प्रकृतिका रचनाहरूबाट सिक्ने

“हामीले गरेका थुप्रै उत्तम आविष्कारहरू अरू जीवित प्राणीहरूबाट नकल गरिएका हुन्‌ वा ती प्राणीहरूले पहिल्यै प्रयोग गरिसकेका कुराहरू हुन्‌।”—फिल गेट्‌स, वाइल्ड टेक्नोलजी।

यसअघिको लेखमा उल्लेख गरिएझैं बायोमिमेटिक्स्‌ विज्ञानले प्रकृतिको नकल गरेर अझ जटिल सामग्री र यन्त्रहरू उत्पादन गर्ने लक्ष्य राखेको छ। प्रकृतिले प्रदूषण नगरी विभिन्‍न वस्तुहरू उत्पादन गर्छ अनि ती वस्तुहरू लचकदार र हल्का भए तापनि असाध्यै बलिया हुन्छन्‌।

उदाहरणका लागि, सानो टुक्रा हड्डी पनि इस्पातभन्दा बलियो हुन्छ। यस्तो बलियो हुनुको रहस्य के हो? एउटा कारण त, उच्च प्रविधियुक्‍त आकार हो तर मुख्य कारणचाहिं त्यसको अणु अणुमा लुकेको छ। गेट्‌स भन्छन्‌, “जीवित प्राणीहरूका स-साना तत्त्वहरूको रचना र संयोजनले नै तिनीहरूको कार्यप्रणाली चल्छ।” वैज्ञानिकहरूले यी स-साना अंगहरूलाई राम्ररी नियालेर हड्डीदेखि लिएर रेसमजस्तो प्राकृतिक उपजलाई मानिसहरूले चाहेजस्तो बलियो र हलुका बनाउने तत्त्वहरू छुट्याउन सकेका छन्‌। तिनीहरूले पत्ता लगाएका यी तत्त्वहरू विभिन्‍न प्रकारका प्राकृतिक मिश्रणहरू हुन्‌।

मिश्रित वस्तुको उल्लेखनीय कार्य

बेग्ला बेग्लै प्रकारका दुई वा त्योभन्दा बढी पदार्थलाई मिसाएर बनिने पदार्थलाई संमिश्रण भनिन्छ र त्यो गुणस्तरीय हुन्छ। उदाहरणका लागि, साधारणतया जहाजको बाहिरी भाग, बल्छी, धनुकाँड र खेलका अन्य सामग्रीहरू बनाउन प्रयोग गरिने सिन्थेटिक संमिश्रणद्वारा बनिएको फाइबरग्लासलाई लिनसक्छौं। a तरल पदार्थ वा प्लास्टिकको थलथलेजस्तो म्याट्रिक्समा (जसलाई पलिमर भनिन्छ) काँचको स-साना फाइबर राखेर फाइबरग्लास बनाइन्छ। पलिमर कडा भएपछि वा जमेपछि हलुका, बलियो र लचकदार संमिश्रण बन्छ। फाइबर र म्याट्रिक्स भिन्‍नाभिन्‍नै प्रकारका छन्‌ भने थुप्रै प्रकारका चीजबीजहरू बनाउन सकिन्छ। निस्सन्देह, मानवनिर्मित संमिश्रणहरू मानिस, पशु र बोटबिरुवाहरूमा पाइने प्राकृतिक संमिश्रणजस्तो स्तरीय हुँदैन।

मानिस र पशुहरूमा काँच वा कार्बनको फाइबरको सट्टा कोलोजेन भनिने रेसादार प्रोटिनका संमिश्रणहरू हुन्छन्‌। यसले छाला, आन्द्रा, कुर्कुरे हाड, टेन्डन, हड्डी र दाँतहरूलाई (इनामेल बाहेक) बलियो बनाउँछ। b  एउटा पुस्तकअनुसार, कोलोजेन भएका संमिश्रण “अहिलेसम्म पत्ता लागेका संमिश्रणहरूमध्ये सबैभन्दा उच्च स्तरको हो।”

