বিজ্ঞানীরা স্টিলের সমতুল্য প্লাস্টিক তৈরি করেছেন—যা শক্তিশালী কিন্তু ভারী নয়। প্লাস্টিক, যাকে রসায়নবিদরা কখনও কখনও পলিমার বলেন, হলো এক শ্রেণীর দীর্ঘ-শৃঙ্খল অণু যা মনোমার নামক ছোট পুনরাবৃত্তিমূলক একক দ্বারা গঠিত। একই শক্তির পূর্ববর্তী পলিমারগুলোর থেকে ভিন্ন, এই নতুন উপাদানটি শুধুমাত্র ঝিল্লি আকারে পাওয়া যায়। এটি বাজারে থাকা সবচেয়ে অভেদ্য প্লাস্টিকের চেয়ে ৫০ গুণ বেশি বায়ুরোধী। এই পলিমারের আরেকটি উল্লেখযোগ্য দিক হলো এর সংশ্লেষণের সরলতা। এই প্রক্রিয়াটি, যা ঘরের তাপমাত্রায় সম্পন্ন হয়, তার জন্য শুধুমাত্র সস্তা উপকরণের প্রয়োজন হয় এবং পলিমারটি মাত্র ন্যানোমিটার পুরু বড় চাদর আকারে ব্যাপকভাবে উৎপাদন করা যায়। গবেষকরা ২ ফেব্রুয়ারি নেচার জার্নালে তাদের গবেষণার ফলাফল প্রকাশ করেছেন।
আলোচ্য উপাদানটিকে পলিমাইড বলা হয়, যা অ্যামাইড আণবিক এককের একটি সুতোর মতো জালিকা (অ্যামাইড হলো অক্সিজেন-সংযুক্ত কার্বন পরমাণুর সাথে যুক্ত নাইট্রোজেন রাসায়নিক গ্রুপ)। এই ধরনের পলিমারের মধ্যে রয়েছে কেভলার, যা বুলেটপ্রুফ ভেস্ট তৈরিতে ব্যবহৃত একটি ফাইবার, এবং নোমেক্স, একটি অগ্নি-প্রতিরোধী কাপড়। কেভলারের মতোই, নতুন উপাদানটির পলিমাইড অণুগুলো তাদের শৃঙ্খলের সম্পূর্ণ দৈর্ঘ্য বরাবর হাইড্রোজেন বন্ধনের মাধ্যমে একে অপরের সাথে যুক্ত থাকে, যা উপাদানটির সামগ্রিক শক্তি বৃদ্ধি করে।
“এগুলো ভেলক্রোর মতো একে অপরের সাথে লেগে থাকে,” বলেছেন প্রধান লেখক ও এমআইটি-র রাসায়নিক প্রকৌশলী মাইকেল স্ট্রানো। কোনো বস্তু ছিঁড়তে হলে শুধু তার আণবিক শৃঙ্খল ভাঙলেই চলে না, বরং পুরো পলিমার গুচ্ছ জুড়ে বিস্তৃত বিশাল আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধনগুলোকেও অতিক্রম করতে হয়।
এছাড়াও, নতুন পলিমারগুলো স্বয়ংক্রিয়ভাবে ফ্লেক বা পাতলা স্তর তৈরি করতে পারে। এর ফলে উপাদানটির প্রক্রিয়াকরণ সহজ হয়, কারণ এটি দিয়ে পাতলা ফিল্ম তৈরি করা যায় অথবা পাতলা-ফিল্ম সারফেস কোটিং হিসেবে ব্যবহার করা যায়। প্রচলিত পলিমারগুলো সাধারণত রৈখিক শৃঙ্খল হিসেবে বৃদ্ধি পায়, অথবা দিকবিন্যাস নির্বিশেষে ত্রিমাত্রিকভাবে বারবার শাখা-প্রশাখা তৈরি করে ও সংযুক্ত হয়। কিন্তু স্ট্রানোর পলিমারগুলো দ্বিমাত্রিকভাবে (2D) এক অনন্য উপায়ে বৃদ্ধি পেয়ে ন্যানোশিট গঠন করে।
“আপনি কি এক টুকরো কাগজের উপর কোনো কিছু একত্রিত করতে পারেন? দেখা যায়, আমাদের কাজের আগে পর্যন্ত বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই তা করা যেত না,” স্ট্রানো বলেন। “তাই, আমরা একটি নতুন কৌশল খুঁজে পেয়েছি।” এই সাম্প্রতিক গবেষণায়, তার দল এই দ্বিমাত্রিক একত্রীকরণকে সম্ভব করার জন্য একটি বাধা অতিক্রম করেছে।
