अब्जांश कीटकनाशके (Nano pesticides)

शेतातील पिके, साठविलेले अन्नधान्य, कपडे, लाकूड इ. जीवनावश्यक साहित्याचा नाश करणाऱ्या कीटकांचा नाश करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या रसायनांना कीटकनाशके असे म्हणतात. पर्यावरणाचे संतुलन आणि आरोग्य राखण्यासाठी हानीकारक कीटकांची संख्या किमान पातळीवर ठेवणे गरजेचे असते. याकरिता कीटकनाशकांचा वापर उपयुक्त ठरतो. कीटकनाशके मुख्यत्वे संश्लेषित (Synthetic) आणि नैसर्गिक (Natural) किंवा सेंद्रिय (Organic) अशा दोन प्रकारची असतात. यांद्वारे पिकांवरील कीड मारता येते, नियंत्रित करता येते किंवा ती इतरत्र विस्थापित करता येते. परंतु, असे असले तरी कीटकनाशकांच्या वापरामुळे पक्षी, परागकणीय कीटक इत्यादी धोक्यात येतात. कीटकनाशके जर पर्यावरणाला उपयुक्त प्रजातींचा नाश करत राहिली तर पर्यावरणाचा समतोल ढासळून हानीकारक प्रजातींचा प्रसार होईल. शिवाय वातावरणात कायम राहणारी व स्निग्ध पदार्थांमध्ये सहजगत्या विरघळणारी (मेदस्नेही; Lipophilic) कीटकनाशके अन्नसाखळीत प्रविष्ट होऊन त्याची निष्पती जैवविशालनामध्ये (Biomagnification) होते. परिणामत: अन्नामध्ये अप्रत्यक्षरीत्या शिरकाव करणाऱ्या कीटकनाशकांचे प्रमाण सतत वाढत जाते. ही बाब आरोग्यास बाधक ठरते.

अब्जांश कीटकनाशके (Nano pesticide) : पारंपरिक कीटकनाशकांच्या मर्यादा व दोष विचारात घेऊन अब्जांश तंत्रज्ञानाच्या साहाय्याने विकसित केलेली अब्जांश कीटकनाशके (मिती सुमारे १००० नॅनोमीटर) सध्या निर्माण केली जात आहेत. अब्जांश पदार्थांचा अति सूक्ष्म आकार तसेच त्यांचे घनफळ आणि पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ यांमधील सुयोग्य गुणोत्तर यांमुळे सामान्य स्वरूपातील पदार्थांपेक्षा अब्जांश कीटकनाशके अत्यंत उपयुक्त गुणवैशिष्ट्ये दर्शवतात. त्यामुळे पीक संरक्षण व पीक वाढ यांसाठी त्यांचा वापर सातत्याने वाढत आहे.

भौतिक, रासायनिक, भौतिक-रासायनिक पद्धतींचा अवलंब करून अब्जांश कीटकनाशके तयार केली जातात. मेदस्नेही कीटकनाशकांची पाण्यातील विद्राव्यता बहुतांशी खूप कमी असते. अशा वेळी अब्जांश सूत्रीकरण (Nanoformulation) पद्धतीचा वापर करून ती वाढवली जाते. पृष्ठभाग-सक्रियकारके (Surface active agents) वापरून मेदस्नेही कीटकनाशकांचे स्थिर अवस्थेतील जलीय अब्जांश अपस्करण (Dispersion) तयार करता येते. त्याद्वारे कीटकनाशकांची जैवउपलब्धता वाढते आणि विषारी सेंद्रिय विद्रावकांचा वापर टाळता येतो. तसेच यामुळे एकाच वेळी दोन किंवा अधिक एकमेकांशी विसंगत (Non-compatible) अशी कीटकनाशके वापरता येतात. ती जलीय द्रावणात एकमेकांशी रासायनिक प्रक्रिया घडवून आणतात. शिवाय अब्जांश कुपी (Nanocapsule) स्वरूपातील कीटकनाशके सोडण्याचा वेगही नियंत्रित करता येतो. अब्जांशकुपीकरण केल्याने कीटकनाशकांची उपयोगिता जास्त काळ टिकून राहते. योग्य ठिकाणी केलेल्या कीटकनाशकांच्या वितरणामुळे त्यांची कार्यक्षमता सुधारते व बचत होते. कीटकनाशकांच्या अवितरीत घटकांमुळे पर्यावरणाचे संभाव्य प्रदूषण कमी होण्यास मदत होते. कीटकनाशकांच्या बहुकार्यात्मक (multifunctional) वितरण प्रणालीमुळे ती सोडण्याच्या प्रक्रियेवर स्थानिक नियंत्रण करता येते. विशेष म्हणजे या सर्व गोष्टीमध्ये दूरस्थपणे नियमन (Remote control) व पूर्वनियोजित प्रणालीचा (Preprogram) अवलंब करता येतो.

अब्जांश वाहक (Nanocarrier) कीटकनाशकांचे विविध प्रकार :

(अ) रासायनिक स्वरूपानुसार : (१) सेंद्रिय पॉलिमर आधारित सूत्रीकरण (पहा तक्ता क्र. १), (२) स्निग्ध पदार्थ आधारित सूत्रीकरण, (३) धातू आणि धातू ऑक्साईड, (४) मृदा आधारित अब्जांश पदार्थ, (५) द्विस्तरीय हायड्रॉक्साईड (LDH-Layered Double Hydroxides), (६) सिलिका अब्जांश कण.

(आ) रचनेनुसार : (१) अब्जांश कुपी (Nanocapsules), (२) अब्जांश गोलक (Nanosphere), (३) अब्जांश कलिलकण (Nanomicelles), (४) अब्जांश जेल (Nanogels), (५) अब्जांश तंतू (Nano fibers), (६) अब्जांश लिपोसोम्स (Nanoliposomes), (७) घनरूपस्निग्ध अब्जांश कण (Solid lipid nanoparticles).

तक्ता क्र. १. प्रातिनिधिक बहुवारिक आधारित अब्जांश कीटकनाशके

संदर्भ :

• Balaure, P. C., Gudovan, D., &Gudovan, I. Nanopesticides : a new paradigm in crop protection, New pesticides and soil sensors (pp. 129-192). Academic Press, 2017.
• Hayles, J., Johnson, L., Worthley, C., & Losic, D. Nanopesticides: a review of current research and perspectives, New pesticides and soil sensors, 193-225, 2017.
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8230079/

समीक्षक : वसंत वाघ