उदाहरणका लागि, टेन्डनलाई लिनुहोस्‌। यसले मांशपेशीलाई हड्डीसित जोड्‌छ। कोलोजेनद्वारा बनिएका कडा फाइबरहरूले गर्दा मात्र होइन तर ती फाइबरहरू एकअर्कासित असाध्यै मजबुत किसिमले बुनिएकोले पनि टेन्डनहरू उल्लेखनीय छन्‌। जेनिन बिन्योस आफ्नो पुस्तक बायोमिमिक्री-मा यस्तो लेख्छिन्‌, एउटा टेन्डनलाई मात्र हेर्दा पनि त्यसमा “पत्याउनै नसकिने जटिल संरचना हुन्छ। तपाईंको हातको टेन्डन, झोलुंगे पुलको केबलजस्तै केबलहरूको एउटा मुठा हो। हरेक केबल अझ मसिना मसिना केबलहरूद्वारा बनिएको हुन्छ। यी मसिना केबलहरू अणुहरूको मुठा हो भने ती अणुहरू पनि परमाणुको मुठा हो। यस्ता हरेक स्तरहरूमा सटीक संरचना देखिन्छ।” तिनी भन्छिन्‌, यो “उत्कृष्ट प्रविधि” हो। यसकारण, वैज्ञानिकहरूले आफू प्रकृतिका रचनाहरूद्वारा उत्प्रेरित भएका छन्‌ भन्‍नु कुनै छक्कलाग्दो कुरा हो र?—अय्यूब ४०:१५, १७ तुलना गर्नुहोस्‌।

माथि भनिएझैं, मानव निर्मित संमिश्रणहरू प्राकृतिक संमिश्रणजस्तो बलियो हुँदैनन्‌।  तैपनि, सिन्थेटिक उल्लेखनीय सामग्री हो। साँच्चै भन्‍ने हो भने, यसलाई गत २५ वर्षभित्रको इन्जिनियरिङ क्षेत्रको विशिष्ट उपलब्धि मानिन्छ। उदाहरणका लागि, ग्राफाइट र कार्बनका फाइबरहरूको संमिश्रणले गर्दा बनिएका नयाँ नयाँ प्रकारका वायुयान र अन्तरिक्षयानका पाटपुर्जा, खेलकुदका सरसामान, फर्मुला वान रेस कार, डुंगा अनि हलुका खालको कृत्रिम हातखुट्टाहरूका साना झलक मात्र हुन्‌।

बहुउद्देश्‍यीय अचम्मको ब्लबर

ह्वेल र डल्फिनलाई थाह छैन तर तिनीहरूको शरीर अचम्मको तन्तुले ढाकिएको हुन्छ। त्यो हो, ब्लबर अर्थात्‌ एक प्रकारको बोसो। बायोमिमेटिक्स्‌: रचना र सामग्रीहरूको प्रणाली पुस्तक भन्छ, “हामीले थाह पाएको बहुउद्देश्‍यीय काम गर्ने वस्तु सायद ह्वेलको ब्लबर नै हो।” यसको कारण बताउँदै यो पुस्तक अझ यसो भन्छ, ब्लबर पानीमा तैरिने अचम्मको उपकरण हो र यसले ह्वेललाई पानीमाथि सास फेर्न मदत गर्छ। यसले यी उष्ण रक्‍तधारी स्तनपायीहरूलाई समुद्रको चिसोबाट पनि बचाउँछ। कुनै आहार नखाई हजारौं माइलसम्म स्थानान्तरण गर्दा यो नै त्यसको खाद्यान्‍न भण्डार हो। भनौं भने, प्रोटीन र चिनीमाभन्दा बोसोमा दुई वा तीन गुणा बढी शक्‍ति हुन्छ।

उक्‍त पुस्तकअनुसार “ब्लबर, रबरजस्तो तन्किने वस्तु पनि हो। हाम्रो अनुमानअनुसार, लामो समयसम्म लगातार पौडिनुपर्ने हुँदा ब्लबरले चाँडचाँडो पौडिन मदत गर्छ किनकि ब्लबर आफै खुम्चिने र तन्किने गर्छ जसले गर्दा त्यसको २०% शक्‍ति बच्छ।”

