नई सुरक्षात्मक कपड़ों की कोटिंग तंत्रिका एजेंटों को तोड़ सकती है। रासायनिक हथियारों के खतरों को कम करने के लिए फंगल पिगमेंट और ज़िरकोनियम सामग्री मिलकर काम करती हैं

सार:

संयुक्त राज्य अमेरिका में नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के शोधकर्ता एक नई फैब्रिक कोटिंग विकसित कर रहे हैं, जिससे उम्मीद है कि सुरक्षात्मक कपड़े न केवल खतरनाक रसायनों को रोक पाएंगे, बल्कि सक्रिय रूप से टूट जाएंगे और कुछ अत्यधिक जहरीले पदार्थों की विषाक्तता को कम कर देंगे। यह शोध मूल रूप से सैन्य क्षेत्र में रासायनिक हथियार संरक्षण की आवश्यकता से उत्पन्न हुआ था। भविष्य में, यह कृषि और रासायनिक विनिर्माण जैसे उद्योगों के लिए नए सुरक्षा समाधान भी प्रदान कर सकता है जो अक्सर हानिकारक रसायनों के संपर्क में आते हैं।

तंत्रिका एजेंट विशेष रूप से खतरनाक होते हैं क्योंकि वे मानव तंत्रिका तंत्र के सामान्य कामकाज में तेजी से हस्तक्षेप कर सकते हैं और मस्तिष्क और शरीर के बीच सिग्नलिंग को अवरुद्ध कर सकते हैं। गंभीर जोखिम से मिर्गी के दौरे पड़ सकते हैं, लकवा हो सकता है और यहां तक ​​कि कुछ ही मिनटों में मौत भी हो सकती है। वर्तमान में आम सुरक्षात्मक कपड़े मुख्य रूप से हानिकारक पदार्थों को अलग करने के लिए भौतिक बाधाओं पर निर्भर करते हैं। यद्यपि यह रासायनिक पदार्थों को त्वचा के संपर्क में आने से रोक सकता है, लेकिन यह आमतौर पर इन जहरों को सक्रिय रूप से नष्ट नहीं करता है।

अनुसंधान टीम द्वारा प्रस्तावित समाधान किसी विशेष कपड़े को दोबारा बनाना नहीं है, बल्कि एक कार्यात्मक रासायनिक सामग्री विकसित करना है जिसे विभिन्न कपड़ों की सतह पर लेपित किया जा सकता है। यह एक डाई उपचार प्रक्रिया के समान है जो रेशों से जुड़ती है, लेकिन केवल कपड़े का रंग बदलने के बजाय, यह सामग्री को सक्रिय रूप से जहरीले रसायनों को संभालने की क्षमता देती है।

यह शोध टीम द्वारा पिछले एक दशक से भी अधिक समय के अन्वेषण पर आधारित है। 2015 में, नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने पाया कि ज़िरकोनियम युक्त सामग्री जहरीले रसायनों को तोड़ने में मदद कर सकती है। इस अध्ययन में जिरकोनियम को एलोमेलेनिन नामक मेलेनिन जैसे पदार्थ के साथ जोड़ा गया। यह रंगद्रव्य कवक में प्राकृतिक रंगद्रव्य से संबंधित है और रंग प्रदान करने के अलावा, छोटे अणुओं और भारी धातु आयनों को सोखने की क्षमता रखता है।

शोधकर्ताओं ने दोनों घटकों में से प्रत्येक के गुणों का लाभ उठाया: मेलेनोइडिन में एक छिद्रपूर्ण संरचना होती है जो सूक्ष्म स्पंज की तरह हानिकारक अणुओं को फंसाती है, जबकि ज़िरकोनियम रासायनिक प्रतिक्रियाओं को चलाने के लिए ज़िम्मेदार है जो फंसे हुए विषाक्त पदार्थों को नष्ट कर देता है। इसके अलावा, पानी प्रतिक्रिया के दौरान उत्प्रेरक एजेंट के रूप में कार्य कर सकता है, जिससे अपघटन प्रक्रिया को सक्रिय करने में मदद मिलती है।

