मच्छर की सूंड से 3-D प्रिंटिंग! जब प्रकृति ने विज्ञान को नई दिशा दे दी

कभी सोचा है कि जो मच्छर हमें रोज़ परेशान करता है, वही एक दिन अत्याधुनिक विज्ञान की सबसे बड़ी ताकत बन सकता है? सुनने में अजीब लगता है, लेकिन यह बिल्कुल सच है। वैज्ञानिकों ने मच्छर की सूंड (जिसे प्रोबोसिस कहा जाता है) का इस्तेमाल कर 3-D प्रिंटिंग की दुनिया में एक ऐसा प्रयोग किया है, जिसने पूरी दुनिया के शोधकर्ताओं का ध्यान खींच लिया है।

यह रिसर्च 21 नवंबर को प्रतिष्ठित जर्नल Science Advances में प्रकाशित हुई है और इसे नाम दिया गया है — 3-D नेक्रोप्रिंटिंग।

आखिर क्या है 3-D नेक्रोप्रिंटिंग?

नेक्रोप्रिंटिंग शब्द नेक्रोबोटिक्स से निकला है। यह वह क्षेत्र है, जहां मृत जीवों या उनके अंगों को आधुनिक मशीनों और तकनीक में इस्तेमाल किया जाता है। इससे पहले वैज्ञानिक मृत मकड़ी के पैरों को रोबोटिक ग्रिपर की तरह इस्तेमाल कर चुके हैं।

अब इसी सोच को आगे बढ़ाते हुए वैज्ञानिकों ने मच्छर की सूंड को 3-D प्रिंटर के नोज़ल के रूप में अपनाया — और नतीजे हैरान करने वाले निकले।

मच्छर की सूंड ही क्यों?

इस शोध का नेतृत्व मैकगिल यूनिवर्सिटी (कनाडा) के मैकेनिकल इंजीनियर चांगहोंग काओ ने किया। उनकी टीम ने प्रकृति में मौजूद कई नुकीले जैविक ढांचों का अध्ययन किया — जैसे मधुमक्खी का डंक, सांप के दांत, समुद्री जीवों के हारपून आदि।

लेकिन अंत में उनकी नजर पड़ी मादा Aedes aegypti मच्छर की सूंड पर। वजह साफ थी:

• यह बेहद सीधी और मजबूत होती है

• इसका अंदरूनी व्यास केवल 10 से 20 माइक्रोमीटर है

• यह उच्च दबाव सहन कर सकती है

• तरल पदार्थ को बेहद सटीक तरीके से बाहर निकाल सकती है

यानी, माइक्रो-लेवल 3-D प्रिंटिंग के लिए यह लगभग परफेक्ट प्राकृतिक नोज़ल है।

इंसानी बाल से भी पतली 3-D प्रिंटिंग

मच्छर की सूंड को नोज़ल की तरह इस्तेमाल कर वैज्ञानिकों ने 20 माइक्रोमीटर तक पतली रेखाएं प्रिंट कीं। यह मोटाई एक बारीक इंसानी बाल की आधी से भी कम है।

इस तकनीक से टीम ने:

• मधुमक्खी के छत्ते जैसी संरचना

• मेपल लीफ (पत्ते) का माइक्रो डिजाइन

• जैविक कोशिकाओं को सहारा देने वाला स्कैफोल्ड

जैसी बेहद जटिल और सूक्ष्म 3-D संरचनाएं तैयार कीं।

बाजार में मौजूद तकनीक से कहीं आगे

आज जो सबसे अच्छे 3-D प्रिंटिंग नोज़ल बाजार में मिलते हैं, उनका अंदरूनी व्यास लगभग 35 से 40 माइक्रोमीटर होता है। जबकि मच्छर की सूंड इससे आधी मोटाई की है।

शोध में शामिल बायोमैटीरियल इंजीनियर जियानयू ली साफ कहते हैं:

“यह जैविक नोज़ल, इंसान द्वारा बनाए गए इंजीनियरिंग मटीरियल से कहीं ज्यादा सटीक और प्रभावी है।”

क्यों नहीं चला बाजार का 3-D प्रिंटर?

शोधकर्ताओं की शुरुआती योजना थी कि मच्छर की सूंड को सीधे किसी कमर्शियल 3-D प्रिंटर में फिट कर दिया जाए। लेकिन समस्या यह थी कि सूंड को स्याही बाहर निकालने के लिए ज्यादा दबाव चाहिए था, जो बाजार के प्रिंटर झेल नहीं पा रहे थे।

इसके बाद टीम ने खुद का 3-D प्रिंटर डिजाइन किया, जिसमें:

• सूंड को रेज़िन से कोट किया गया

• उसे एक इंजीनियर्ड टिप से जोड़ा गया

• स्याही के लिए एक लगातार और सुरक्षित रास्ता बनाया गया

सस्ती, टिकाऊ और सबके लिए तकनीक

राइस यूनिवर्सिटी के मैकेनिकल इंजीनियर डैनियल प्रेस्टन (जो इस शोध का हिस्सा नहीं थे) मानते हैं कि माइक्रो-डिस्पेंस टिप्स बनाना महंगा और तकनीकी रूप से मुश्किल काम है।

उनके शब्दों में:

“प्रकृति द्वारा बनाए गए हिस्सों का इस्तेमाल 3-D प्रिंटिंग को सस्ता, आसान और लोकतांत्रिक बना सकता है।”

यानी यह तकनीक सिर्फ बड़ी लैब्स तक सीमित नहीं रहेगी, बल्कि छोटे रिसर्च सेंटर और स्टार्टअप्स भी इसका फायदा उठा सकेंगे।

मेडिकल दुनिया में बदल सकता है खेल

इस खोज का सबसे बड़ा फायदा बायोमेडिकल क्षेत्र में देखने को मिल सकता है। जियानयू ली की लैब मच्छर की सूंड को भविष्य में:

• माइक्रो-नीडल

• ड्रग डिलीवरी सिस्टम

• सेल-लेवल टिशू इंजीनियरिंग

के लिए इस्तेमाल करने पर काम कर रही है। इससे बिना दर्द, बेहद सटीक और कम खर्च में इलाज संभव हो सकता है।

प्रकृति: सबसे बड़ी इंजीनियर

यह खोज एक बार फिर साबित करती है कि करोड़ों साल की evolution से बनी प्रकृति, आज भी इंसानी इंजीनियरिंग से आगे है। जिस मच्छर को हम बीमारी और परेशानी का कारण मानते हैं, वही अब भविष्य की हाई-टेक मेडिकल और माइक्रो-इंजीनियरिंग तकनीक की चाबी बन सकता है।

शायद यही विज्ञान की सबसे खूबसूरत बात है — जहां सबसे छोटी चीज़, सबसे बड़ा बदलाव ला देती है।