शताब्दीयौंदेखि ब्लबरबारे जान्‍ने प्रयास गरिए तापनि यसको आधाजसो भागमा कोलोजेन फाइबरहरूको जटिल जालो हुन्छ र त्यसले प्रत्येक जनावरको शरीरलाई बेरेको हुन्छ भनेर भर्खरै पत्ता लागेको छ। बोसोबाट बनेको यो संमिश्रणले कसरी काम गर्छ भनेर वैज्ञानिकहरूले अहिले पनि जान्‍ने प्रयास गरिरहेका छन्‌। तैपनि, वैज्ञानिकहरू आफूले एउटा अचम्मको वस्तु पत्ता लगाएका छौं र त्यसको नकल गर्न सकियो भने थुप्रै कुराहरूमा काम लगाउन सकिन्छ भनेर विश्‍वास गर्छन्‌।

आठखुट्टे प्रतिभाशाली रचना

हालैका वर्षहरूमा वैज्ञानिकहरूले माकुरोबारे पनि गहन अध्ययन गरिरहेका छन्‌। माकुरोको रेसम पनि संमिश्रण नै हो। त्यसैकारण, माकुरोले रेसम बनाउने तरिका जान्‍न तिनीहरू अत्यन्तै इच्छुक छन्‌। हो, थुप्रै कीराहरूले रेसम बनाउँछन्‌ तर माकुरोको रेसम विशेष किसिमको हुन्छ। विज्ञानसम्बन्धी एक लेखकले भने, माकुरोको रेसम संसारको सबैभन्दा बलियो सामग्रीहरूमध्ये एउटा हो र “मानिसहरूले पनि त्यस्तै वस्तु बनाउन खोजिरहेका छन्‌।” माकुरोको रेसम यति विशिष्ट छ कि यसका उदेकलाग्दा गुणहरू औंल्याएर साध्यै छैन।

वैज्ञानिकहरूले माकुरोको रेसमलाई किन सर्वोत्तम वस्तु भन्छन्‌? यो, इस्पातभन्दा पाँच गुणा बलियो मात्र होइन तर एकदमै लचकदार पनि हुन्छ। विरलै सामग्रीहरूमा मात्र यी दुवै गुण हुन्छन्‌। सबैभन्दा बढी तन्किने नाइलनभन्दा माकुरोको रेसम ३० प्रतिशत ज्यादा तन्किन्छ। तैपनि, यो ट्रेम्पोलिनजस्तो नउफ्रने हुँदा माकुरोको आहार जालोबाट बाहिर उफ्रदैन।  साइन्स न्युज भन्छ, “मान्छेले पनि यो कीराले जस्तै जालो बनाउने हो भने त त्यसले यात्रुवाहक जहाजसमेत समात्न सक्छ।”

दुई जातको माकुरोले सात प्रकारको रेसम बनाउनसक्छ। हामीले पनि माकुरोको रासायनिक प्रक्रियालाई नकल गर्नसक्यौं भने त्यसबाट के के पो बनाउन सक्दैनौं होला र, कल्पना गर्नुहोस्‌ त! गुणस्तरीय सिट बेल्टका साथसाथै घाउमा टाँका लगाउने धागो, कृत्रिम लिगामेन्ट, पातलो तर बलियो डोरी, तार र बुलेटप्रुफ फाइबर बनाउन सकिन्छ। यी त केही उदाहरण मात्र हुन्‌। विषाक्‍त रासायनिक पदार्थ प्रयोग नै नगरी माकुरोले कसरी रेसम बनाउनसक्छ भनेर पनि वैज्ञानिकहरूले बुझ्ने प्रयास गरिरहेका छन्‌।

प्रकृतिमा भएका गियरबक्स र जेट इन्जिन

गियरबक्स र जेट इन्जिनहरूले गर्दा आज एक ठाउँबाट अर्को ठाउँमा जान सजिलो भएको छ। तर यस्ता रचनाहरू प्रकृतिमा पहिल्यैदेखि थिए भनेर के तपाईंलाई थाह थियो? उदाहरणका लागि, गियरबक्सलाई लिनुहोस्‌। गियरबक्सले गर्दा तपाईं आफ्नो गाडीको गियर परिवर्तन गरेर गाडीलाई कुशलतासाथ हाँक्न सक्नुहुन्छ। प्रकृतिको गियरबक्सले पनि यस्तै काम गर्छ तर त्यसको इन्जिन र चक्कासित कुनै सम्बन्ध हुँदैन। बरु, पखेटासित पो सम्बन्ध हुन्छ! अनि यस्तो गियरबक्स कुन प्राणीमा हुन्छ त? झिंगामा। झिंगाको पखेटामा हुने गियरबक्सले गर्दा नै उडिरहेको बेला तीनवटा बेग्ला बेग्लै गतिमा उड्‌नसक्छ!

