हावाबाट खान्की र वैज्ञानिक फड्को

गत हप्ता विज्ञानका विभिन्न विधाका नोबल पुरस्कार घोषणा भए। अद्वितीय अनुसन्धान गरेबापत वैज्ञानिकहरूले सर्वोच्च पुरस्कार पाए। उपाधि घोषणालगत्तै फलानो अन्वेषणकर्ताको नाम छुट्यो, त्यो अनुसन्धानले मौका पाउनुपथ्र्योलगायतका प्रतिक्रिया सुनियो/पढियो।

संसारका सैकडौँ अनुसन्धानशालामा हजारौँ प्रकृतिका अनुसन्धान गरिँदा दर्जनौँ अन्वेषण मानव जीवनमा दीर्घकालीन प्रभाव पार्नेखालका हुन्छन नै। दसौँ खँदिला अनुसन्धानमध्ये सीमितलाई छनोट गरी पुरस्कृत गर्ने काम विवादमा पर्नु अनौठो भएन। बहसको विषय भए पनि नोबल पुरस्कार पचाउनै नसक्ने अवस्थामा भने पुगेको देखिएन।

वैज्ञानिकहरू नोबल पुरस्कार घोषणाको प्रतीक्षामा रहँदा ‘चाइनिज एकेडेमी अफ् साइन्सेज’ का अनुसन्धानकर्ताहरूले जर्नल ‘साइन्स’ मा एउटा अन्वेषण प्रकाशित गरे। साइन्समा प्रकाशित सबै लेख विशेष महत्त्वका हुने भए तापनि चाइनिज प्रयोगशालाको उल्लिखित अन्वेषण भने विशेष दर्जाको देखियो।

गत महिना सार्वजनिक भएको उक्त अनुसन्धानले फरक विधाका वैज्ञानिकहरूको समेत ध्यान तान्न सफल भयो। सम्बन्धित क्षेत्रका वैज्ञानिकहरूले उक्त अनुसन्धानलाई ‘गेम चेन्जर’ पनि हुन सक्ने ठानेकाले त्यसको चर्चा यहाँ सान्दर्भिक ठानियो।

घट्दो उब्जाउ जमिन अनि वातावरणीय परिवर्तनले मौसमलाई प्रतिकूलतातर्फ धकेलेका कारण कृषि उत्पादन घट्दै गइ निकट भविष्यमा ठूलो खाद्य समस्या आउने आकलन भएकै बखत चिनियाँ वैज्ञानिकले ल्याबमा समेत सस्तो र सुलभ रूपले बृहत् परिमाणमा खाद्यान्न उत्पादन गर्न सकिने अनुसन्धान सार्वजनिक गरेका छन्।

उक्त अनुसन्धानमा चिनियाँ वैज्ञानिकहरूले हावामा रहेको ‘कार्बनडाइ अक्साइड’ ग्यासलाई प्रशोधन गरी प्रयोगशालामै खाद्यान्न उत्पादन गर्न सकिने देखाएका छन्। अहिले ‘प्रुफ अफ् प्रिन्सपल’ को सूक्ष्म रूपमा सार्वजनिक भएको उक्त अन्वेषणले पछिल्ला दिनमा ठोस नतिजा दिने ठानिँदैछ। खराब हावा कहलिने कार्बनडाइअक्साइड प्रयोग गरी ठूलो मात्रामा प्रयोगशाला विधिमार्फत ‘स्टार्च’ बनाउन सकिने घोषणा वातावरणविज्ञहरूका लागि ‘बाघ खाने बोक्सी’ सावित हुन सक्छ।

औद्योगिकीकरणपछि ऊर्जाको माग धान्न कोइला तथा खनिज तेलको प्रयोग ह्वात्तै बढ्यो। खनिज ऊर्जा दहनका क्रममा निस्कने कार्बनडाइ अक्साइडको मात्रा पनि आकासियो। अन्य हावाभन्दा फरक चरित्र भएको कार्बनडाइ अक्साइडले सूर्यको किरणलाई परावर्तन गर्नुको बदला शोषण गर्ने भएकाले यस वायुको घनत्व उकासिँदा वातावरणीय तापक्रम पनि बढ्यो।

