক্ষণের সময় প্রক্রিয়াজাত সাকুলেন্টগুলো স্বাভাবিকভাবে বেড়েছে; চাপ বা ক্ষতির কোনো লক্ষণ দেখা যায়নি। ক্লোরোফিল, শর্করা ও প্রোটিনের মাত্রাও স্থিতিশীল ছিল, যা ইঙ্গিত করে যে প্রক্রিয়াটি উদ্ভিদের জন্য বিষাক্ত নয়।

তবে কণাগুলোর দীর্ঘমেয়াদি নিরাপত্তা—উদ্ভিদের জন্য এবং যারা এগুলো ধরতে পারেন বা দুর্ঘটনাবশত খেয়ে ফেলতে পারেন, তাঁদের জন্য—এখনো গবেষণাধীন। জ্বলজ্বলে সাকুলেন্ট বাড়ি ও জনপরিসরে নিরাপদে ব্যবহার করা যায় কি না, তা নিশ্চিত করতে গবেষকেরা আরও জৈবনিরাপত্তা মূল্যায়ন করছেন। বিশেষজ্ঞদের সতর্কতা, প্রযুক্তিটির সম্ভাবনা থাকলেও ব্যাপকভাবে ব্যবহারের আগে আরও গবেষণা দরকার।

পরিবেশগত প্রভাব ও ভবিষ্যৎ সম্ভাবনা

উদ্ভিদনির্ভর আলোকব্যবস্থার সম্ভাব্য পরিবেশগত সুফল উল্লেখযোগ্য। উদ্ভিদের আলো শোষণ ও সঞ্চয়ের প্রাকৃতিক ক্ষমতাকে কাজে লাগিয়ে এবং এর সঙ্গে প্রকৌশলভিত্তিক উপাদান যুক্ত করে বিজ্ঞানীরা বৈদ্যুতিক আলোর কম-কার্বন বিকল্প তৈরির আশা করছেন। জ্বলজ্বলে উদ্ভিদ সাজসজ্জায়, রাতের বাতি হিসেবে, এমনকি হাঁটার পথ ও বাগান আলোকিত করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রযুক্তির উন্নতি হলে এমন জ্বলজ্বলে গাছ বা ঝোপঝাড় তৈরি করা সম্ভব হতে পারে, যা সড়কবাতির বিকল্প হবে এবং বিদ্যুৎ খরচ ও আলুদূষণ আরও কমাবে।

অন্য জ্বলজ্বলে উদ্ভিদের সঙ্গে এর পার্থক্য কী?

জ্বলজ্বলে উদ্ভিদ তৈরির চেষ্টা শুরু হয়েছিল ১৯৮০-এর দশকের শেষ দিকে। সে সময় গবেষকেরা প্রথম তামাক গাছে জোনাকির জিন প্রবেশ করিয়ে মৃদু জৈব-আলোকময়তা তৈরি করেন। সাম্প্রতিক সময়ে লাইট বায়োর মতো প্রতিষ্ঠান জিনগতভাবে পরিবর্তিত জ্বলজ্বলে পেটুনিয়া বাজারে এনেছে, তবে সেগুলো কেবল মৃদু সবুজ আলো দেয় এবং ব্যবহারিক ক্ষেত্রে সীমিত। নতুন ফসফর-কণা প্রবেশ করানোর পদ্ধতিটি উজ্জ্বলতা, রঙের বৈচিত্র্য ও প্রয়োগের সহজতার কারণে আলাদা।

নেচার এবং সায়েন্টিফিক আমেরিকান-এ প্রকাশিত প্রতিবেদন অনুযায়ী, আফটারগ্লো ফসফর ব্যবহারে লাল, নীল, সবুজ ও সাদাসহ অনেক বেশি রঙ তৈরি করা যায়। বিভিন্ন ধরনের ফসফর একসঙ্গে ব্যবহার করে গবেষকেরা উষ্ণ-সাদা আলো ছড়ানো উদ্ভিদও তৈরি করতে পারেন, যা পরিবেশের আলো হিসেবে বেশি আরামদায়ক। পদ্ধতিটি পুনরায় ব্যবহার করা যায়: উদ্ভিদগুলোকে আলোয় রাখলেই বারবার তাদের আলো চার্জ করা সম্ভব।

