कृषी क्षेत्रातील नॅनो तंत्रज्ञान

उपलब्ध शेतजमिनीतून उत्पादन वाढविण्यासाठी आणि वाढत्या लोकसंख्येला पोसण्याची व त्यांच्या दुय्यम गरजा भागविण्याची उपयोगिता नॅनो तंत्रज्ञानामध्ये आहे. भविष्यातील गरजा व आवश्‍यकता लक्षात घेऊन संशोधनामध्ये नॅनो तंत्रज्ञानाला अत्यंत महत्व आहे.

नॅनो तंत्रज्ञानाचा शोध टोकियो विद्यापीठातील शास्त्रज्ञ नोरिओ टॅनीगुची यांनी लावला. नॅनो या शब्दाचा ग्रीक भाषेतील अर्थ आहे "खुजा' किंवा "बुटका'. गणिती शब्दात सांगायचे झाले तर 10-9 म्हणजे नॅनो. जिवाणू या सूक्ष्मजीवांचा आकार 1000 ते 10.000 पा आहे. विषाणूंचा आकार 100 पा आहे तर अणूचा आकार 0.1 पा आहे. यावरून आपल्याला 10-9 म्हणजे नॅनोचा सूक्ष्मपणा लक्षात येईल. नॅनो तंत्रज्ञानाचा वापर कृषी क्षेत्रातील संशोधनामध्ये कशाप्रकारे केला जाऊ शकतो, यावर जगातील अनेक शास्त्रज्ञांचे संशोधन चालू आहे.

हवामान, जमीन या घटकांबरोबरच पिकांवर पडणाऱ्या किडी आणि रोग यामुळे पिकांचे गुणात्मक आणि संख्यात्मक नुकसान होते. शास्त्रज्ञांच्या मते नॅनो तंत्रज्ञानाचा वापर तत्काळ रोगनिदान करण्यासाठी होऊ शकतो. त्याचप्रमाणे रोगांपासून पिकांचे रक्षण करण्यासाठी येत्या काळात नॅनो तंत्रज्ञानाचा वापर महत्वाचा ठरणार आहे.
भविष्यामध्ये नॅनो तंत्रज्ञानाचा वापर करून तयार केलेली नॅनो यंत्रे अथवा नॅनो उपकरणे यांच्या माध्यमातून वनस्पतींची शाकीय वृद्धी, सुदृढता; तसेच वनस्पतींची विविध अंगांनी होणारी वाढ दिसून येण्यापूर्वीच माहिती करून घेता येईल. अशाप्रकारची "स्मार्ट उपकरणे' तत्काळ सूचना आणि प्रतिबंधात्मक उपाययोजना करण्यासाठी उपयोगी पडतील.

नॅनो तंत्रज्ञानाचा वापर करून रोगनाशकांच्या नॅनो कणांपासून रोगनाशके तयार केली तर निश्‍चितच कमी प्रमाणात वापरावी लागतील आणि रोगांचा तत्काळ प्रतिबंध करता येणे शक्‍य होईल. रासायनिक खतांमध्येसुद्धा नॅनो कणांचा वापर करून नॅनो खते तयार केल्यास खतांची मात्रा कमी प्रमाणात द्यावी लागेल. नॅनो तंत्रज्ञानामुळे रोगनाशके, कीडनाशके, खते यांवर होणारा खर्च तर कमी होईलच, त्याच्याबरोबर रासायनिक पदार्थांचे उर्वरित अवशेष जे मानवी आरोग्यास, तसेच जमिनीच्या सुपीकतेला अपायकारक असतात, त्याचे प्रमाणही कमी होईल.

कापड उद्योगामध्ये नॅनो तंत्रज्ञानाचा वापर

धातुशास्त्र, पदार्थविज्ञान व रसायनशास्त्रामधील नॅनो तंत्रज्ञान संशोधनामुळे असे लक्षात आले आहे, की कापसाच्या सूतगिरण्यांमध्ये व कापड उद्योगांमध्ये हे तंत्रज्ञान अतिशय उपयुक्त आहे. कापसाची शेतातून काढणीने कापड तयार होईपर्यंत कमीत कमी 25 टक्के कापसाचे तंतू वाया जातात.

