এই মাসের শুরুতে, ইয়েল বিশ্ববিদ্যালয়ের একদল গবেষক একটি নতুন গবেষণা প্রকাশ করেছেন, যেখানে তাঁরা এমন এক নতুন ধরনের ব্যাকটেরিয়া আবিষ্কার করেছেন যা আলো ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে শ্বাস নিতে সক্ষম । এর অর্থ হলো, শক্তি তাদের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ বাড়াতে সাহায্য করে, যার ফলে তারা নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে শ্বসন প্রক্রিয়া সম্পন্ন করতে পারে।
এই অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ আবিষ্কারের সুবাদে, এই প্রবন্ধের দায়িত্বে থাকা গবেষকরা বিশ্বে এর নতুন নতুন ব্যবহার খুঁজে বের করার জন্য এই সবকিছুকে কাজে লাগানোর চেষ্টা করবেন। এর মধ্যে অন্যতম হলো নবায়নযোগ্য জ্বালানির নতুন উৎস তৈরি করা এবং জৈব-বিপজ্জনক বর্জ্য নির্মূল করা । কিন্তু সত্যিটা হলো, এর জন্য আরও গভীর গবেষণা এবং এই ব্যাকটেরিয়াগুলো নিয়ে আরও পুঙ্খানুপুঙ্খ অধ্যয়নের প্রয়োজন হবে।
নতুন ব্যাকটেরিয়া যা বিদ্যুৎ "শ্বাস" নেয়
সাধারণত, সকল বা অধিকাংশ জীবন্ত অণুজীবের একটি বৈশিষ্ট্য হলো অক্সিজেন গ্রহণ করার ক্ষমতা , যা তাদের পুষ্টিকে শক্তিতে রূপান্তরিত করার সময় ইলেকট্রন ত্যাগ করতে সাহায্য করে । তবে, সব অণুজীবের এই ক্ষমতা থাকে না, কারণ এটি তাদের পরিবেশের উপর নির্ভর করে।
এর মানে হলো, বহু প্রাণী ও ব্যাকটেরিয়া বছরের পর বছর ধরে পৃথিবীর বা সমুদ্রের তলদেশে বাস করছে , যার ফলে তাদের পক্ষে অক্সিজেন গ্রহণ করা অসম্ভব হয়ে পড়েছে। এটি তাদের শ্বাস-প্রশ্বাস নিতে এবং বেঁচে থাকার জন্য অন্যান্য উপায় খুঁজে বের করতে বাধ্য করেছে।
এক্ষেত্রে, তারা ‘নন-নোশিয়েবল’ নামে পরিচিত একটি ক্ষুদ্র প্রোটিন ফিলামেন্টের মাধ্যমে খনিজ শোষণ করে শ্বাস গ্রহণ করে। বিজ্ঞানীরা আজ পর্যন্ত যে গবেষণা করেছেন, তার ফলস্বরূপ দেখা গেছে যে, এই ব্যাকটেরিয়াগুলো আলোর সংস্পর্শে এলে একটি বৃহৎ বৈদ্যুতিক প্রবাহ তৈরি করতে সক্ষম হয় , যা আরও অনেক গবেষণার দ্বার উন্মুক্ত করেছে।
তাই দায়িত্বে থাকা এই সমস্ত গবেষকগণ অনুসন্ধান শুরু করেছেন যে, কীভাবে এই সবকিছুকে অপ্টোইলেকট্রনিক্সের অগ্রগতি ত্বরান্বিত করতে এবং মিথেন গ্যাস আহরণে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা আগামী বছরগুলোতে বৈশ্বিক উষ্ণায়ন মোকাবেলার কৌশল তৈরিতে সহায়তা করবে।
আলোর সংস্পর্শে আসা ন্যানোওয়্যারগুলিতে তড়িৎ প্রবাহের নাটকীয় বৃদ্ধি একটি স্থিতিশীল ও শক্তিশালী আলোকপ্রবাহ নির্দেশ করে যা ঘণ্টার পর ঘণ্টা স্থায়ী থাকে।
ইয়েল ইনস্টিটিউট ফর মাইক্রোবিয়াল সায়েন্সেস-এর বায়োফিজিক্স ও মলিকুলার বায়োকেমিস্ট্রি বিভাগের সহযোগী অধ্যাপক নিখিল মালভাঙ্কার
তবে, এখন পর্যন্ত আবিষ্কৃত এই ক্ষমতা সম্পন্ন ব্যাকটেরিয়াগুলো কেবল এগুলোই নয়, কারণ ২০১৮ সালে ওয়াশিংটন স্টেট ইউনিভার্সিটির একদল অণুজীববিজ্ঞানী গবেষক ইয়েলোস্টোন ন্যাশনাল পার্কের হার্ট লেক গেইজার অববাহিকায় একটি ব্যাকটেরিয়ার সন্ধান পান ।
তাদের উপর পরিচালিত গবেষণা অনুসারে, এটি আবিষ্কৃত হয়েছিল যে তারা তাদের তারের মতো বেরিয়ে থাকা লোম ব্যবহার করে বাইরের ধাতু বা খনিজে ইলেকট্রন স্থানান্তরের মাধ্যমে বিদ্যুৎ পরিবহন করতে সক্ষম ছিল । সেই সময়ে, এটি মনে করা হয়েছিল যে তাদের দ্বারা উৎপাদিত এই বৈদ্যুতিক প্রবাহকে স্বল্প-শক্তির প্রয়োগের জন্য কাজে লাগানো যেতে পারে।
