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Study by Indian researchers finds that body’s immune cells ‘betray’ it to help breast cancer spread

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Study by Indian researchers finds that body’s immune cells ‘betray’ it to help breast cancer spread

स्तन कैंसर मेटास्टेसिस में शामिल कई तंत्र ट्यूमर कोशिका गतिविधियों पर ध्यान केंद्रित करते हैं। छवि का उपयोग केवल प्रतिनिधित्वात्मक उद्देश्यों के लिए किया गया है | फोटो साभार: गेटी इमेजेज़

अनुसंधान का एक बढ़ता हुआ समूह इस बात को नया आकार दे रहा है कि वैज्ञानिक स्तन कैंसर को कैसे समझते हैं – न केवल दुष्ट ट्यूमर कोशिकाओं की बीमारी के रूप में, बल्कि एक ऐसी बीमारी के रूप में जो जीवित रहने और फैलने के लिए चतुराई से शरीर की अपनी प्रतिरक्षा प्रणाली को भर्ती करती है।

दो भारतीय विश्वविद्यालयों के शोधकर्ताओं द्वारा की गई एक नई समीक्षा बताती है कि कैसे मैक्रोफेज, एक प्रकार की श्वेत रक्त कोशिका, जो संक्रमण के स्थानों पर शरीर की रक्षा करती है, को कैंसर के विकास और मेटास्टेसिस में सहायता के लिए स्तन ट्यूमर द्वारा “पुन: प्रोग्राम” किया जा सकता है।

समीक्षा के लेखक जयपुर स्थित वनस्थली विश्वविद्यालय के जैव प्रौद्योगिकी विभाग की अलीशा सिन्हा और नागालैंड विश्वविद्यालय के प्राणीशास्त्र विभाग के प्रणय पंक पंकज और रंजीत कुमार हैं। में उनकी समीक्षा प्रकाशित हुई थी ब्रेस्ट ग्लोबल जर्नल.

स्तन कैंसर, सबसे आम कैंसर और दुनिया भर में महिलाओं की मृत्यु का प्रमुख कारण, महिलाओं में कैंसर से होने वाली लगभग 15% मौतें या तो मेटास्टेसिस या इसकी दवा-प्रतिरोधी प्रकृति के कारण होती हैं। स्तन कैंसर मेटास्टेसिस में शामिल कई तंत्र ट्यूमर कोशिका गतिविधियों पर ध्यान केंद्रित करते हैं। मैक्रोफेज आम तौर पर शरीर के सफाई दल के रूप में कार्य करते हैं, फागोसाइटोसिस के माध्यम से हानिकारक कोशिकाओं को नष्ट करते हैं, एक ऐसी प्रक्रिया जिसमें अवांछित कोशिकाएं निगल जाती हैं और पच जाती हैं। हालाँकि, स्तन ट्यूमर के भीतर, ये कोशिकाएं अक्सर अपना व्यवहार बदलती हैं और ट्यूमर से जुड़े मैक्रोफेज (टीएएम) बन जाती हैं – प्रतिरक्षा कोशिकाएं जो अब कैंसर के खिलाफ होने के बजाय उसके पक्ष में काम करती हैं।

अध्ययन में क्या पाया गया

अध्ययन बताता है कि मैक्रोफेज विभिन्न “मूड” या अवस्थाओं में मौजूद हो सकते हैं। एक रूप, एम1 मैक्रोफेज, ट्यूमर पर हमला करता है और असामान्य कोशिकाओं को नष्ट करने के लिए सूजन उत्पन्न करता है। दूसरा रूप, एम2 मैक्रोफेज, ऊतक की मरम्मत और सूजन को शांत करने पर केंद्रित है। स्तन कैंसर कोशिकाएं मैक्रोफेज को इस एम2 अवस्था की ओर धकेलती हैं, जो अनजाने में ट्यूमर को बढ़ने, फैलने और प्रतिरक्षा प्रणाली से छिपने में मदद करती है।

एक बार परिवर्तित होने के बाद, ये एम2-प्रकार के मैक्रोफेज कई तरह से ट्यूमर की मदद करते हैं। वे साइटोकिन्स (छोटे प्रोटीन जो कोशिकाओं को संचार करने की अनुमति देते हैं) नामक रासायनिक संदेशवाहक छोड़ते हैं जो नई रक्त वाहिकाओं के निर्माण को प्रोत्साहित करते हैं – एक प्रक्रिया जिसे एंजियोजेनेसिस के रूप में जाना जाता है। ये रक्त वाहिकाएं ट्यूमर को ऑक्सीजन और पोषक तत्व प्रदान करती हैं, जिससे उनका तेजी से विस्तार होता है।

मैक्रोफेज शरीर की सुरक्षा को भी कमजोर कर देते हैं। वे टी कोशिकाओं, प्रतिरक्षा कोशिकाओं को दबा देते हैं जो अन्यथा कैंसर कोशिकाओं को पहचानती और मार देतीं। इसके अलावा, ट्यूमर कोशिकाएं अपनी सतह पर “मुझे मत खाओ” संकेत प्रदर्शित करती हैं, जो मैक्रोफेज को उन्हें नष्ट करने से रोकती हैं और कैंसर कोशिकाओं को अनियंत्रित रूप से जीवित रहने देती हैं।

इन परिवर्तित प्रतिरक्षा कोशिकाओं द्वारा निभाई गई एक और महत्वपूर्ण भूमिका बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स – कोशिकाओं के आसपास के सहायक ऊतक – को फिर से आकार देने में है। इस संरचना को तोड़कर, मैक्रोफेज कैंसर कोशिकाओं के लिए स्तन से बाहर निकलना और फेफड़ों या हड्डियों जैसे दूर के अंगों तक जाना आसान बनाते हैं, इस प्रक्रिया को कहा जाता है रूप-परिवर्तन.

