تصور کریں کہ جب اندھیرا ہو تو آپ لائٹ آن کرنے کے بجائے اپنی میز پر چمکتے پودوں کو پڑھ سکتے ہیں۔ یہ کیسا تجربہ ہے؟
میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (MIT) کے انجینئرز نے اس وژن کو عملی جامہ پہنانے کے عمل میں ایک اہم پہلا قدم اٹھایا ہے۔ انجینئرز نے واٹر کریس کے پتوں میں خصوصی نینو پارٹیکلز لگائے، جس سے واٹر کریس تقریباً چار گھنٹے تک چمکتی رہی۔ ان کا خیال ہے کہ مزید اصلاح کے ذریعے یہ چمکدار پودا ایک دن کام کی جگہ کو روشن کرنے کے لیے کافی ہوگا۔
ایم آئی ٹی میں کیمیکل انجینئرنگ کے پروفیسر اور مطالعہ کے سینئر مصنف مائیکل سٹرانو نے کہا کہ ان کا خیال ایک ایسا پلانٹ بنانا ہے جسے ڈیسک لیمپ کے طور پر استعمال کیا جا سکے — بجلی کو آن کرنے کی ضرورت نہیں ہے، اور روشنی کا ذریعہ بالآخر فصل ہی سے آتا ہے۔ توانائی میٹابولزم.
محقق نے کہا کہ اس ٹیکنالوجی کا استعمال کم شدت والی اندرونی روشنی فراہم کرنے، یا درختوں کو خود فراہم کردہ سرکٹ لائٹس میں تبدیل کرنے کے لیے بھی کیا جا سکتا ہے۔
Strano نے کہا کہ روشنی کا شمار عالمی توانائی کی کھپت کا تقریباً 20 فیصد ہے، اور پودے خود کو ٹھیک کر سکتے ہیں، اپنی توانائی رکھتے ہیں اور بیرونی ماحول کے مطابق ڈھال سکتے ہیں۔ ان کا ماننا ہے کہ وقت آچکا ہے۔
Strano لیبارٹری کے ذریعہ تخلیق کردہ ایک نیا تحقیقی میدان پلانٹ نانوبیونکس کہلاتا ہے، جس کا مقصد پودوں میں مختلف قسم کے نینو پارٹیکلز لگا کر پودوں کو نئی خصوصیات فراہم کرنا ہے۔ ٹیم' کا مقصد بجلی کی تنصیبات کے ذریعہ فراہم کردہ بہت سے افعال کو تبدیل کرنے کے لئے پودوں کو تبدیل کرنا ہے۔ اس سے قبل، محققین نے ایسے پودوں کو ڈیزائن کیا ہے جو دھماکہ خیز مواد کا پتہ لگاسکتے ہیں اور اسمارٹ فونز تک معلومات منتقل کرسکتے ہیں، ساتھ ہی ایسے پودے جو خشک سالی کے حالات کی نگرانی کرسکتے ہیں۔
یہ اطلاع دی جاتی ہے کہ لوسیفریز ایک انزائم ہے جو فائر فلائیز کو چمکاتا ہے۔ روشنی خارج کرنے والے پودے بنانے کے لیے، MIT ٹیم نے اس انزائم کی طرف رجوع کیا۔ لوسیفریز لوسیفرین نامی مالیکیول پر کام کرتا ہے، جو لوسیفرین کو روشنی کا اخراج کر سکتا ہے۔ ایک اور مالیکیول جسے co-enzyme A (co-enzyme A) کہا جاتا ہے اس ردعمل کے ضمنی مصنوعات کو ہٹا کر luminescence کے عمل کو حاصل کرنے میں مدد کر سکتا ہے جو luciferase کی سرگرمی کو روک سکتا ہے۔
تحقیقی ٹیم نے ان تینوں اجزاء کو مختلف قسم کے نینو پارٹیکل کیریئرز میں پیک کیا۔ یہ تمام نینو پارٹیکلز ایسے مواد سے بنے ہیں جنہیں امریکی فوڈ اینڈ ڈرگ ایڈمنسٹریشن"؛ عام طور پر محفوظ سمجھا جاتا ہے"؛ ہر جزو کو پودے کے دائیں حصے تک پہنچنے میں مدد کرنے کے لیے۔ نینو پارٹیکلز ان اجزاء کو ارتکاز تک پہنچنے سے بھی روک سکتے ہیں جو پودوں میں زہریلے مواد پیدا کر سکتے ہیں۔