स्क्वीड, अक्टोपस र नटिलसमा जेट विमानको जस्तै प्रपल्सन हुन्छ र त्यसले तिनीहरूलाई पानीमा पौडन मदत गर्छ।  वैज्ञानिकहरू यी प्राणीहरूको जस्तै प्रविधि भएका वस्तुहरू बनाउने धोको राख्छन्‌। किन? किनकि त्यो नभाँचिने नरम वस्तुद्वारा बनिएको हुन्छ, पानीको धेरै गहिराइसम्म जानसक्छ अनि कुनै आवाज ननिकाली एकदमै तेज गतिमा चल्नसक्छ। भनौं भने, सिकारीहरूबाट बच्नको लागि स्क्वीड “कहिलेकाहीं पानी बाहिर र पानीजहाजको तलामा उफ्रदैं” प्रति घण्टा ३२ किलोमिटरको रफ्तारमा भाग्नसक्छ भनी वाइल्ड टेक्नोलजी बताउँछ।

हो, प्राकृतिक वस्तुहरूलाई एक छिन मात्र विचार गर्दा पनि हाम्रो हृदय भय र मूल्यांकनले भरिन्छ। साँच्चै प्रकृतिले हामीलाई रनभुल्लमा पार्छ अनि एकपछि अर्को प्रश्‍न खडा हुन्छ। जस्तै, कुन रासायनिक तत्त्वले गर्दा जूनकीरी र कुनै कुनै प्रकारका लेउ चम्किलो भई बल्छ? सुमेरुका माछा र भ्यागुताहरू हिउँद महिनामा कठांग्रिन्छन्‌ र बरफ पग्लन थालेपछि फेरि कसरी क्रियाशील हुन्छन्‌? श्‍वासप्रश्‍वासको उपकरणबिना नै ह्वेल र सील माछाहरू कसरी लामो समयावधिसम्म पानीमा रहन्छन्‌? अनि साधारणतया बेन्ड भनिने रोग अर्थात्‌ नसा दुख्ने वा सास फेर्न गाह्रो हुने रोग नभइकन तिनीहरू कसरी गहिरो पानीमा लगातार डुबुल्की मार्छन्‌? एक प्रकारको छेपारो र कटलफिसले आफू वरिपरिको वातावरणअनुसार कसरी रंग परिवर्तन गर्छ? तीन ग्राम बराबरको इन्धनद्वारा हमिंगबर्डले कसरी मेक्सिकोको खाडी पार गर्न सक्छ? लाग्छ, यस्ता प्रश्‍नहरूको सूची बनाएर साध्यै छैन।

हो, मानिसहरू प्रकृतिका कुराहरू देखेर छक्क पर्नुबाहेक अरू केही गर्नसक्दैनन्‌। बायोमिमिक्री पुस्तक भन्छ, वैज्ञानिकहरू प्रकृतिबारे अध्ययन गर्दै जाँदा छक्क परेर “श्रद्धा भाव” राख्न थाल्छन्‌।”

 रचना गर्ने रचनाकार हुनुपर्छ!

जीवरसायनशास्त्रका सह-प्राध्यापक मीकल बीहीले भने, हालै जीवित कोषबारे गरिएका अनुसन्धानहरूको एउटा परिणाम हो, “रचना!” तिनी अझ भन्छन्‌, कोषबारे अध्ययन गर्ने प्रयासहरूको यो परिणाम “यति सुस्पष्ट र उल्लेखनीय छ कि यसलाई विज्ञान इतिहासको सबैभन्दा महान्‌ उपलब्धिहरूमध्ये एक भन्‍न सकिन्छ।”