आगे क्या

लेखकों ने इस बात पर प्रकाश डाला कि ट्यूमर और मैक्रोफेज के बीच यह ‘खतरनाक साझेदारी’ एक स्व-मजबूत करने वाला चक्र बनाती है: बड़े ट्यूमर अधिक मैक्रोफेज को आकर्षित करते हैं, जो ट्यूमर के विकास और प्रसार को और तेज करते हैं।

इस रिश्ते को समझना उपचार के नए विकल्प खुल सकते हैं। अकेले कैंसर कोशिकाओं को लक्षित करने के बजाय, भविष्य के उपचारों का लक्ष्य मैक्रोफेज को फिर से शिक्षित करना, उन्हें उनके ट्यूमर-लड़ने वाले मोड में वापस लाना या उन संकेतों को अवरुद्ध करना हो सकता है जो उन्हें कैंसर सहयोगियों में बदल देते हैं।

सुश्री सिन्हा ने कहा कि प्रतिरक्षा कोशिकाओं के “विश्वासघात” की जांच करना स्तन कैंसर की प्रगति को धीमा करने और दीर्घकालिक अस्तित्व में सुधार करने के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है।

प्रोफेसर कुमार ने कहा, “एम2 मैक्रोफेज विभेदन का डाउनरेगुलेशन या रीप्रोग्रामिंग स्तन कैंसर की प्रगति और मेटास्टेसिस को कम करने के लिए एक व्यवहार्य रणनीति के रूप में उभर सकता है। इस तरह के दृष्टिकोण लक्षित इम्यूनोथेरेपी के विकास का समर्थन कर सकते हैं जो मौजूदा उपचार के तौर-तरीकों को पूरक करते हैं, रोगियों के लिए अधिक सटीक और कम विषाक्त विकल्प प्रदान करते हैं।”

प्रकाशित – 05 फरवरी, 2026 07:35 अपराह्न IST

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विज्ञान

What is the Zeigarnik effect?

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February 6, 2026

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What is the Zeigarnik effect?

यह क्या है?

ज़िगार्निक प्रभाव एक ऐसी घटना है जो परिकल्पना करती है कि किसी व्यक्ति में उन चीजों, कार्यों या घटनाओं को याद करने की अधिक प्रवृत्ति होती है जो पूरी होने की तुलना में अधूरी छोड़ दी गई थीं। यह कुछ ऐसा है जिसे व्यक्ति संभवतः दैनिक आधार पर अनुभव करता है। इसका प्रभाव तब अनुभव किया जा सकता है जब आपका कोई फोन कॉल वापस न आया हो, काम अधूरा रह गया हो, या यहां तक ​​कि आधा-अधूरा नाश्ता किया हो जिससे आपके पेट का एक हिस्सा ही भरा हो। यदि यह अधूरा है या बाधित हुआ है, तो इस बात की बहुत अधिक संभावना है कि आपको यह याद रहेगा। ज़िगार्निक प्रभाव का पहली बार अध्ययन और परिचय लिथुआनियाई-सोवियत मनोवैज्ञानिक ब्लूमा ज़िगार्निक द्वारा किया गया था, जिनके नाम पर इसका नाम रखा गया था। उन्होंने पहली बार अपने शैक्षणिक सलाहकार और मनोवैज्ञानिक कर्ट लेविन द्वारा किए गए एक अवलोकन के बाद इस पर ध्यान दिया, जिसमें उन्होंने देखा था कि एक वेटर उन आदेशों को आसानी से याद कर सकता है जिनके लिए अभी तक भुगतान नहीं किया गया है। लेकिन ग्राहकों द्वारा अपने भोजन के लिए भुगतान करने के बाद, वेटर उसी ऑर्डर के किसी भी विवरण को याद करने में विफल रहा। इस घटना के बाद, ब्लूमा ज़िगार्निक ने ऐसे प्रयोग करना शुरू किया जो इस घटना को और स्पष्ट करेंगे। उनका शोध जर्नल में प्रकाशित हुआ था मनोवैज्ञानिक अनुसंधान: धारणा, ध्यान, स्मृति और कार्रवाई का एक अंतर्राष्ट्रीय जर्नल।

मन के भीतर

अब यहाँ एक प्रश्न है. अधूरे कार्य हमारी स्मृति में पूरे हो चुके कार्यों से कहीं अधिक जिद के साथ क्यों बने रहते हैं? ज़िगार्निक ने कहा था कि मस्तिष्क पूरे हो चुके कार्यों और अधूरे कार्यों के बीच अंतर कर सकता है। जब भी हम कोई काम शुरू करते हैं तो मन में एक तरह का तनाव पैदा हो जाता है। जानकारी संवेदी स्मृति (पांच पारंपरिक इंद्रियों के माध्यम से ली गई जानकारी) को भेजी जाती है, जहां इसे अल्पकालिक स्मृति में स्थानांतरित होने से पहले क्षण भर के लिए संग्रहीत किया जाता है। यहां दी गई जानकारी जल्द ही भुला दी जाती है. हालाँकि, जब कोई कार्य अधूरा छोड़ दिया जाता है, तो यह एक खुला लूप बन जाता है और मस्तिष्क के अल्पकालिक स्मृति क्षेत्र में लगातार दोहराया जाता है, ताकि जानकारी नष्ट न हो। यह एक संज्ञानात्मक तनाव (मानसिक असुविधा जब किसी व्यक्ति को परस्पर विरोधी स्थितियों का सामना करना पड़ता है) सामने लाता है।

