Artificial Photosynthesis: সূর্যালোক ছাড়াই খাবার তৈরি করতে পারে কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষ, যুগান্তকারী গবেষণায় দাবি বিজ্ঞানীদের

সেই স্কুল থেকে আমরা পড়ে আসছি, সালোকসংশ্লেষ (Photosynthesis) হল এমনই একটি প্রক্রিয়া যেখানে গাছেরা, কার্বন ডাই অক্সাইড, জল ও সূর্যের আলোর সাহায্যে খাদ্য তৈরি করে। আর এই সালোক সংশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় খাদ্য তৈরির সময় অক্সিজেন ত্যাগ করে গাছেরা। যদিও অনেকের হয়তো জানা নেই যে, সালোকসংশ্লেষ প্রক্রিয়াটি অত্যন্ত অকার্যকর। কারণ, সূর্যের আলো (Sunlight) থেকে প্রাপ্ত শক্তির কেবল মাত্র এক শতাংশ উদ্ভিদে এসে পৌঁছয়। এখন একবার ভাবুন তো, এই সালোকসংশ্লেষই যদি কৃত্রিম ভাবে সম্পন্ন করা সম্ভব হয়, কী সুবিধা হতে পারে আমাদের?

ইউসি রিভারসাইড এবং ডেলাওয়্যার বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীরা জৈবিক সালোকসংশ্লেষের প্রয়োজনীয়তা সম্পূর্ণ ভাবে বাইপাস করার এবং কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষ ব্যবহার করে সূর্যালোক থেকে স্বাধীন খাদ্য তৈরি করার একটি উপায় খুঁজে পেয়েছেন। অভিনব পদ্ধতিটি কার্বন ডাই অক্সাইড, বিদ্যুৎ এবং জলকে অ্যাসিটেটে রূপান্তর করতে একটি টু-স্টেপ ইলেক্ট্রোক্যাটালিটিক প্রক্রিয়া ব্যবহার করে। খাদ্য জীবগুলি পরবর্তীতে বেড়ে উঠতে অন্ধকারে অ্যাসিটেট গ্রাস করে।

ইলেক্ট্রোক্যাটালাইসিস পাওয়ার জন্য সৌর প্যানেলের সঙ্গে এটিকে মিশ্রিত করা হয়। তার ফলে হাইব্রিড সিস্টেম কিছু খাবারে সূর্যালোকের রূপান্তর দক্ষতাকে 18 গুণ বেশি বৃদ্ধি করতে দেয় সাহায্য করে। তবে সবকিছু এক সঙ্গে রাখার জন্য ইলেক্ট্রোলাইজারের আউটপুট একটি যন্ত্র যা বিদ্যুৎ ব্যবহার করে কাঁচামালকে দরকারি অণু এবং পণ্যে পরিণত করে। আর তার জন্য খাদ্য-উৎপাদনকারী জীবের বৃদ্ধিকে তরান্বিত করতেই সেগুলি অপ্টিমাইজ করা হয়।

উৎপাদিত অ্যাসিটেটের পরিমাণ বেড়েছে এবং লবণ ব্যবহারের পরিমাণ হ্রাস পেয়েছে, যার ফলে আজ পর্যন্ত একটি ইলেক্ট্রোলাইজারে সর্বোচ্চ মাত্রায় অ্যাসিটেট উৎপন্ন হয়েছে। গবেষকদের মতে, এই ধরনের উচ্চ সংবেদনশীলতার ফলাফল প্রচলিত CO2 ইলেক্ট্রোলাইসিস পদ্ধতির মাধ্যমে অর্জন করা যায় না।

পরীক্ষায় দেখা গিয়েছে যে, অ্যাসিটেট সমৃদ্ধ ইলেক্ট্রোলাইজার ব্যবহার করে বিস্তৃত খাদ্য-উৎপাদনকারী জীব অন্ধকারে বৃদ্ধি পেতে পারে। এর মধ্যে রয়েছে ইস্ট, শ্যাওলা এবং ছত্রাকের মাইসেলিয়াম। প্রকৃতপক্ষে, শ্যাত্তলাগুলি সালোকসংশ্লেষের চেয়ে চার গুণ বেশি দক্ষতার সঙ্গে বৃদ্ধি পেতে সক্ষম হয়েছিল। সে সময় দেখা গিয়েছিল, ইস্ট উৎপাদন প্রচলিত পদ্ধতির তুলনায় 18 গুণ বেশি শক্তি-দক্ষ ছিল।

গবেষকরা কাউপিয়া, টোম্যাটো, তামাক, ক্যানোলা, সবুজ মটর এবং চাল-সহ ফসল ফলানোর পদ্ধতির সম্ভাব্যতাও পরীক্ষা করেছেন এবং অন্ধকারে জন্মানোর সময় অ্যাসিটেট থেকে কার্বন ব্যবহার করতেও সক্ষম হয়েছিলেন। অভিনব খাদ্য উৎপাদন কৌশলটি নাসার ডিপ স্পেস ফুড চ্যালেঞ্জেও জমা দেওয়া হয়েছিল, যেখানে এটি প্রথম পর্বে জিতেছিল।

ইউসি রিভারসাইডের কেমিক্যাল অ্যান্ড এনভায়রনমেন্টাল ইঞ্জিনিয়ারিং ডিপার্টমেন্টের অ্যাসিস্ট্যান্ট প্রফেসর বলছেন, “খাদ্য উৎপাদনের জন্য কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ পদ্ধতির ব্যবহার, আমরা কীভাবে মানুষকে খাওয়াই তার জন্য একটি দৃষ্টান্তমূলক পরিবর্তন হতে পারে। এই প্রক্রিয়া একদিকে যেমন খাদ্য উৎপাদনের দক্ষতা বৃদ্ধি করে, পাশাপাশি এতে কম জমিরও প্রয়োজন হয়, যা পরিবেশের উপর কৃষির প্রভাব কমিয়ে দেয়। শুধু তাই নয়। বহির্জগতের মতো অপ্রচলিত পরিবেশে চাষবাসের জন্য বর্ধিত শক্তি দক্ষতা কম ইনপুট-সহ আরও ক্রু সদস্যদের খাওয়াতে সহায়তা করতে পারে।”