एमआईटी केमिकल इंजीनियरों ने कुछ स्वास्थ्य और सौंदर्य उत्पादों में उपयोग किए जाने वाले माइक्रोबीड्स का पर्यावरण अनुकूल विकल्प तैयार किया है।
माइक्रोप्लास्टिक्स एक पर्यावरणीय खतरा है जो पृथ्वी पर लगभग हर जगह पाया जाता है, जो टायरों, कपड़ों और प्लास्टिक पैकेजिंग के टूटने से निकलता है। माइक्रोप्लास्टिक्स का एक अन्य महत्वपूर्ण स्रोत छोटे मोती हैं जो कुछ क्लींजर, सौंदर्य प्रसाधन और अन्य सौंदर्य उत्पादों में जोड़े जाते हैं।
इनमें से कुछ माइक्रोप्लास्टिक्स को उनके स्रोत से काटने के प्रयास में, एमआईटी शोधकर्ताओं ने बायोडिग्रेडेबल सामग्रियों का एक वर्ग विकसित किया है जो अब सौंदर्य उत्पादों में उपयोग किए जाने वाले प्लास्टिक मोतियों की जगह ले सकता है। ये पॉलिमर हानिरहित शर्करा और अमीनो एसिड में टूट जाते हैं।
“माइक्रोप्लास्टिक्स समस्या को कम करने का एक तरीका यह पता लगाना है कि मौजूदा प्रदूषण को कैसे साफ किया जाए। लेकिन आगे देखना और ऐसी सामग्री बनाने पर ध्यान केंद्रित करना भी उतना ही महत्वपूर्ण है जो पहली बार में माइक्रोप्लास्टिक्स उत्पन्न नहीं करेगा,” एना जैकलेनेक, एक प्रमुख अन्वेषक कहती हैं। एमआईटी के कोच इंस्टीट्यूट फॉर इंटीग्रेटिव कैंसर रिसर्च में।
इन कणों को अन्य अनुप्रयोग भी मिल सकते हैं। नए अध्ययन में, जैक्लेनेक और उनके सहयोगियों ने दिखाया कि कणों का उपयोग विटामिन ए जैसे पोषक तत्वों को समाहित करने के लिए किया जा सकता है। विटामिन ए और अन्य पोषक तत्वों के साथ खाद्य पदार्थों को मजबूत करने से दुनिया भर के उन 2 अरब लोगों में से कुछ को मदद मिल सकती है जो पोषक तत्वों की कमी से पीड़ित हैं।
जेकलेनेक और रॉबर्ट लैंगर, एमआईटी इंस्टीट्यूट के प्रोफेसर और कोच इंस्टीट्यूट के सदस्य, पेपर के वरिष्ठ लेखक हैं, जो आज प्रकाशित हुआ है नेचर केमिकल इंजीनियरिंग . पेपर के मुख्य लेखक लिनज़िक्सुआन (रोडा) झांग हैं, जो केमिकल इंजीनियरिंग में एमआईटी स्नातक छात्र हैं।
बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक
2019 में, जैक्लेनेक, लैंगर और अन्य ने एक बहुलक सामग्री की सूचना दी, जिसका उपयोग विटामिन ए और अन्य आवश्यक पोषक तत्वों को समाहित करने के लिए किया जा सकता है। उन्होंने यह भी पाया कि जिन लोगों ने आयरन युक्त आटे से बनी ब्रेड का सेवन किया, उनमें आयरन का स्तर बढ़ा हुआ पाया गया।
हालाँकि, तब से, यूरोपीय संघ ने इस पॉलिमर, जिसे बीएमसी के नाम से जाना जाता है, को माइक्रोप्लास्टिक के रूप में वर्गीकृत किया है और इसे 2023 में लागू होने वाले प्रतिबंध में शामिल किया है। परिणामस्वरूप, बिल और मेलिंडा गेट्स फाउंडेशन, जिसने मूल शोध को वित्त पोषित किया, एमआईटी टीम से पूछा कि क्या वे कोई ऐसा विकल्प डिज़ाइन कर सकते हैं जो अधिक पर्यावरण के अनुकूल हो।
झांग के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने एक प्रकार के पॉलिमर की ओर रुख किया जिसे लैंगर की प्रयोगशाला ने पहले विकसित किया था, जिसे पॉली (बीटा-एमिनो एस्टर) के रूप में जाना जाता है। ये पॉलिमर, जिन्होंने जीन वितरण और अन्य चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए वाहन के रूप में वादा दिखाया है, बायोडिग्रेडेबल हैं और शर्करा और अमीनो एसिड में टूट जाते हैं।
सामग्री के निर्माण खंडों की संरचना को बदलकर, शोधकर्ता हाइड्रोफोबिसिटी (पानी को पीछे हटाने की क्षमता), यांत्रिक शक्ति और पीएच संवेदनशीलता जैसे गुणों को समायोजित कर सकते हैं। पांच अलग-अलग उम्मीदवार सामग्री बनाने के बाद, एमआईटी टीम ने उनका परीक्षण किया और एक की पहचान की जिसमें माइक्रोप्लास्टिक अनुप्रयोगों के लिए इष्टतम संरचना थी, जिसमें पेट जैसे अम्लीय वातावरण के संपर्क में आने पर घुलने की क्षमता भी शामिल थी।