स्पष्टतया, रचनाकार हुनुहुन्छ भन्‍ने प्रमाणले विकासवादी सिद्धान्त मान्‍नेहरूलाई समस्यामा पारेको छ किनकि त्यसले जीवित वस्तुहरूको जटिल रचना र विशेष गरी कोषीय र अणु अणुहरूको रचनाबारे केही बताउँदैन। बीही भन्छन्‌, “जीवनको रचनाबारे डार्विनका भनाइहरू सधैं भ्रामक हुनेछन्‌ भनेर विचार गर्ने शसक्‍त कारणहरू छन्‌।”

डार्विनको समयमा जीवित कोष अर्थात्‌ जीवनको आधारलाई सरल ठानिन्थ्यो अनि त्यही अज्ञानताको युगमा नै विकासवादी सिद्धान्त प्रतिपादन गरिएको हो। तर विज्ञान अहिले त्यो युगमा छैन। कोष, उत्कृष्ट र सिद्ध रचनाद्वारा बनिएको एकदमै जटिल प्रणाली हो। त्यसैले, हाम्रो शरीरका जटिल उपकरण तथा यन्त्रहरूको काम सरलजस्तो देखिन्छ भनेर आणविक जीवविज्ञान र जीवरसायानशास्त्रले स्पष्टसित प्रमाणित गरेको छ।

बीही भन्छन्‌, बुद्धिमान्‌ रचनाले हामीलाई “एक जना बुद्धिमान्‌ व्यक्‍तिले जीवनको रचना गरेको हो” भन्‍ने तार्किक निष्कर्षमा पुऱ्‍याउँछ। त्यसकारण, मानिसहरू लगायत अरू वस्तुका लागि रचनाकारको एउटा उद्देश्‍य हुनु तार्किक नहोला त? तार्किक छ भने, त्यो उद्देश्‍य के हो? अनि के हामी आफ्नो रचनाकारबारे अझ बढी सिक्नसक्छौं? यसपछिका लेखहरूले यी महत्त्वपूर्ण प्रश्‍नहरूबारे छलफल गर्नेछन्‌।

[फुटनोटहरू]

[पृष्ठ ५-मा भएको पेटी]

लोप भइसकेको झिंगाले सोलार प्यानलमा उन्‍नति गर्न मदत गर्छ

न्यु साइन्टिस्ट पत्रिकाको रिपोर्टअनुसार संग्रहालय घुम्न जाँदा एक जना वैज्ञानिकले पहेंलो रंगको पदार्थमा संरक्षण गरेर राखिएका लोप भइसकेको झिंगाका चित्रहरू देखे। तिनले झिंगाको आँखामा एकपछि अर्को ग्रेटिङ वा धर्काहरू देखे। ती धर्काहरूले गर्दा नै झिंगाको आँखाले एकदमै छड्‌के कोणमा पनि निकै उज्यालो देखेको होला भनेर तिनले अनुमान गरे। तिनी र अन्य अनुसन्धानकर्ताहरूले त्यसबारे परीक्षण गर्न थाले अनि आफ्नो अनुमान सही साबित गरी छाडे।

केही समय नबित्दै वैज्ञानिकहरूले सोलार प्यानलको सीसामा पनि यस्तै ग्रेटिङ बनाउने योजना बनाए। यसले गर्दा सोलार प्यानलले अझ बढी विद्युतशक्‍ति उत्पादन गर्नसक्छ भनेर तिनीहरूले आशा गरेका थिए। साथै, यसले गर्दा सोलार प्यानललाई घामपट्टि फर्काएर राख्नको निम्ति चाहिने महँगो ट्‌य्राकिङ सिस्टमको आवश्‍यकता पनि नपर्नसक्छ। सोलार प्यानल राम्रो छ भने थोरै मात्र जैविक इन्धन खपत हुनसक्छ। अतः प्रदूषण कम हुन्छ। यो अति राम्रो लक्ष्य हो। स्पष्टतया, पत्ता लगाउन, बुझ्न अनि सम्भव भएमा उपयोगी तरिकामा नकल गर्न अझ थुप्रै कुराहरू बाँकी छन्‌ र यस्ता आविष्कारहरूले प्रकृति बुद्धिमान रचनाको भण्डार हो भनेर मूल्यांकन गर्न मदत गर्छन्‌।