यसरी हावामा कार्बनडाइ अक्साइडको मात्रा उकालिँदा संसार ‘ग्लोबल वार्मिङ’ को चपेटामा परी वातावरणीय अनिष्ट निम्तने आकलन भएकै बेला त्यही खराब ग्यास प्रयोग गरी स्टार्च बनाउन सकिने विधि अनुसन्धानमा भित्रँदा वातावरणविज्ञहरू खुसी हुनु अन्यथा भएन। धान, गहुँ, आलु लगायतका सबै अन्न बालीमा पाइने ‘स्टार्च’ मानवलाई चाहिने अत्यावश्यक प्रजातिको कार्बोहाइडे«ट हो। अनि मानव भोजनको ठूलो हिस्सा स्टार्चले नै ओगट्छ।

अणुवांशिक पदार्थ ‘डिएनए’, आरएनएमात्र होइन, प्रोटिन तथा इन्जाइमको बनोटमा नाइट्रोजनको हिस्सा महत्त्वपूर्ण छ। वायुमा झण्डै ८० प्रतिशत हिस्सा ओगट्ने ‘नाइट्रोजन’ लाई वनस्पतिले सास फेरे जसरी सरक्क हावाबाट लिन सक्दैन बरु सरल रासायनिक ‘कम्पाउन्ड’ आवश्यक हुन्छ।

रासायनिक पदार्थ जराबाट वनस्पतिले लिन्छ अनि ‘बायोलोजिक प्रक्रिया’ मा प्रयोग गर्छ। त्यस्तै प्राणीले वनस्पती सेवन गरी नाइट्रोजनको माग धान्छ। आफैंमा अति महत्त्वपूर्ण भए पनि प्रकृतिमा हावाको नाइट्रोजनलाई कम्पाउन्डमा परिणत गर्ने रासायनिक पदार्थ त्यति सजिलो छैन। भएका पनि त्यति प्रभावकारी छैनन्। त्यसले गर्दा प्रारम्भमा वनस्पतिका लागि नाइट्रोजनको आपूर्ति न्यून थियो।

माटोमा आवश्यक नाइट्रोजनको मात्रा कम भएकाले कृषि राम्रो थिएन, उत्पादन न्यून थियो। खानाका लागि संघर्ष थियो। भोजनको सीमित उपलब्धताले निम्त्याएको संघर्षले गर्दा पृथ्वीको जनसंख्या सन् १९०० मा केबल १ अरब ६० करोडमात्र थियो। समष्टिगतरूपमा माटोमा नाइट्रोजनजन्य रासायनिक पदार्थको न्यून उपलब्धताले जनसंख्या नियन्त्रण गर्‍यो।

बीसौँ शताब्दीको पूर्वार्धमा जर्मन रशायनशास्त्री ‘फ्रिज्ड ह्याबर’ ले वायुमण्डलमा रहेको नाइट्रोजन र हाइड्रोजन ग्यासलाई ‘ह्याबर संस्लेषण’ मार्फत‘अमोनिया’ ग्यास बनाए। उक्त विधिमार्फत दैनिक रूपले संसारमा हजारौँ टन अमोनिया उत्पादन भयो।

अमोनियाको प्रयोग मलखाद ‘युरिया’ बनाउनमात्र प्रयोग भएन, बरु बालिनालीमा लाग्ने कीरा, फट्याड्ग्रा मार्ने ‘इन्सेक्टिसाइड तथा पेस्टिसाइड’ को उत्पादनमा समेत उपयोग भयो। यसरी पर्याप्त मलखाद अनि कीटनाशक विषादी उपलब्ध भए पनि खाद्यान्नको उत्पादन धेरै गुणाले बढ्यो। कृषिमा क्रान्ति भयो।