उपयोग एवं रोकथाम

हां, वे दो विरोधी शब्द निश्चित रूप से इस घटना पर फिट बैठते हैं। जिस तरह गलत हाथों में कैंची चोट का कारण बन सकती है, लेकिन सही हाथों में वह अद्भुत कागज शिल्प बना सकती है, उसी तरह कुछ मामलों को समझना महत्वपूर्ण है जिनमें ज़िगार्निक प्रभाव का उपयोग लाभ के लिए किया जा सकता है। जैसे अध्ययन सत्रों के दौरान, जहां सुरक्षित रूप से संग्रहीत अंतिम-पढ़ी गई जानकारी के साथ दिमाग को आराम देने के लिए बीच-बीच में रणनीतिक रुकावटें या छोटे ब्रेक लिए जाते हैं। फिर ऐसे समय होते हैं जब प्रभाव को रोकने की आवश्यकता होती है क्योंकि इससे दिमाग अधूरे कार्यों की एक बड़ी सूची में उलझ सकता है। इस मामले में, ‘विलंब न करके’ रोकथाम हासिल की जा सकती है। यदि आपके पास कोई छोटा काम है (अपना बिस्तर ठीक करना, फोन कॉल का जवाब देना आदि), तो इसे पूरा होने तक न रोकें।

विवाद

हालाँकि इस घटना के अध्ययन के लिए प्रयोग किए गए हैं, लेकिन इसे विवादों का भी सामना करना पड़ा है। चूंकि ध्यान में रखने के लिए कई बाहरी कारक हैं: कार्य करने वाले व्यक्ति की मानसिकता, रुकावट की प्रकृति, आदि। 2025 में ज़िगार्निक और दोनों पर आयोजित एक व्यवस्थित समीक्षा में ओव्सियानकिना प्रभाव (अधूरे कार्यों को पूरा करने की ललक), पहले की तुलना में दूसरे की वैधता को चुना गया।

प्रकाशित – 06 फरवरी, 2026 05:13 अपराह्न IST

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विज्ञान

The holy trinity of cancer care: biochemistry, microbiology and pathology

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17 hours ago

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February 6, 2026

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The holy trinity of cancer care: biochemistry, microbiology and pathology

जैव रसायन की भूमिका

कैंसर एक कोशिका के भीतर आनुवंशिक सूक्ष्म-आणविक स्तर पर उत्पन्न होता है – जिसके परिणामस्वरूप सूक्ष्म जैव रासायनिक और सेलुलर असामान्यताओं का एक समूह होता है जो आंतरिक गश्त से बच जाते हैं – और अंततः एक पता लगाने योग्य बीमारी के रूप में प्रकट होते हैं। ओन्को-बायोकैमिस्ट्री में निदान, पूर्वानुमान और उपचार प्रतिक्रिया या प्रतिरोध की निगरानी के लिए रक्त और शरीर के तरल पदार्थों में ट्यूमर मार्करों, एंजाइमों, हार्मोन और मेटाबोलाइट्स की मात्रा निर्धारित करना शामिल है। क्लिनिकल बायोकेमिस्ट कैंसर के रासायनिक हस्ताक्षर और उपचार के प्रति शरीर की प्रणालीगत प्रतिक्रिया की निगरानी करते हैं। वे कैंसर रोगी में आधारभूत जैव रासायनिक मापदंडों और कैंसर उपचार के परिणामस्वरूप इन रासायनिक संकेतों के किसी भी उलटफेर का निर्धारण करते हैं।

ट्यूमर मार्कर जैसे प्रोस्टेट विशिष्ट एंटीजन (पीएसए), कैंसर एंटीजन-125 (सीए-125) और कार्सिनोएम्ब्रायोनिक एंटीजन (सीईए) लक्षण प्रकट होने से पहले ही प्रोस्टेट, डिम्बग्रंथि और कोलन कैंसर को चिह्नित कर सकते हैं। लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज (एलडीएच) और बीटा2एम जैसे एंजाइम परीक्षण समग्र कैंसर बोझ का अंदाजा देते हैं। प्रोटीन वैद्युतकणसंचलन, एक परीक्षण जो रक्त प्रोटीन को अलग करता है, एक विशिष्ट “एम-स्पाइक” प्रकट कर सकता है जो मल्टीपल मायलोमा का निदान करने में मदद करता है। इसके बाद, रेडियोलॉजिकल स्कैन परिवर्तनों को पकड़ने से पहले, इन मूल्यों के डाउन-ट्रेंडिंग से पता चलता है कि उपचार काम कर रहा है या नहीं।