हालांकि, शोधकर्ताओं को जल्द ही पता चला कि मूल जहर को तोड़ने का मतलब यह नहीं है कि खतरा टल गया है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं से नए उप-उत्पाद उत्पन्न हो सकते हैं जो कभी-कभी मूल पदार्थ से भी अधिक खतरनाक होते हैं। प्रयोग में, ज़िरकोनियम और मेलेनोइडिन ने दो उप-उत्पादों का उत्पादन करने के लिए एक साथ काम किया: एक गैर विषैले डाइमिथाइल फॉस्फेट है, और दूसरा बेहद जहरीला मिथाइलनिट्रोफेनॉल है।

इस समस्या को हल करने के लिए, शोध दल ने एक बार फिर मेलेनोइडिन की सोखने की क्षमता का लाभ उठाया। मूल जहरीले रसायनों को पकड़ने के अलावा, यह सामग्री ऊपर उल्लिखित हानिकारक उप-उत्पादों को बांधने में भी सक्षम है, जिससे उनकी एकाग्रता और संभावित नुकसान कम हो जाता है।

प्रयोगात्मक परिणामों से पता चला कि 10 मिनट के भीतर, मिथाइलनाइट्रोफेनॉल की सांद्रता 50% कम हो गई। शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि मेलेनोइडिन की मात्रा बढ़ने और सामग्री को सूर्य के प्रकाश के संपर्क में लाने से इस उपोत्पाद की विषाक्तता कम हो गई। हालाँकि, शोध टीम ने यह घोषणा नहीं की है कि सूर्य की रोशनी के संपर्क में आने से कितना सुधार हो सकता है।

अध्ययन के सह-लेखक और नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर नाथन जियानेस्की ने कहा कि अनुसंधान टीम 12 वर्षों से अधिक समय से मेलेनिन पर शोध कर रही है, प्रकृति में इस पदार्थ के कई कार्यों को समझने की कोशिश कर रही है और इसे बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग की क्षमता देने के लिए सामग्री इंजीनियरिंग के माध्यम से अनुकूलित कर रही है। उनका मानना ​​है कि यह उपलब्धि न केवल एक नई सुरक्षात्मक कोटिंग प्रदर्शित करती है, बल्कि सुरक्षात्मक सामग्रियों के डिजाइन पर पुनर्विचार करने के लिए विचार भी प्रदान करती है।

यदि यह तकनीक अंततः सिद्ध हो जाती है, तो भविष्य के सुरक्षात्मक कपड़े अब खतरनाक पदार्थों को निष्क्रिय रूप से अवरुद्ध नहीं कर सकते हैं, बल्कि कुछ जहरीले रसायनों के संपर्क में आने पर रासायनिक अपघटन में सक्रिय रूप से भाग ले सकते हैं, इस प्रकार दूषित पदार्थों की निरंतर उपस्थिति से उत्पन्न जोखिम को कम कर सकते हैं। संभावित अनुप्रयोग परिदृश्यों में सैन्य कर्मियों की सुरक्षा, कीटनाशक उपचार और रासायनिक उत्पादन शामिल हैं।

हालाँकि, प्रयोगशाला सत्यापन से वास्तविक उपयोग तक अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना बाकी है। शोधकर्ताओं को यह भी मूल्यांकन करने की आवश्यकता है कि यह कोटिंग वास्तविक दुनिया के वातावरण में कैसा प्रदर्शन करती है, जिसमें तापमान, आर्द्रता और प्रदूषण की विभिन्न स्थितियों के तहत इसकी प्रतिक्रिया दक्षता, इसकी दीर्घकालिक स्थिरता और विभिन्न प्रकार के जहरों के खिलाफ इसकी वास्तविक सुरक्षा शामिल है। केवल यह पुष्टि होने के बाद कि अपघटन उत्पादों को पर्याप्त रूप से नियंत्रित किया गया है और सामग्री विश्वसनीय रूप से कार्य करना जारी रख सकती है, इस तकनीक को बड़े पैमाने पर उत्पादित व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों पर लागू किया जा सकता है।

प्रासंगिक शोध पत्र हाल ही में "एसीएस नैनो" पत्रिका में प्रकाशित हुए हैं।