পরিচালিত গবেষণা অনুসারে, এটা বিশ্বাস করা হয় যে ব্যাকটেরিয়া যতক্ষণ জ্বালানি পায়, ততক্ষণ তারা ক্রমাগত শক্তি উৎপাদন করতে পারে। তাই, ভবিষ্যতে এমন প্রকল্প প্রণয়নের জন্য এই ব্যাকটেরিয়া সম্পর্কিত আবিষ্কারগুলো অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যেগুলোতে এদের নিয়ে কাজ করার সুযোগ থাকবে।
অন্যদিকে, ২০২২ সালের জুন মাসে বিংহামটন বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি দল জৈব-ব্যাকটেরিয়াকে খাদ্য যোগানোর একটি উপায় খুঁজে বের করে । এটি করার জন্য, তারা কয়েকটি প্রকোষ্ঠে রাখা তিন ধরনের ব্যাকটেরিয়া ব্যবহার করে কয়েক সপ্তাহ ধরে একটি গবেষণা পরিচালনা করে।
এর ফলে এটা যাচাই করা সম্ভব হয়েছে যে, তারা বর্তমানে আমাদের গ্রহকে প্রভাবিত করছে এমন অনেক সমস্যার সমাধান দিতে সক্ষম , কিন্তু এই সবকিছুর জন্য আরও গবেষণা প্রয়োজন।
এই সবকিছু থেকে জানা গেছে যে, এই ব্যাকটেরিয়াগুলো আমাদের পরিচিত সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়া থেকে সম্পূর্ণ ভিন্ন এক প্রক্রিয়ায় সক্ষম । এটি এমন এক শ্বসন প্রক্রিয়া যা সঠিক পদ্ধতি অবলম্বন করা হলে অত্যন্ত উপকারী হতে পারে। ফলস্বরূপ, বর্তমানে বিশ্বজুড়ে বেশ কিছু গবেষণা চলছে এবং আশা করা যায় যে অদূর ভবিষ্যতে এই ব্যাকটেরিয়াগুলোকে ভালোভাবে কাজে লাগানো যাবে।
এটি সালোকসংশ্লেষণের একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন রূপ; এটি খুবই আকর্ষণীয়। এখানে, ন্যানোওয়্যারগুলোর মধ্যে ইলেকট্রনের দ্রুত স্থানান্তরের কারণে আলো ব্যাকটেরিয়ার শ্বসনকে ত্বরান্বিত করে।
ইয়েল ইনস্টিটিউট ফর মাইক্রোবিয়াল সায়েন্সেস-এর বায়োফিজিক্স ও মলিকুলার বায়োকেমিস্ট্রি বিভাগের সহযোগী অধ্যাপক নিখিল মালভাঙ্কার
এগুলো কি শহরগুলোর জন্য বিদ্যুৎ উৎপাদনে ব্যবহার করা যেতে পারে?
এই সমস্ত গবেষণার মূল উদ্দেশ্য হলো এই ব্যাকটেরিয়াগুলোকে দিয়ে শহরগুলোর জন্য বিদ্যুৎ উৎপাদন করানো, যা অর্জন করা অত্যন্ত কঠিন বলে মনে হলেও ভবিষ্যতে এটি কতটা সম্ভব হতে পারে তা দেখার জন্য এর বিশ্লেষণ শুরু হয়েছে।
এখন পর্যন্ত করা গবেষণা অনুসারে, এই ব্যাকটেরিয়াগুলো প্রোটিন ন্যানোওয়্যার তৈরি করে , যা অত্যন্ত ক্ষুদ্র একটি কাঠামো এবং এটি অন্য প্রোটিনের সাথে যুক্ত হলে একটি বৈদ্যুতিক তার হিসেবে কাজ করতে পারে, যার মাধ্যমে ইলেকট্রন স্থানান্তর সম্পন্ন হবে ।
যদি এই ন্যানোতারগুলো বৃহত্তর পরিসরে উৎপাদন করা যায় এবং প্রোটিন বায়োফিল্ম তৈরি করতে পারে , তবে সেগুলো বায়ুর আর্দ্রতার মাধ্যমে ইলেকট্রন স্থানান্তর করতে পারবে, যার ফলে দূর থেকে একটি এলইডি বাতি জ্বালানো সম্ভব হবে।
পৃথিবী গ্রহের সংরক্ষণের জন্য বিদ্যুৎ উৎপাদন পদ্ধতির পরিবর্তন অপরিহার্য , বিশেষ করে কারণ বর্তমানে আমরা বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য কয়লা, তেল, গ্যাস এবং জীবাশ্ম জ্বালানি ব্যবহার করি, যা থেকে নির্গত বিপুল পরিমাণ কার্বন ডাই অক্সাইড আমাদের কাছে পৌঁছানো সূর্যের তাপকে আটকে রাখে এবং এর ফলে ধীরে ধীরে জলবায়ুর উপর প্রভাব ফেলে।
এই সবকিছুর ফলেই গ্রিনহাউস প্রভাব সৃষ্টি হয়। তাই, ভবিষ্যতে বৈদ্যুতিক শক্তি পাওয়ার একটি নতুন উপায় উদ্ভাবন করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হবে, বিশেষ করে যদি তা এই বিদ্যুৎ-উৎপাদনকারী ব্যাকটেরিয়া ব্যবহার করে করা যায়।
আপাতত, এই গবেষণাগুলোর আরও অগ্রগতির জন্য আমাদের অপেক্ষা করতে হবে এবং ভবিষ্যতে এর সম্ভাবনা কতটা তা নির্ধারণ করতে হবে। এই লক্ষ্যে, গবেষকরা বিভিন্ন পরীক্ষার মাধ্যমে এই ব্যাকটেরিয়াগুলোকে অত্যন্ত বিস্তারিতভাবে বিশ্লেষণ করছেন, যা এই তত্ত্বগুলো সত্য কিনা তা যাচাই করতে সাহায্য করবে।