सीरम-मुक्त प्रकाश श्रृंखला परख जैसी उन्नत जैव रासायनिक तकनीकें इलाज करने वाले ऑन्कोलॉजिस्ट को शेष कैंसर कोशिकाओं की थोड़ी मात्रा का भी पता लगाने की अनुमति देती हैं जो पुनरावृत्ति को ट्रिगर कर सकती हैं। रक्त में चिकित्सीय दवा के स्तर को मापने से सटीक और सुरक्षित खुराक की अनुमति मिलती है। बेसलाइन और आवधिक लिवर फ़ंक्शन परीक्षण और किडनी फ़ंक्शन रक्त परीक्षण प्रणालीगत प्रतिक्रिया की प्रवृत्ति को प्रकट करते हैं। क्लिनिकल बायोकेमिस्ट कैंसर से संबंधित जीवन-घातक जटिलताओं जैसे कि ट्यूमर लसीका सिंड्रोम और घातक हाइपरकैल्सीमिया का पता लगाने वाले पहले व्यक्ति हैं। अस्थि मज्जा प्रत्यारोपण के उच्च जोखिम वाले वातावरण में, जैव रसायन अस्वीकृति और इलेक्ट्रोलाइट होमियोस्टैसिस की निगरानी करके पुनर्प्राप्ति के लिए “डैशबोर्ड” प्रदान करता है।

ऑन्कोपैथोलॉजी कैसे काम करती है | फोटो साभार: विशेष व्यवस्था

माइक्रोबायोलॉजी क्या करती है

माइक्रोबायोलॉजिस्ट कैंसर रोगियों के प्रबंधन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। लगभग 20% कैंसर रोगाणुओं के कारण होते हैं: वायरस और बैक्टीरिया। सहित वायरस मानव पेपिलोमावायरसहेपेटाइटिस बी वायरस, हेपेटाइटिस सी वायरस, एपस्टीन-बार वायरस, कपोसी का सारकोमा-संबंधी हर्पीसवायरस औरह्यूमन टी-लिम्फोट्रोपिक वायरस-1 सभी कैंसर का कारण बनते हैं। हेलिकोबैक्टर पाइलोरी जैसे बैक्टीरिया पेट के कैंसर से जुड़े हैं। इन रोगाणुओं का शीघ्र पता लगाने और संक्रमण के कारण होने वाले उपचार से रोकथाम में मदद मिल सकती है।

इसके अतिरिक्त, कैंसर का उपचार रोगियों की प्रतिरक्षा को कमजोर कर देता है और उन्हें जीवन-घातक अवसरवादी संक्रमणों के प्रति संवेदनशील बना देता है। माइक्रोबायोलॉजिस्ट दोषी रोगाणुओं का तेजी से और सटीक पता लगाने और संक्रमण के इलाज के लिए आवश्यक विशिष्ट रोगाणुरोधी एजेंटों (दवाओं) की पहचान करने के लिए BACTALERT 3D/240 (रक्त सूक्ष्म जीव संवर्धन प्रणाली), MALDI TOF (मैट्रिक्स-असिस्टेड लेजर डिसोर्प्शन आयनाइजेशन टाइम-ऑफ-फ़्लाइट) जैसी उन्नत पहचान तकनीकों का उपयोग करते हैं। इसलिए, शीघ्र पता लगाने से तर्कसंगत एंटीबायोटिक उपयोग, एंटीबायोटिक चिकित्सा की वृद्धि को कम करने आदि में मदद मिलती है एंटीबायोटिक प्रबंधन. संचयी रूप से, ये उन्नत सूक्ष्मजीवविज्ञानी निदान तकनीकें रोगाणुरोधी प्रतिरोधी रोगाणुओं के उद्भव को रोकती हैं और अनगिनत जीवन को प्रभावित करती हैं।

पैथोलॉजी कैसे काम करती है

“कैंसर है या नहीं?” माइक्रोस्कोप के तहत बायोप्सी की जांच करने वाला एक रोगविज्ञानी यही निर्धारित करता है। कैंसर का सटीक प्रकार और ग्रेड, आणविक जानकारी (जीन परिवर्तन और प्रोटीन मार्कर) के साथ, जो लक्षित दवाओं और इम्यूनोथेरेपी का मार्गदर्शन करते हैं, सभी पाए जा सकते हैं।

परंपरागत रूप से, रोगविज्ञानी रोगग्रस्त अंगों में देखी गई सकल असामान्यताओं का अध्ययन करके और उसके बाद माइक्रोस्कोप के तहत 1,000 गुना तक प्रवर्धन के साथ अंग के संरचित नमूने का अध्ययन करके रोगों का निदान करने में सक्षम रहे हैं। आणविक क्रांति ने कैंसर के निदान से संबंधित विकृति विज्ञान के अभ्यास के तरीके में एक आदर्श बदलाव ला दिया है। आधुनिक कैंसर रोगविज्ञानी (ऑनकोपैथोलॉजिस्ट) ऐसा करने में सक्षम हैं मूल कारण परिवर्तनों का पता लगाएं आणविक स्तर पर. वे न केवल कैंसर के निदान की पुष्टि करते हैं, बल्कि कोशिका विज्ञान, हिस्टोमॉर्फोलॉजी, कैरियोटाइपिंग, इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री, फ्लो साइटोमेट्री, फ्लोरेसेंस इन सीटू हाइब्रिडाइजेशन (फिश), पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन और अगली पीढ़ी के अनुक्रमण के आधार पर कैंसर के प्रकार का अत्यधिक सटीक लक्षण वर्णन भी प्रदान करते हैं। ऑन्कोपैथोलॉजिस्ट क्लिनिको-रेडियोलॉजिकल सहसंबंध द्वारा कैंसर के मॉर्फो-आणविक उपप्रकार और ग्रेड को उसके चरण के साथ एकीकृत करके कैंसर का एक व्यापक अंतिम निदान प्रदान करते हैं।