पहिला एक परिवार पाल्न पुग्ने जमिनले दर्जनौँ जहानलाई ख्वाउन सक्ने भयो। खान पर्याप्त पाएपछि विश्वको जनसंख्या बढेर अहिले ८ अरब पुग्यो। ह्याबर विधिमार्फत अमोनिया ‘सिन्थेसिस’ गर्ने प्रविधि नभित्रिएको भए पृथ्वीको जनसंख्या अहिले ४ अरबमा खुम्चने अनुमान गरिँदैछ।

संसारका मानव शरीरमा रहेको ‘नाइट्रोजन’ मध्य ५० प्रतिशत नाइट्रोजन ह्याबर सेन्थेसिसमार्फत उत्पादन भएको यथार्थले जर्मन रशायनशास्त्रीले संसारलाई कति ठूलो गुण लगाए भन्ने प्रष्ट्यायो। संसारलाई यत्रो ठूलो योगदान दिने प्राध्यापक ह्याबरले सन् १९१८ मा रसायनशास्त्रको नोबल पुरस्कार पाए।

सबै रसायनशास्त्रमा नोबल पुरस्कार पाउने वैज्ञानिकको योगदान डा. ह्याबरको बराबर छ त ? निश्चय नै छैन। त्यसैले सबै नोबल पुरस्कारजन्य काम समान महत्त्वका होइनन् भन्ने बुझ्न आवश्यक छ। शाब्दिक हिसाबमा भन्नुपर्दा दुवै प्रधानमन्त्री नै त हुन् नि भनेर विश्वेश्वरप्रसाद कोइराला र केपी ओलीलाई एकै तराजुमा हाल्नु जस्तै हो।

अब रसायनविज्ञका रूपमा वनस्पतिले कसरी संसारलाई ख्वाउँछ त भन्ने विषयमा मनन गरौँ। हावामा रहेको कार्बनडाइ अक्साइड र जराबाट सोसिएको पानी बिरुवाको हरियो पातमा सौर्य शक्तिको तागतले ग्लुकोजमा रूपान्तरित हुन्छ। यसरी विरुबाले ग्लुकोज बनाउने प्रक्रियालाई ‘फोटो सिन्थेसिस’ भनिन्छ।

हरियो पातमा बनेको ग्लुकोज बिरुवाको पृथक भागमा सुर्कोज, स्टार्चलगायतका पृथक स्वरूपमा भण्डारण हुन्छन्। ग्लुकोज, स्टार्च तथा सुक्रोज कार्बोहाइड्रेटका विभिन्न स्वरूप हुन्। प्रचुर मात्रामा स्टार्च पाइने धान, मकै, आलुलगायत सेवनले हामीलाई कार्बोहाइड्रेट आपूर्ति गर्छ। शरीरको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण अड्ग मस्तिष्क ग्लुकोजबिना क्षणभर बाँच्न सक्दैन भन्ने यथार्थले स्टार्चको महत्त्व भन्छ।

संसारलाई खुवाउन कृषिका लागि अथाह जमिन, पानी, मलखाद, कीटनाशक ओखती, श्रम, ऊर्जालगायत आवश्यकत पर्छ। प्राकृतिक संशाधनको अत्यधिक दोहन गरिँदा जमिनले ऊर्वरता ह्रास गर्ने तथा पानीको सतह तल जान्छ। अनि कृषि उत्पादनका क्रममा मलखाद तथा कीटनाशक ओखतीको प्रयोगले नवीन रोग तथा विभिन्न शारीरिक समस्या भित्रिएको यथार्थ जगजाहेर छ।

पुँजीगत लगानी तथा प्राकृतिक दोहन दुवै हिसाबले फोटोसिन्थेसिस विधिमार्फत संसारलाई ख्वाउन आवश्यक कार्बोहाइड्रेट उत्पादन गर्ने काम त्यति सजिलो छैन भन्ने कुरा सबैले महसुस गरे। अनि, कम खर्चिलो हिसाबले संसारको पेट भर्न सकिने उपाय खोज्न वैज्ञानिकहरू सक्रिय हुनु स्वाभाविकै हो। वर्षौँको लगानी तथा अनुसन्धानपछि गत महिना चाइनिज एकेडेमी अफ् साइन्सेजका वैज्ञानिक यान्हे मा नेतृत्वको अनुसन्धान समूहले ‘फोटो सिन्थेसिस’ को विकल्प प्रस्तुत गरेको छ। वातावरणको कार्बनडाइ अक्साइडलाई चरणबद्ध रासायनिक प्रक्रियामार्फत प्रयोगशालामै स्टार्चमा परिणत गराउन सकिने यथार्थ प्रमाणित गरेका छन्।

