अब्जांश पदार्थांच्या आकार व आकारमानानुसार त्यांचे गुणधर्म बदलत असतात. सजीवांवर होणाऱ्या त्यांच्या दुष्परिणामांची तीव्रताही आकार व आकारमान यांवर अवलंबून असते, हेदेखील आता संशोधनातून सिद्ध झाले आहे. मात्र, विशिष्ट प्रकारचे किंवा आकारांचे अब्जांश पदार्थ हे प्राण्यांच्या अवयवांवर, पेशींवर तसेच जैवरसायन साखळीवर विपरीत प्रभाव पाडू शकतात का यासंबंधीच्या संशोधनातून अद्याप ठोस निष्कर्ष मिळालेले नाहीत. त्यामुळे अब्जांश पदार्थांचा प्राण्यांवर होणाऱ्या दुष्परिणामांचा अभ्यास हा एक गुंतागुंतीचा विषय आहे.
भूगर्भीय हालचालींमुळे सृष्टीच्या अनादी काळापासून वातावरणात अनेक प्रकारचे अब्जांश पदार्थ अस्तित्वात आहेत. तसेच नवनवीन संशोधनामुळे मानवनिर्मित अब्जांश पदार्थांची त्यात सातत्याने भर पडत आहे. त्यामुळे विविध अब्जांश पदार्थ व त्यांचे प्राण्यांवरील दुष्परिणाम याबाबतची माहिती जाणून घेणे निश्चितच उपयुक्त ठरत आहे.
भूगर्भीय अतिसूक्ष्म धूलिकण (Ultrafine Particles) : या प्रकारातील अब्जांश पदार्थ मुख्यतः भूगर्भातील हालचाली व झीज यांमुळे तयार होतात. हे पदार्थ अतिसूक्ष्म (<१०० nanometer) धुलिकणांच्या स्वरूपात असतात. ते सजीवांच्या शरीरात प्रामुख्याने श्वसनमार्गे प्रवेश करून श्वसन संस्था आणि हृदय यांना हानी निर्माण करतात. परिणामतः ते श्वसन आणि रक्ताभिसरणाच्या कार्यामध्ये अडथळे वा बिघाड निर्माण करून सजीवांच्या विविध आजारांना अथवा मृत्यूसही कारणीभूत ठरतात.
मानवनिर्मित अब्जांश पदार्थ : मानवनिर्मित अब्जांश पदार्थांमध्ये अब्जांशनलिका, अब्जांश पिंजरे (बकीबॉल), अब्जांश कणिका इत्यादी अब्जांश पदार्थांचा समावेश होतो. मानवनिर्मित अब्जांश पदार्थांची संख्या व प्रकार विपुल असल्यामुळे त्यांच्या दुष्परिणामांचे वर्गीकरण करणे अवघड ठरत आहे. अब्जांश पदार्थांचे दुष्परिणाम हे त्यांचे आकारमान व मात्रा यांवर जसे अवलंबून असतात, तसेच ते त्यांच्या प्रवेश पद्धतीवरही अवलंबून असतात.
अब्जांशनलिका : अनावरणीय अब्जांशनलिका मुख्यत्वेकरून श्वसन मार्गात रुतून बसतात. त्यामुळे तेथील पेशींची अनावश्यक वाढ होऊन श्वसन मार्गाला सूज येते. त्यामुळे कणिकामय अर्बुद (Tumor) तयार होऊन फुप्फुसाचे वजन व आकारमान वाढून श्वसन संस्था बाधित होते. जर त्याच अब्जांशनलिकांचा डोळे व त्वचा या मार्गाने प्रवेश झाला तर शरीरास असोशिक प्रतिक्रिया (Allergy), अधिष्ठापन (Instillation) अशा प्रकारचा त्रास होत नाही किंवा इतर कोणतीही इजा पोहोचत नाही. अतिज्वलनशील ऑक्सिजन निर्मितीमुळे इतर प्रकारच्या कार्बन अब्जांशनलिका पेशीमारक (Cytotoxic) ठरतात. अनावरणी कार्बन अब्जांशनलिका (Single Wall Carbon nanotubes) ह्या बहुआवरणी कार्बन अब्जांशनलिकांपेक्षा (Multiple Wall Carbon nanotubes) अधिक प्रमाणात पेशीमारक (Cytotoxic) आहेत.
अब्जांश पिंजरे : अब्जांश पिंजरे हे गोलाकार व पोकळ, १० — २०० नॅनोमीटर व्यासांचे कण असतात, तर अब्जांश गोलके हे विविध बहुलकांनी किंवा अणूनी बनलेले वर्तुळाकार अब्जांश रेणू असतात. विविध प्रकारचे अब्जांश पिंजरे हे त्यांच्या विविध उपयोगी गुणधर्मांमुळे सोंदर्यप्रसाधने, औषध वाहके, रंगद्रव्ये इत्यादी मध्ये वापरात येतात, परंतु अब्जांश पिंजऱ्यांचे सुद्धा विविध दुष्परिणाम दिसून येतात. उदा., फुलेरिन (Fullerene) सारखे कार्बनी अब्जांश पिंजरे हे प्राण्यांमध्ये श्वसन संस्थेत, प्रजनन संस्थेत बिघाड निर्माण करतात. तसेच ते पेशीमारक आहेत. या पिंजऱ्यांचा प्रवेश त्वचेच्या मार्गाने झाल्यास कोणतेही दुष्परिणाम होताना दिसत नाहीत, परंतु त्वचेखालून किंवा इतर पोकळीतून त्यांचा प्रवेश झाल्यास त्याचे सस्तन प्राण्यांवर विविध दुष्परिणाम होतात. उदा., प्रजनन संस्थेत तसेच मूत्रोत्सर्जक संस्थेमध्ये विविध विकार व बिघाड निर्माण होणे, वजन कमी होणे इत्यादी.