कैंसर की आणविक रूपरेखा व्यक्तिगत कैंसर चिकित्सा के अभ्यास की आधारशिला बन गई है। उद्भव के साथ, और बाद में लागत में गिरावट आई अत्याधुनिक प्रौद्योगिकियाँ जैसे कि संपूर्ण जीनोम अनुक्रमण, और उत्पन्न डेटा की भारी मात्रा का विश्लेषण करने के लिए एआई उपकरणों की उपलब्धता, ऑन्कोपैथोलॉजिस्ट विकास और प्रसार के विभिन्न चरणों के माध्यम से मानव कैंसर के उद्भव का निदान और भविष्यवाणी कर सकते हैं।

ऑन्कोपैथोलॉजिस्ट पैप स्मीयर, गर्भाशय की एंडोमेट्रियल बायोप्सी, कोलन पॉलीप्स और अन्य कैंसर पूर्व मौखिक और त्वचा के घावों के अध्ययन में कैंसर की जांच और रोकथाम में भी प्रमुख भूमिका निभाते हैं। वे ऑपरेटिंग सर्जन को वास्तविक समय, अंतःऑपरेटिव परामर्श (जिन्हें ‘फ्रोजन सेक्शन’ कहा जाता है) प्रदान करते हैं और ट्यूमर को पूरी तरह से हटाने को सुनिश्चित करने के लिए ट्यूमर छांटने की सर्जिकल सीमाओं का मार्गदर्शन करते हैं।

विभिन्न बायोमार्कर के उद्भव और उपलब्धता ने ऑन्कोपैथोलॉजिस्ट को सटीक उपचार का मार्गदर्शन करने में मदद की है। वे कैंसर के इलाज के प्रति मरीज की प्रतिक्रिया की निगरानी में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे न केवल न्यूनतम अवशिष्ट रोग का निदान करते हैं और रोग निवारण की पुष्टि करने में मदद करते हैं, बल्कि वे इलाज करने वाले चिकित्सकों को कैंसर की शीघ्र पुनरावृत्ति (पुनरावृत्ति) का पता लगाकर आगे के उपचार के प्रकार और अवधि की योजना बनाने में भी सक्षम बनाते हैं, जबकि दवा प्रतिरोध तंत्र के उद्भव का पता लगाने और वैकल्पिक उपचार रणनीतियों का सुझाव देने में भी मदद करते हैं।

बायोकैमिस्ट्री, माइक्रोबायोलॉजी और पैथोलॉजी वे आंखें हैं जो कैंसर देखभाल की अनदेखी दुनिया को देखती हैं। वे प्रारंभिक जांच, सुरक्षित व्यक्तिगत उपचार से लेकर दीर्घकालिक अस्तित्व और आशा की निगरानी तक, पर्दे के पीछे चुपचाप भारी काम करते हैं।

(डॉ. शर्ली सुंदरसिंह प्रमुख हैं, ऑन्कोपैथोलॉजी विभाग, कैंसर संस्थान (डब्ल्यूआईए) drsirleysundersingh@gmail.com; डॉ. थुथी मोहन प्रमुख हैं, क्लिनिकल बायोकैमिस्ट्री विभाग कैंसर संस्थान (डब्ल्यूआईए) drthuthiMohan@cancerinstitutewia.org; डॉ. आर. पैकिया नैन्सी प्रमुख हैं, माइक्रोबायोलॉजी विभाग, कैंसर संस्थान (डब्ल्यूआईए) p.nancy@cancerinstitutewia.org)

प्रकाशित – 06 फरवरी, 2026 10:58 पूर्वाह्न IST

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विज्ञान

Rethinking battery strategy in India: the case for sodium-ion technology

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1 day ago

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February 5, 2026

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Rethinking battery strategy in India: the case for sodium-ion technology

बैटरियाँ आधुनिक जीवन में गहराई से समाहित हो गई हैं। लैपटॉप, मोबाइल फोन, स्मार्टवॉच और वायरलेस इयरफ़ोन जैसे पहनने योग्य उपकरणों से लेकर बिजली उपकरण, इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी), और बड़े पैमाने पर बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों तक, बैटरियां अब व्यक्तिगत सुविधा और महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे दोनों का आधार हैं। ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के बढ़ने के साथ-साथ एक नया चलन भी उभर रहा है, जिसमें इंडक्शन कुकटॉप से ​​लेकर रेफ्रिजरेटर तक बैटरियों को सीधे घरेलू उपकरणों में एकीकृत किया जा रहा है। ये विकास सामूहिक रूप से बैटरियों से भरे भविष्य की ओर इशारा करते हैं, जो ऊर्जा भंडारण को आर्थिक विकास, ऊर्जा सुरक्षा और स्वच्छ ऊर्जा संक्रमण का मूलभूत स्तंभ बनाते हैं।

प्रभावी, कोई पूर्ण समाधान नहीं

विभिन्न बैटरी रसायन शास्त्र जो अस्तित्व में हैं या अभी भी उपयोग में हैं, जैसे कि निकल-कैडमियम, लेड-एसिड और अन्य, लिथियम-आयन बैटरी प्रमुख वैश्विक प्रौद्योगिकी के रूप में उभरी हैं। यह प्रभुत्व काफी हद तक उनके उच्च ऊर्जा घनत्व, कम स्व-निर्वहन दर और लंबे चक्र जीवन से प्रेरित है। पिछले दो दशकों में लिथियम-आयन प्रौद्योगिकी पर निरंतर वैश्विक फोकस के परिणामस्वरूप प्रदर्शन, विनिर्माण दक्षता और बड़े पैमाने पर क्षमता निर्माण में लगातार सुधार हुआ है। 2024 तक, वैश्विक लिथियम-आयन विनिर्माण क्षमता वार्षिक मांग के लगभग 2.5 गुना तक पहुंच गई थी, जिससे पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं के माध्यम से लागत में कटौती में और तेजी आई। परिणामस्वरूप, लागत में नाटकीय रूप से गिरावट आई है, जो 2010 के दशक की शुरुआत में लगभग $1,100 प्रति kWh से 2025 में लगभग $108 प्रति kWh हो गई है।