محققین نے luciferase کو لے جانے کے لیے تقریباً 10 نینو میٹر کے قطر کے ساتھ سلیکا نینو پارٹیکلز کا استعمال کیا، اور پھر بالترتیب luciferin اور coenzymes لے جانے کے لیے قدرے بڑے پولیمر PLGA (پولیمر PLGA) اور چائٹوسن پارٹیکلز (chitosan) کا استعمال کیا۔ A. ان ذرات کو پودوں کے پتوں میں داخل ہونے کی اجازت دینے کے لیے، محققین نے پہلے ان ذرات کو محلول میں جھونک دیا، پھر پودوں کو محلول میں بھگو دیا، اور پھر ان ذرات کو چھوٹے سوراخوں (سٹوماٹا) کے ذریعے پتوں میں داخل کرنے کے لیے انہیں زیادہ دباؤ میں لایا۔ )۔
وہ ذرات جو لوسیفرین اور coenzyme A کو خارج کرتے ہیں وہ میسوفیل (یعنی پتے کی اندرونی تہہ) کے خلوی خلیے میں جمع ہوتے ہیں، جب کہ لوسیفریز لے جانے والے چھوٹے ذرات ان خلیوں میں داخل ہوتے ہیں جو میسوفیل بناتے ہیں۔ پی ایل جی اے کے ذرات آہستہ آہستہ لوسیفرین کو چھوڑنے کے بعد، لوسیفرین پودوں کے خلیے میں داخل ہوتا ہے، اور لوسیفریز خلیے میں کیمیائی طور پر رد عمل ظاہر کرتا ہے تاکہ لوسیفرین کو روشنی کا اخراج ہو۔
ابتدائی طور پر تحقیقاتی ٹیم کی جانب سے بنایا گیا پودا تقریباً 45 منٹ تک چمکتا رہا۔ بہتری کے بعد، چمک کا وقت بڑھا کر 3.5 گھنٹے کر دیا گیا۔ اگرچہ 10 سینٹی میٹر کا واٹر کریس کا پودا اس وقت پڑھنے کے لیے درکار روشنی کی مقدار کا ایک ہزارواں حصہ پیدا کرتا ہے، لیکن محققین کا خیال ہے کہ ہر جزو کے ارتکاز اور رہائی کی شرح کو مزید بہتر بنا کر، روشنی کی مقدار میں اضافہ کیا جا سکتا ہے اور روشنی کے اخراج کے وقت کو کم کیا جا سکتا ہے۔ طویل ہونا.
اس سے پہلے، روشنی خارج کرنے والے پودوں کی پیداوار جینیاتی طور پر انجنیئر پودوں پر انحصار کرتی تھی، لیکن یہ ایک پریشان کن عمل تھا اور خارج ہونے والی روشنی بہت کمزور تھی۔ مزید یہ کہ یہ تمام مطالعات تمباکو اور Arabidopsis thaliana پر کی جاتی ہیں، جو اکثر پودوں کی جینیاتی تحقیق میں استعمال ہوتی ہیں۔ تاہم، MIT ریسرچ ٹیم کی طرف سے تیار کردہ طریقہ کسی بھی قسم کے پودوں پر لاگو کیا جا سکتا ہے. فی الحال، واٹر کریس کے علاوہ، انہوں نے ارگولا، کیلے اور پالک سے یہ ثابت کیا ہے۔
مستقبل میں، MIT درختوں اور دیگر بڑے پودوں کو روشنی کے ذرائع میں تبدیل کرنے کے لیے پودوں کے پتوں پر نینو ذرات کو کوٹ یا چھڑکنے کا طریقہ تیار کرنے کی امید رکھتا ہے۔
Strano نے کہا کہ جب وہ پودا ایک پودا یا بالغ پودا ہو تو وہ تکنیکی علاج کرنے کا ارادہ رکھتے ہیں، اور یہ پلانٹ کی زندگی کے پورے دور میں اپنا کردار ادا کرتے رہنا چاہتے ہیں۔
تحقیقی ٹیم نے روشنی کے منبع کو بند کرنے کے لیے فلوروسین روکنے والے نینو پارٹیکلز کے اضافے کا بھی مظاہرہ کیا، جس سے انہیں ایسے پودے بنانے میں مدد ملی جو ماحولیاتی حالات (جیسے سورج کی روشنی) میں ہونے والی تبدیلیوں کے مطابق روشنی کے منبع کو بند کر سکتے ہیں۔
بتایا جاتا ہے کہ اس تحقیق کو امریکی محکمہ توانائی سے مالی تعاون حاصل ہوا ہے۔