"कॉर्नेल' या विद्यापीठातील मार्गारेट फ्रे या तंतुशास्त्रातील प्राध्यापिकेने "इलेक्‍ट्रोस्पिनिंग' या तंत्रज्ञानाचा शोध लावला, ज्यामुळे वाया जाणाऱ्या कापसाच्या तंतूचा उपयोग कमी दर्जाची उत्पादने म्हणजेच चेंडू, दोरे तयार करण्यासाठी केला जाऊ लागला. या तंत्रज्ञानामुळे सेल्युलोजपासून नॅनो तंतू तयार केले आहेत. ज्यांचा व्यास 100 पा म्हणजे कापसाच्या तंतूपेक्षा 1000 पटीने लहान आहे. इलेक्‍ट्रोस्पिनिंगद्वारे तयार केलेल्या सेल्युलोजचा वापर हवा गाळणे, सुरक्षा कपडे तयार करणे, जैवविघटनक्षम नॅनो पदार्थ तयार करणे यासाठी होतो.

पाणी स्वच्छतेसाठी तंत्रज्ञान

काही जीवनसत्त्वे पाण्यात विरघळू शकत नाहीत. नॅनो तंत्रज्ञानाच्या साह्याने नॅनो जीवनसत्त्वे तयार केली आहेत. जी पाण्यात विरघळू शकतात आणि मानवी शरीरासाठी ती उपलब्ध होऊ शकतात.
नॅनो तंत्रज्ञानाचा वापर करून ऍल्युमिनिअम ऑक्‍साईडच्या 2 पा नॅनो फायबरचा वापर पाणी शुद्धीकरणासाठी केला जातो. या तंतूपासून तयार केलेला फिल्टर पंप जिवाणू, विषाणू; तसेच इतर सूक्ष्म व आदी जीव पाण्यातून वेगळे करतात.

तसेच शैवालवर्गीय सूक्ष्मजीवांच्या वाढीस आळा बसतो. नॅनो तत्त्वावर तयार केलेली अति सूक्ष्म आणि मऊ आयर्न पावडर दूषित जमीन, माती अथवा भूजल पाणीसाठा स्वच्छ करण्यासाठी होतो. आयर्नच्या नॅनो कणांमुळे सेंद्रिय प्रदूषकांचे विघटन होऊन साध्या कार्बन घटकांमध्ये रूपांतर होते, त्यामुळे असे नॅनो जल पर्यावरण सुरक्षित करण्यासाठी निश्‍चितच उपयुक्त आहे.

...असे आहे नवीन संशोधन

शास्त्रज्ञांनी नॅनो तंत्रज्ञान वापरून वाढ संप्रेरके तयार केली आहेत. ज्यामुळे पीक वाढीच्या पूर्ण कालावधीमध्ये पिकांवर उष्णता, दुष्काळ, पाणी, अतिवृष्टी; तसेच रोग यांमुळे पडणारा ताण सहन करण्याची क्षमता निर्माण होते. त्याचप्रमाणे वनस्पतींची अन्नद्रव्य शोषणक्षमता उद्दिपीत करण्यास मदत होते. पर्यायाने उत्पादनक्षमतेत वाढ होते.

नॅनो तंत्रज्ञानाचा वापर पीक सुधारणेमध्येसुद्धा यशस्वीरीत्या केला जाऊ शकतो, हे संशोधनाअंती सिद्ध झाले आहे. नॅनो तंत्रज्ञानाने त्याची क्षमता, तसेच उपयोजिता पिकांची जनुकीय संरचना/आराखडा बदलण्यासाठी करता येते, हे दाखवून दिले आहे. नॅनो तंत्रज्ञानाने म्युटेशनच्या संशोधनाला नवीन दिशा दाखविली आहे.

थायलंडमधील "चियांग माय' विद्यापीठातील केंद्रकीय भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळेने नॅनो तंत्रज्ञानाच्या साह्याने मूळच्या जांभळ्या रंगाच्या भाताच्या वाणापासून म्हणजेच ज्या भाताच्या वाणाचे खोड, पाने; तसेच दाणे पण जांभळ्या रंगाचे आहे अशा "खाओ काम' नावाच्या वाणापासून हिरव्या रंगाचे खोड व पाने असणारी आणि नेहमीसारख्या पांढऱ्या रंगाचे दाणे असणारी नवीन जात तयार केली आहे.
अन्नशास्त्र व अन्नतंत्रज्ञानामध्ये सर्वांना भेडसावणारा प्रश्‍न म्हणजे प्रभावी आवेष्टण पदार्थ. नॅनो तंत्रज्ञानाचा वापर करून सिलिकेट नॅनो कणांचा जास्तीत जास्त हवाबंद प्लॅस्टिक वेष्टण तयार केल्यास अन्न अधिक काळ ताजेतवाने ठेवता येईल व बाह्य पदार्थांच्या वासाचे मिश्रण होणार नाही.

सौ. लीना शितोळे,
डॉ. तानाजी नरुटे
(लेखक कृषी महाविद्यालय, पुणे येथे कार्यरत आहेत.)

स्त्रोत: अग्रोवन