शोधकर्ताओं ने दिखाया कि वे इन कणों का उपयोग विटामिन ए, साथ ही विटामिन डी, विटामिन ई, विटामिन सी, जिंक और आयरन को समाहित करने के लिए कर सकते हैं। इनमें से कई पोषक तत्व गर्मी और प्रकाश के क्षरण के प्रति संवेदनशील होते हैं, लेकिन जब कणों में बंद हो जाते हैं, तो शोधकर्ताओं ने पाया कि पोषक तत्व उबलते पानी के संपर्क में दो घंटे तक रह सकते हैं।
उन्होंने यह भी दिखाया कि उच्च तापमान और उच्च आर्द्रता पर छह महीने तक संग्रहीत रहने के बाद भी, आधे से अधिक संपुटित विटामिन क्षतिग्रस्त नहीं हुए थे।
भोजन को पुष्ट करने की अपनी क्षमता प्रदर्शित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने कणों को बुउलॉन क्यूब्स में शामिल किया, जो आमतौर पर कई अफ्रीकी देशों में खाया जाता है। उन्होंने पाया कि जब शोरबा में शामिल किया गया, तो दो घंटे तक उबालने के बाद भी पोषक तत्व बरकरार रहे।
जैकलेनेक कहते हैं, “बुइलॉन उप-सहारा अफ्रीका में एक प्रमुख घटक है, और उन क्षेत्रों में कई अरब लोगों की पोषण स्थिति में सुधार करने का एक महत्वपूर्ण अवसर प्रदान करता है।”
इस अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने कणों को सुसंस्कृत मानव आंतों की कोशिकाओं के सामने लाकर और कोशिकाओं पर उनके प्रभाव को मापकर उनकी सुरक्षा का भी परीक्षण किया। खाद्य सुदृढ़ीकरण के लिए उपयोग की जाने वाली खुराक पर, उन्होंने कोशिकाओं को कोई नुकसान नहीं पाया।
बेहतर सफाई
अक्सर क्लींजर में जोड़े जाने वाले माइक्रोबीड्स को बदलने की कणों की क्षमता का पता लगाने के लिए, शोधकर्ताओं ने कणों को साबुन के झाग के साथ मिलाया। उन्होंने पाया कि यह मिश्रण अकेले साबुन की तुलना में त्वचा से स्थायी मार्कर और वॉटरप्रूफ आईलाइनर को अधिक प्रभावी ढंग से हटा सकता है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि नए माइक्रोप्लास्टिक के साथ मिलाया गया साबुन पॉलीथीन माइक्रोबीड्स वाले क्लींजर की तुलना में अधिक प्रभावी था। उन्होंने यह भी पाया कि नए बायोडिग्रेडेबल कणों ने भारी धातुओं जैसे संभावित विषाक्त तत्वों को अवशोषित करने का बेहतर काम किया।
झांग कहते हैं, “हम इसे यह प्रदर्शित करने के लिए पहले कदम के रूप में उपयोग करना चाहते थे कि सामग्रियों की एक नई श्रेणी विकसित करना, मौजूदा सामग्री श्रेणियों से विस्तार करना और फिर इसे विभिन्न अनुप्रयोगों में लागू करना कैसे संभव है।”
एस्टी लॉडर से अनुदान के साथ, शोधकर्ता अब क्लींजर और संभावित रूप से अन्य अनुप्रयोगों के रूप में माइक्रोबीड्स के आगे परीक्षण पर काम कर रहे हैं, और वे इस वर्ष के अंत में एक छोटा मानव परीक्षण चलाने की योजना बना रहे हैं। वे सुरक्षा डेटा भी एकत्र कर रहे हैं जिसका उपयोग अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन से जीआरएएस (आमतौर पर सुरक्षित माना जाता है) वर्गीकरण के लिए आवेदन करने के लिए किया जा सकता है और कणों से समृद्ध खाद्य पदार्थों के नैदानिक परीक्षण की योजना बना रहे हैं।
शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि उनका काम स्वास्थ्य और सौंदर्य उत्पादों से पर्यावरण में जारी माइक्रोप्लास्टिक की मात्रा को काफी कम करने में मदद कर सकता है।
जैकलेनेक कहते हैं, “यह व्यापक माइक्रोप्लास्टिक्स मुद्दे का सिर्फ एक छोटा सा हिस्सा है, लेकिन एक समाज के रूप में हम समस्या की गंभीरता को स्वीकार करना शुरू कर रहे हैं। यह काम इसे संबोधित करने की दिशा में एक कदम आगे बढ़ाता है।” “पॉलिमर हमारे दैनिक जीवन में अनगिनत अनुप्रयोगों में अविश्वसनीय रूप से उपयोगी और आवश्यक हैं, लेकिन वे नकारात्मक पहलू भी लेकर आते हैं। यह एक उदाहरण है कि हम उन कुछ नकारात्मक पहलुओं को कैसे कम कर सकते हैं।”
पेपर: “सफाई उत्पादों और खाद्य सुदृढ़ीकरण के लिए डिग्रेडेबल पॉली (–अमीनो एस्टर) माइक्रोपार्टिकल्स”