हालाँकि, लिथियम-आयन बैटरियों की सफलता कई संरचनात्मक चुनौतियों का सामना करती है। ये बैटरियां अत्यधिक संसाधन-गहन हैं और लिथियम, कोबाल्ट, निकल और ग्रेफाइट जैसे महत्वपूर्ण खनिजों पर निर्भर करती हैं। इन सामग्रियों की उपलब्धता मुट्ठी भर देशों में असमान रूप से वितरित है, जबकि शोधन और प्रसंस्करण क्षमताएं भौगोलिक रूप से और भी अधिक केंद्रित हैं। यह आपूर्ति सुरक्षा, मूल्य अस्थिरता और भू-राजनीतिक जोखिम से संबंधित कमजोरियाँ पैदा करता है। जैसे-जैसे बैटरियों की वैश्विक मांग बढ़ती है, इन बाधाओं के बढ़ने की संभावना है, जिससे वैकल्पिक प्रौद्योगिकियों की आवश्यकता को बल मिलता है जो अधिक लचीले और न्यायसंगत ऊर्जा संक्रमण का समर्थन कर सकते हैं।

महत्वाकांक्षाएं और संरचनात्मक बाधाएं

भारत बैटरी प्रौद्योगिकी विकल्पों पर पुनर्विचार करने के लिए एक सम्मोहक मामला प्रदान करता है। भारत सरकार ने घरेलू बैटरी विनिर्माण क्षमता के निर्माण के लिए निरंतर प्रयास किए हैं, विशेष रूप से 2021 में शुरू की गई उन्नत रसायन कोशिकाओं के लिए उत्पादन लिंक्ड प्रोत्साहन (पीएलआई) योजना के माध्यम से। इस योजना के तहत, अब तक लगभग 40 गीगावॉट विनिर्माण क्षमता आवंटित की गई है। हालांकि यह सार्थक प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, तैनाती अभी भी प्रारंभिक चरण में है, अब तक केवल 1 गीगावॉट से अधिक कमीशन किया गया है और अतिरिक्त क्षमताएं धीरे-धीरे ऑनलाइन आने की उम्मीद है।

अधिक गंभीर रूप से, भारत का अपस्ट्रीम पारिस्थितिकी तंत्र, कच्चे माल की उपलब्धता और खनिज प्रसंस्करण से लेकर कैथोड और एनोड सक्रिय सामग्री उत्पादन और विभाजक विनिर्माण तक, अविकसित बना हुआ है। लिथियम के घरेलू भंडार सीमित हैं और अभी तक व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य साबित नहीं हुए हैं, जबकि प्रसंस्करण बुनियादी ढांचा अभी भी प्रारंभिक अवस्था में है। नतीजतन, लिथियम-आयन बैटरियों के लिए आयात पर निर्भरता काफी समय तक बनी रहने की संभावना है। यह वास्तविकता वैकल्पिक बैटरी प्रौद्योगिकियों में समानांतर निवेश के महत्व को रेखांकित करती है जो भौतिक जोखिम को कम कर सकती है और दीर्घकालिक ऊर्जा सुरक्षा को मजबूत कर सकती है। सोडियम-आयन बैटरी (SiBs) एक ऐसी तकनीक का प्रतिनिधित्व करती है, जो मध्यम से लंबी अवधि में भारत के लिए महत्वपूर्ण संभावनाएं पेश करती है।

ऊर्जा घनत्व: सोडियम बनाम लिथियम

मौलिक दृष्टिकोण से, सोडियम-आयन बैटरियां लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में कम विशिष्ट ऊर्जा (Wh/kg) प्रदर्शित करती हैं, इसका मुख्य कारण यह है कि सोडियम में लिथियम की तुलना में अधिक परमाणु द्रव्यमान होता है, जो सहज रूप से संग्रहीत ऊर्जा की प्रति इकाई अधिक द्रव्यमान की ओर ले जाता है। हालाँकि, इस प्रदर्शन अंतर को अक्सर बढ़ा-चढ़ाकर बताया जाता है। व्यवहार में, यदि सोडियम-आयन बैटरियों में अन्य सेल घटकों का द्रव्यमान कम कर दिया जाए, तो इसे काफी कम किया जा सकता है, जिससे सोडियम के उच्च द्रव्यमान की भरपाई हो जाती है। इसके अलावा, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सोडियम-आयन रसायनों के बीच, स्तरित संक्रमण-धातु ऑक्साइड कैथोड पहले से ही पॉलीएनियोनिक यौगिकों और प्रशिया ब्लू एनालॉग्स की तुलना में उच्च विशिष्ट ऊर्जा प्रदान करते हैं, जो सोडियम-आयन प्रौद्योगिकी की बढ़ती प्रतिस्पर्धा को रेखांकित करता है।