डा. मा अगुवाइको अन्वेषण टोलीले स्टार्च बनाउने क्रममा हावालाई थप संस्लेषण गर्न प्रयोगशाला निर्मित रासायनिक उत्प्रेरक तथा परिमार्जित इन्जाइम प्रयोग गरेकोमात्र बताएनन्, बरु स्टार्चको प्रमुख स्रोतका रूपमा रहेको मकैको बोट भन्दा आफ्नो रासायनिक विधि झण्डै ९ गुणा अधिक प्रभावकारी रहेको पनि बताए।

ऊर्जा खपतका हिसाबले समेत चिनिया टोलीले स्थापित गरेको ‘रियाक्सन’ प्रकृतिको वरदान भन्दा फारु देख्दा कतै संसारलाई ख्वाउने हिसाबमा ‘ह्याबर सिन्थेसिस’ को विकल्प आएको हो कि भन्ने धेरै देखिए। बालीनाली हुर्किएर नागरिकको खाने थालमा पुग्न महिनौँ कुर्नुपर्नेमा रासायनिक विधिमार्फत ल्याबमा बन्ने स्टार्च केही घण्टामै तयार हुने देखियो। क्षणिक खाद्य संकट धान्न तुरुन्त अन्नको विकल्प बन्ने भयो।

प्रयोग भएका रासायनिक उत्प्रेरक र इन्जाइम निकै ‘स्टेबल’ भएकाले बडेमानको ‘रियाक्टर’ स्थापना गरी निकै कम खर्चमा स्टार्च उत्पादन गरी संसारभर बेच्न सकिने आशमा वैज्ञानिक डाक्टर माको समूहले आफ्नो रिसर्चलाई प्याटेन्ट गरेको छ। थोरै प्रशोधन गरी हावामा रहेको कार्बनडाइ अक्साइडलाई सिधै रियाक्सनमा प्रयोग गर्न सकिने भएकाले यो विधिले वायुमण्डलीय हावाको सन्तुलनलाई स्थिरता दिन सक्ने वातावरणविज्ञले अपेक्षा गरे।

कार्बनडाइ अक्साइडको बढ्दो घनत्वका कारण सिर्जित ग्लोबल वार्मिङ संसारको सबैभन्दा ठूलो वातावरणीय चुनौतीका रूपमा छ। भूमण्डलीय वातावरणीय चुनौती समाधानका खातिर कार्बनडाइ अक्साइडको मात्रा घटाउन संसार अग्रसर भएको बखत हावामा रहेको ग्यास प्रयोग गरी कम खर्चमै व्यापारिक मात्रामा स्टार्च उत्पादन सम्भव भएको खबरले सबैलाई खुसी बनाउनु अस्वाभाविक हैन।

तर विगतमा पनि ल्याबको सानो परिमाणमा निकै सफल देखिएका केमिकल रियाक्सनहरू ‘कमर्सिएल’ उत्पादनमा असफल भएका धेरै दृष्टान्त देख्दा अहिलेको बहुचर्चित स्टार्च उत्पादनले पनि त्यही नियति नभोग्ला भन्न सकिन्न। तर व्यापारिक उत्पादनका क्रममा समेत अपेक्षित परिणाम आएको खण्डमा यो अन्वेषणले संसारको धेरै क्षेत्रमा ठूलो फड्को मार्ने देखिन्छ। खाद्य संकट समाधानदेखि विश्व पर्यावरणलाई समेत सन्तुलित बनाउन सक्ने हैसियत राख्ने अनुसन्धान बहुचर्चित बन्नु अस्वाभाविक होइन नै।