চ্যালেঞ্জ ও পরবর্তী পদক্ষেপ

উদ্দীপনা তৈরি হলেও জ্বলজ্বলে সাকুলেন্টকে প্রচলিত আলোকব্যবস্থায় পরিণত করার আগে বেশ কিছু চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে। বর্তমান পদ্ধতিতে প্রতিটি পাতায় আলাদাভাবে কণা প্রবেশ করাতে হয়, যা শ্রমসাধ্য এবং বড় পরিসরে উৎপাদনের জন্য ব্যবহারিক নয়। চার্জ করার পর আলো প্রায় দুই ঘণ্টা স্থায়ী হয়। অনেক কাজে এ সময় যথেষ্ট হলেও ব্যাপক ব্যবহারের জন্য আলোর স্থায়িত্ব ও উজ্জ্বলতা বাড়ানো গুরুত্বপূর্ণ।

প্রক্রিয়াটি স্বয়ংক্রিয় করার, আলোর স্থায়িত্ব বাড়ানোর এবং অন্য উদ্ভিদ প্রজাতিতে পদ্ধতিটি প্রয়োগের উপায় খুঁজছেন গবেষকেরা। আলো ছড়ানো ও উজ্জ্বলতা বাড়াতে ছোট বা ভিন্ন আকৃতির ফসফর কণা ব্যবহারের বিষয়টিও তাঁরা পরীক্ষা করছেন। ব্যাপক ব্যবহারের পরিবেশগত ও স্বাস্থ্যগত প্রভাব মূল্যায়নে দীর্ঘমেয়াদি গবেষণা দরকার হবে।

জনপ্রতিক্রিয়া ও সাংস্কৃতিক প্রভাব

জ্বলজ্বলে সাকুলেন্ট তৈরির খবর সামাজিক যোগাযোগমাধ্যম ও সংবাদমাধ্যমে ব্যাপক আগ্রহ সৃষ্টি করেছে। জীবন্ত রাতের বাতির ধারণা এবং জাদুময় আলোর বাগান তৈরির সম্ভাবনা অনেককে মুগ্ধ করেছে। এ প্রযুক্তি কল্পবিজ্ঞান ও ফ্যান্টাসির জগতের সঙ্গেও তুলনা টেনেছে, যা প্রকৃতি ও সংস্কৃতিতে জৈব-আলোকময়তার চিরকালীন আকর্ষণকে সামনে এনেছে।

“এই উদ্ভিদগুলো যদি জোনাকি বা গভীর সমুদ্রের প্রাণীর মতো জ্বলতে পারত, তাহলে ঘর বা বাগান আলোকিত করার কম খরচের, সৌরশক্তিচালিত ও সুন্দর একটি উপায় হতে পারত,” বলেন এক গবেষক। প্রকল্পটি যে বিস্ময় ও সম্ভাবনার অনুভূতি তৈরি করেছে, তাঁর কথায় তা প্রতিফলিত হয়।

সংক্ষেপে

• চীনা বিজ্ঞানীরা পাতায় আফটারগ্লো ফসফর কণা প্রবেশ করিয়ে বিশ্বের প্রথম বহুরঙা, অন্ধকারে জ্বলে ওঠা সাকুলেন্ট তৈরি করেছেন।
• সূর্যের আলো বা এলইডি আলোয় চার্জ করার পর উদ্ভিদগুলো সবুজ, নীল, লাল ও সাদা আলোয় সর্বোচ্চ দুই ঘণ্টা ধরে ছোট রাতের বাতির মতো উজ্জ্বলভাবে জ্বলতে পারে।
• ফসফর কণার আকার ও গঠন উপযোগী করা এবং সমানভাবে কণা ছড়াতে সাকুলেন্টের বিশেষ পাতার গঠন কাজে লাগানোই এ উদ্ভাবনের ভিত্তি।
• পদ্ধতিটি সহজ ও সাশ্রয়ী, এতে জিনগত পরিবর্তনের প্রয়োজন হয় না; তবে প্রতিটি পাতায় আলাদাভাবে কণা প্রবেশ করাতে হয়।
• বাড়ি, বাগান ও জনপরিসরে টেকসই, উদ্ভিদনির্ভর আলো হিসেবে এর সম্ভাব্য ব্যবহার রয়েছে; তবে নিরাপত্তা ও বড় পরিসরে ব্যবহারের উপযোগিতা নিয়ে আরও গবেষণা দরকার।
• এ উদ্ভাবন জনমনে কল্পনার সঞ্চার করেছে এবং পরিবেশবান্ধব, জীবন্ত আলোকব্যবস্থার নতুন যুগের সূচনা করতে পারে।