अब्जांश कणसमूह : ‘अब्जांश कणांचा समूह’ या स्वरूपातील अब्जांश पदार्थ अनेक बाबतींत उपयुक्त असतात. अब्जांश पदार्थांचे कार्बनी व अकार्बनी असे दोन मुख्य प्रकार आहेत. कार्बनी अब्जांश पदार्थांत कर्ब बहुलकांनी (Polymer Embeded) आच्छादित केलेल्या पदार्थांचा समावेश होतो. वैद्यकीय उपचारासाठी त्यांचा प्रामुख्याने उपयोग केला जातो. अकार्बनी अब्जांश पदार्थांत धातू व त्याचे इतर पदार्थ यांचा समावेश होतो. लोह, चांदी, सोने, जस्त, तांबे, टिटॅनियम इत्यादी अकार्बनी पदार्थांच्या अब्जांश कणांचा वापर विविध सौंदर्यप्रसाधने, औषधे, रसायने, उपकरणे व त्यांची आवरणे यात मुबलक प्रमाणात केला जातो. सौंदर्यप्रसाधानांमधून वापरले जाणारे टिटॅनियमसारखे अब्जांश कण त्वचेच्या आत प्रवेश करीत नसले, तरी ते चेहऱ्यावरील सूक्ष्म जखमा, केसांची मुळे याद्वारा शरीरात सहज प्रवेश करून मेंदू, मज्जासंस्था तसेच इतर अनेक अवयवांपर्यंत सहज पोहोचू शकतात आणि त्यांना हानी निर्माण करतात. चांदी, कोबाल्ट, सिरॅमिक, ॲल्युमिनियम, कॅडमियम आणि इतर या धातूंचे अब्जांश कण यकृत तसेच श्वसन संस्थेच्या पेशी यांना फारच मारक ठरतात. या पदार्थांच्या अब्जांश कणांची मारकता ही त्यांच्या शतांशी कणांपेक्षा अनेक पटींनी जास्त असते. अनेक अब्जांश कण हे रक्त अथवा मेंदूची संरक्षण आवरणे (Blood Brain Barriers) सहजरीत्या पार करून मुख्य मज्जासंस्थेत प्रवेश करून त्यात बिघाड निर्माण करतात. पाणी आणि अन्न यांद्वारे शरीरात शिरलेले अब्जांश कण हे पचनसंस्थेत रुतून बसतात आणि छोट्या व मोठ्या आतड्यांना हानी. ही हानी आतड्यांना किरकोळ सूज अशा सामान्य आजारापासून ते आतड्याचा कर्करोग इतक्या गंभीर आजाराची असू शकते.
अब्जांश कुप्या (Nanocapsule) म्हणजे बिनविषारी बहुलकांचे (NonToxic Polymers) आवरण असलेली सछीद्र (Porous) अब्जांश शिंपली. प्रत्येक अब्जांश शिंपली (Nanoshell) म्हणजे सोने, सिलिका सारख्या धातूंचे आवरण असलेली एक वर्तुळाकार रचना ज्याचा प्रविद्युत गाभा (Dielectric Core) अब्जांश कणांनी भरलेला असतो. अब्जांश पुंज कण (Qauntum Dots), अब्जांश कुप्या व अब्जांश शिंपली असे अब्जांश पदार्थ हे यकृत, श्वसन संस्थेच्या पेशी यांना खूपच मारक असतात. कॅडमियमसारख्या काही धातूंच्या अब्जांश पुंज कण शरीरात अतिज्वलनशील वायुघटक (Reactive Oxygen Species) निर्माण करतात आणि शरीरातील पेशी व गुणसूत्रे (DNA) यांना हानी पोहोचवून सजीवांमध्ये अनेक आजार व शारीरिक व्यंग निर्माण करतात.
प्रतिबंधात्मक उपाय : अब्जांश पदार्थांचे दुष्परिणाम मोजण्याच्या वैज्ञानिक पद्धती अजून प्राथमिक अवस्थेत असून त्यावर संशोधन सुरू आहे. त्यामुळे अब्जांश पदार्थांचे अनेक दुष्परिणाम समोर येत असले तरी त्यावर कुठलेही ठोस उपाय अद्याप उपलब्ध नाहीत. यासंबंधी घ्यावयाची काळजी तसेच करावयाचे प्रतिबंधात्मक उपाय यांवर सध्या जगभर संशोधन चालू आहे. त्यामुळे सद्य परिस्थितीत अब्जांश पदार्थांचा विविध क्षेत्रातील वापर मर्यादित ठेवणे हेच हितावह ठरत आहे.
पहा : कार्बन अब्जांशनलिका; बकीबॉल.
संदर्भ :
- सायंटिफिक रिपोर्ट, खंड ६, ३०२७१०, १-११, २०१२.
- नॅनो सायन्स अँड नॅनोटेक्नॉलॉजिस : एन्सायक्लोपेडिया ऑफ लाईफ सपोर्ट सिस्टम (EOLSS), २००९.
- नॅनो लेटर्स, खंड ६ (६), ११२१-११२५, २००६.
समीक्षक – वसंत वाघ