[पृष्ठ ६-मा भएको पेटी]

जो योग्य छ, उसैलाई श्रेय दिने

सन्‌ १९५७ मा स्वीस इन्जिनियर जर्ज डे मेस्ट्रालले आफ्नो लुगामा ट्याप्पै टाँसिएको स-साना कुरोभरि अति साना साना अंकुसहरू देखे। तिनले ती कुरो र त्यसका अंकुसहरूको अध्ययन गरे अनि तिनको सृजनशील दिमाग उत्प्रेरित हुन कति बेर पनि लागेन। तिनले आठ वर्ष लगाएर कुरोजस्तै सिन्थेटिक बनाए। तिनको आविष्कारले विश्‍वलाई चाँडै प्रभावित पाऱ्‍यो र अहिले त्यसलाई भेल्क्रो भनिने चिरपरिचित नाउँले चिनिन्छ।

भेल्क्रोलाई कसैले पनि बनाएको होइन तर कारखानामा एकपछि अर्को हुने हजारौं घटनाहरूले गर्दा त्यो आफै बनेको हो भनेर मानिसहरूलाई भनिएको भए डे मेस्ट्राललाई कस्तो लाग्ने थियो होला, कल्पना गर्नुहोस्‌ त। स्पष्टतया, जो योग्य छ, उसैलाई श्रेय दिनु नै निष्पक्ष र न्यायपूर्ण कुरा हुनेछ। त्यसैकारण त, मानव आविष्कारकहरूले एकाधिकार प्राप्त गर्छन्‌। हो, मानिसले सृष्टि गरेका कुराहरूका लागि तिनीहरूले श्रेय, आर्थिक इनाम र प्रशंसासमेत पाउनुपर्छ जुन अक्सर प्राकृतिक संसारको एउटा सानो नमुना मात्र हो। त्यसो भए, हाम्रो बुद्धिमान्‌ सृष्टिकर्ताले नै सिद्ध सुरुआत गर्नुभएको हो भनेर मानिलिनु आवश्‍यक नहोला त?

[पृष्ठ ५-मा भएको चित्र]

सानोभन्दा सानो हड्डी पनि इस्पातभन्दा बलियो हुन्छ

[स्रोत]

Anatomie du gladiateur combattant...., Paris, 1812, Jean-Galbert Salvage

[पृष्ठ ७-मा भएको चित्र]

ह्वेल माछाको ब्लबरले तैरिन मदत गर्छ, शरीरलाई तातो बनाउँछ अनि खाद्यान्‍न भण्डारको काम गर्छ

[स्रोत]

© Dave B. Fleetham/ Visuals Unlimited

[पृष्ठ ७-मा भएको चित्र]

घडियाल र गोहीको छालालाई भाला, काँड र गोलीले समेत छेड्‌न सक्दैन

[पृष्ठ ७-मा भएको चित्र]

माकुरोको रेसम इस्पातभन्दा पाँच गुणा बलियो भए तापनि एकदमै लचकदार हुन्छ

[पृष्ठ ८-मा भएको चित्र]

कठफोरा चराको मस्तिष्कमा मोटो हड्डी भएकोले उसको मस्तिष्कलाई केही हानि हुँदैन

[पृष्ठ ८-मा भएको चित्र]

एक प्रकारको छेपारोले आफू वरिपरिको वातावरणअनुसार रंग परिवर्तन गर्छ

[पृष्ठ ८-मा भएको चित्र]

नटिलस भनिने सामुद्रिक शंखेकीराको पानीमा उत्रन मदत गर्ने विशेष प्रकारका च्याम्बरहरू हुन्छन्‌

[पृष्ठ ९-मा भएको चित्र]

लालकण्ठे हमिंगबर्डले तीन ग्राम बराबरको इन्धनद्वारा ६०० माइल यात्रा गर्छ

[पृष्ठ ९-मा भएको चित्र]

स्क्वीडले जेट विमानको जस्तै प्रपलशन प्रयोग गर्छ

[पृष्ठ ९-मा भएको चित्र]

रासायनिक तत्त्वले गर्दा जूनकीरी चम्किलो भई बल्छ

[स्रोत]

© Jeff J. Daly/Visuals Unlimited