महत्वपूर्ण रूप से, स्तरित ऑक्साइड सोडियम-आयन बैटरियां अब लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) बैटरियों की विशिष्ट ऊर्जा के करीब पहुंच रही हैं, जैसा कि इसमें दिखाया गया है चित्र 1. यद्यपि उनकी वॉल्यूमेट्रिक ऊर्जा घनत्व (डब्ल्यूएच/एल) अभी भी एलएफपी से पीछे है, चल रही सामग्रियों और सेल-स्तरीय अनुकूलन से इस अंतर को काफी हद तक कम करने की उम्मीद है और संभावित रूप से सार्थक ओवरलैप हो सकता है। इस बात पर जोर देना भी महत्वपूर्ण है कि यह तुलना व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उत्पादों पर आधारित है, जबकि प्रयोगशाला-स्तर और पायलट-स्तर के शोध परिणाम और भी अधिक प्रदर्शन क्षमता का सुझाव देते हैं। इसके विपरीत, उच्च-ऊर्जा लिथियम निकल मैंगनीज कोबाल्ट (एनएमसी) रसायन विज्ञान के साथ तुलना कम शिक्षाप्रद है, क्योंकि एनएमसी बैटरियां एक अलग प्रदर्शन स्थान रखती हैं और महत्वपूर्ण खनिजों पर सुरक्षा और निर्भरता से संबंधित अलग-अलग ट्रेड-ऑफ की आवश्यकता होती है।

सबसे पहले सुरक्षा

सुरक्षा सोडियम-आयन बैटरियों के सबसे आकर्षक लाभों में से एक है। यूएस नेवल रिसर्च लेबोरेटरी द्वारा किए गए अध्ययनों से पता चला है कि सोडियम-आयन कोशिकाएं लिथियम-आयन कोशिकाओं की तुलना में थर्मल रनवे घटनाओं के दौरान काफी कम चरम तापमान वृद्धि दर्शाती हैं। यह आंतरिक सुरक्षा लाभ सेल प्रदर्शन से परे भंडारण, हैंडलिंग और परिवहन तक फैला हुआ है।

लिथियम-आयन बैटरियों को राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय परिवहन अधिकारियों द्वारा “खतरनाक सामान” के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिसके लिए सख्त पैकेजिंग, हैंडलिंग और परिवहन आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है। इन्हें आमतौर पर 30% से अधिक चार्ज की स्थिति में नहीं भेजा जाता है, जिससे लॉजिस्टिक जटिलता और लागत बढ़ जाती है। ये प्रतिबंध एनोड पक्ष पर तांबे के वर्तमान कलेक्टरों के उपयोग से उत्पन्न होते हैं, जो कम वोल्टेज पर घुल सकते हैं और कैथोड पर फिर से जमा हो सकते हैं, जिससे आंतरिक शॉर्ट सर्किट का खतरा बढ़ जाता है।

सोडियम-आयन बैटरियां इन सीमाओं से ग्रस्त नहीं होती हैं। वे एनोड और कैथोड दोनों पक्षों पर एल्यूमीनियम वर्तमान संग्राहकों का उपयोग करते हैं, क्योंकि सोडियम एल्यूमीनियम के साथ अस्थिर मिश्र धातु नहीं बनाता है। परिणामस्वरूप, सोडियम-आयन कोशिकाओं को बिना किसी गिरावट या सुरक्षा जोखिम के शून्य वोल्ट पर सुरक्षित रूप से संग्रहीत और परिवहन किया जा सकता है। यह दिखाया गया है कि शून्य वोल्ट पर लंबे समय तक भंडारण से साइक्लिंग स्थिरता से समझौता नहीं होता है। यह सुविधा मूल्य श्रृंखला में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करती है, जिसमें सुरक्षित संचालन, कम परिवहन लागत और विनिर्माण और स्थापना में अधिक लचीलापन शामिल है।

विनिर्माण तैयार

सोडियम-आयन बैटरियों का एक अन्य महत्वपूर्ण लाभ मौजूदा लिथियम-आयन विनिर्माण बुनियादी ढांचे के साथ उनकी अनुकूलता है। अपेक्षाकृत मामूली संशोधनों के साथ, लिथियम-आयन उत्पादन लाइनों को सोडियम-आयन कोशिकाओं के निर्माण के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। यह अपनाने में पूंजी बाधा को नाटकीय रूप से कम करता है और निर्माताओं को कच्चे माल की आपूर्ति जोखिमों से बचाव करने की अनुमति देता है।

प्राथमिक प्रक्रिया अंतर सेल स्टैक तैयारी के दौरान नमी संवेदनशीलता में निहित है। सोडियम-आयन बैटरियों को अधिक कठोर वैक्यूम सुखाने की स्थिति की आवश्यकता होती है, क्योंकि अवशिष्ट नमी प्रदर्शन पर अधिक नकारात्मक प्रभाव डाल सकती है। जबकि लिथियम-आयन कोशिकाएं अपेक्षाकृत हल्के वैक्यूम स्तरों पर सूखने को सहन कर सकती हैं, सोडियम-आयन कोशिकाओं को गहरी वैक्यूम स्थितियों की आवश्यकता होती है, जिससे ऊर्जा की खपत और विनिर्माण लागत में मामूली वृद्धि हो सकती है। हालाँकि, जैसे-जैसे उद्योग शुष्क इलेक्ट्रोड कोटिंग और उन्नत विनिर्माण तकनीकों की ओर आगे बढ़ता है, इन चुनौतियों के कम होने की उम्मीद है।

कम सामग्री जोखिम

सोडियम-आयन बैटरियां लिथियम-आयन प्रणालियों की तुलना में संरचनात्मक रूप से भिन्न सामग्री मार्ग प्रदान करती हैं। सोडियम सोडा ऐश जैसे प्रचुर मात्रा में उपलब्ध संसाधनों से प्राप्त होता है, जो लिथियम की तुलना में कहीं अधिक प्रचुर मात्रा में और भौगोलिक रूप से विविध हैं। कई सोडियम-आयन रसायन कोबाल्ट, निकल और तांबे जैसे महत्वपूर्ण खनिजों की आवश्यकता को पूरी तरह खत्म कर देते हैं।

इसके अलावा, सोडियम-आयन बैटरियां दोनों इलेक्ट्रोडों के लिए वर्तमान संग्राहक के रूप में एल्यूमीनियम का उपयोग करती हैं। तांबे की तुलना में एल्युमीनियम सस्ता, हल्का और अधिक व्यापक रूप से उपलब्ध है, जिसके परिणामस्वरूप लागत बचत और वजन में लाभ होता है। ये भौतिक विकल्प वैश्विक कमोडिटी मूल्य अस्थिरता के जोखिम को काफी कम करते हैं और आपूर्ति श्रृंखला लचीलेपन को बढ़ाते हैं, जो भारत जैसे देश के लिए एक महत्वपूर्ण विचार है।

सोडियम-आयन क्यों मायने रखता है

कुल मिलाकर, इन विशेषताओं से पता चलता है कि सोडियम-आयन बैटरियां केवल एक प्रायोगिक तकनीक नहीं हैं, बल्कि व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य और रणनीतिक रूप से महत्वपूर्ण समाधान हैं। लागत अनुमानों से संकेत मिलता है कि सोडियम-आयन बैटरियां 2035 तक लिथियम-आयन बैटरियों को कम कर सकती हैं। 2025 तक, वैश्विक स्तर पर लगभग 70 GWh सोडियम-आयन विनिर्माण क्षमता पहले से ही चालू है, 2030 तक लगभग 400 GWh तक बढ़ने की उम्मीद है। यह तेजी से विस्तार भारत के लिए इस तकनीक के साथ शीघ्र और निर्णायक रूप से जुड़ने की तात्कालिकता को उजागर करता है।

भारत के लिए नीति, नियामक और पारिस्थितिकी तंत्र की सिफारिशें

यह सुनिश्चित करने के लिए कि सोडियम-आयन बैटरियां भारत के ऊर्जा भंडारण परिदृश्य का एक सार्थक हिस्सा बनें, एक समन्वित नीति और नियामक दृष्टिकोण आवश्यक है। कैथोड, एनोड, इलेक्ट्रोलाइट और सेपरेटर विनिर्माण जैसे अपस्ट्रीम बैटरी बुनियादी ढांचे के लिए सार्वजनिक समर्थन में लिथियम-आयन सिस्टम पर केंद्रित रहने के बजाय स्पष्ट रूप से सोडियम-आयन रसायन शामिल होना चाहिए। पीएलआई ढांचे में संशोधन सहित भविष्य के प्रोत्साहन कार्यक्रमों को लचीलेपन को प्रोत्साहित करना चाहिए, यह सुनिश्चित करते हुए कि नए बैटरी संयंत्र शुरू से ही न्यूनतम रेट्रोफिटिंग के साथ लिथियम-आयन और सोडियम-आयन दोनों उत्पादन को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। नियामक दृष्टिकोण से, मानकों, सुरक्षा कोड और प्रमाणन मार्गों को स्पष्ट रूप से सोडियम-आयन बैटरियों को शामिल करने के लिए अद्यतन किया जाना चाहिए, जिससे तेजी से व्यावसायीकरण और तैनाती संभव हो सके।

ईवी निर्माताओं को खरीद नीतियों, पायलट कार्यक्रमों और नियामक निर्देशों के माध्यम से लिथियम-आयन विकल्पों के साथ-साथ सोडियम-आयन बैटरी का उपयोग करके वाहन प्लेटफार्मों को टाइप-टेस्ट और अनुमोदित करने के लिए प्रोत्साहित किया जाना चाहिए। यह दोहरी-अनुमोदन रणनीति आपूर्ति में व्यवधान या लागत में उतार-चढ़ाव के जवाब में तेजी से प्रतिस्थापन की अनुमति देगी।

अंत में, अनुसंधान एवं विकास, प्रदर्शन परियोजनाओं और प्रारंभिक तैनाती के लिए लक्षित सार्वजनिक वित्त पोषण, विशेष रूप से ग्रिड भंडारण, दोपहिया और तिपहिया ईवी और स्थिर अनुप्रयोगों में, बाजार का विश्वास बनाने में मदद कर सकता है।

औद्योगिक नीति, विनियमन और बाजार प्रोत्साहन को संरेखित करके, भारत एक निष्पक्ष, लचीला और भविष्य के लिए तैयार बैटरी पारिस्थितिकी तंत्र को बढ़ावा दे सकता है जिसमें सोडियम-आयन बैटरी केंद्रीय भूमिका निभाती है।

जयदीप सारस्वत वसुधा फाउंडेशन में इलेक्ट्रिक मोबिलिटी वर्टिकल का नेतृत्व करते हैं, जहां वह ईवी अपनाने में प्रमुख बाधाओं को दूर करने और टिकाऊ गतिशीलता समाधानों को आगे बढ़ाने पर ध्यान केंद्रित करते हैं; निखिल मॉल इलेक्ट्रिक मोबिलिटी वर्टिकल का भी हिस्सा है जो अनुसंधान, हितधारक जुड़ाव और स्वच्छ परिवहन में परिवर्तन को बढ़ावा देने वाली पहलों में योगदान दे रहा है।

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