পলিঅ্যারামাইডের সমতলীয় কাঠামো থাকার কারণ হলো, পলিমার সংশ্লেষণে অটোক্যাটালিটিক টেম্পলেটিং নামক একটি প্রক্রিয়া জড়িত থাকে: পলিমারটি যখন দীর্ঘায়িত হয় এবং মনোমার নামক গাঠনিক এককগুলোর সাথে লেগে যায়, তখন ক্রমবর্ধমান পলিমার নেটওয়ার্কটি পরবর্তী মনোমারগুলোকে শুধুমাত্র সঠিক দিকে সংযুক্ত হতে প্ররোচিত করে, যা দ্বিমাত্রিক কাঠামোর সংযোগকে শক্তিশালী করে। গবেষকরা দেখিয়েছেন যে, তাঁরা সহজেই দ্রবণে থাকা পলিমারটিকে ওয়েফারের উপর প্রলেপ দিয়ে ৪ ন্যানোমিটারেরও কম পুরুত্বের এক ইঞ্চি চওড়া ল্যামিনেট তৈরি করতে পারেন। এটি সাধারণ অফিসের কাগজের পুরুত্বের প্রায় দশ লক্ষ ভাগের এক ভাগ।
পলিমার উপাদানটির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পরিমাপ করার জন্য, গবেষকরা একটি সূক্ষ্ম সুঁই দিয়ে ঝুলন্ত একটি চাদরে ছিদ্র করতে প্রয়োজনীয় বল পরিমাপ করেছেন। এই পলিমাইডটি প্রকৃতপক্ষে নাইলনের মতো প্রচলিত পলিমারের চেয়ে বেশি শক্ত, যা প্যারাসুট তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। আশ্চর্যজনকভাবে, একই পুরুত্বের স্টিলের তুলনায় এই অতি-শক্তিশালী পলিমাইডটি খুলতে দ্বিগুণ বল লাগে। স্ট্রানোর মতে, এই পদার্থটি গাড়ির ভিনিয়ারের মতো ধাতব পৃষ্ঠে প্রতিরক্ষামূলক প্রলেপ হিসাবে অথবা জল বিশুদ্ধ করার জন্য ফিল্টার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। পরবর্তী কার্যকারিতার জন্য, আদর্শ ফিল্টার মেমব্রেনটিকে পাতলা কিন্তু উচ্চ চাপ সহ্য করার মতো যথেষ্ট শক্তিশালী হতে হবে, যাতে আমাদের চূড়ান্ত সরবরাহে ক্ষুদ্র, বিরক্তিকর দূষক পদার্থ নির্গত না হয় – যা এই পলিমাইড উপাদানটির জন্য একটি নিখুঁত উপযুক্ততা।
ভবিষ্যতে, স্ট্রানো এই কেভলার অ্যানালগের বাইরেও বিভিন্ন পলিমারে এই পলিমারাইজেশন পদ্ধতিটি প্রসারিত করার আশা রাখেন। তিনি বলেন, “পলিমার আমাদের চারপাশে সর্বত্রই রয়েছে। এগুলো সবকিছুই করে।” তিনি আরও বলেন, “কল্পনা করুন, বিভিন্ন ধরণের পলিমারকে—এমনকি বিদ্যুৎ বা আলো পরিবাহী বিশেষ ধরনের পলিমারকেও—পাতলা ফিল্মে পরিণত করা হচ্ছে যা বিভিন্ন পৃষ্ঠতলকে আবৃত করতে পারবে।” স্ট্রানো বলেন, “এই নতুন পদ্ধতির কারণে, হয়তো এখন অন্যান্য ধরণের পলিমারও ব্যবহার করা যাবে।”
স্ট্রানো বলেছেন, প্লাস্টিক পরিবেষ্টিত এই বিশ্বে, সমাজের আরেকটি নতুন পলিমার নিয়ে উচ্ছ্বসিত হওয়ার যথেষ্ট কারণ রয়েছে, যার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলো একেবারেই সাধারণ নয়। এই অ্যারামিডটি অত্যন্ত টেকসই, যার অর্থ হলো আমরা রঙ থেকে শুরু করে ব্যাগ ও খাদ্য প্যাকেজিং পর্যন্ত দৈনন্দিন ব্যবহৃত প্লাস্টিকগুলোকে কম সংখ্যক এবং আরও শক্তিশালী উপাদান দিয়ে প্রতিস্থাপন করতে পারব। স্ট্রানো আরও যোগ করেন যে, টেকসইতার দৃষ্টিকোণ থেকে, এই অতি-শক্তিশালী টু-ডি পলিমারটি বিশ্বকে প্লাস্টিকমুক্ত করার পথে একটি সঠিক পদক্ষেপ।
শি এন কিম (যাকে সাধারণত কিম নামেই ডাকা হয়) একজন মালয়েশীয় বংশোদ্ভূত ফ্রিল্যান্স বিজ্ঞান লেখিকা এবং পপুলার সায়েন্স স্প্রিং ২০২২-এর সম্পাদকীয় ইন্টার্ন। তিনি মাকড়সার জালের অদ্ভুত ব্যবহার—মানুষ বা স্বয়ং মাকড়সার—থেকে শুরু করে মহাকাশের আবর্জনা সংগ্রাহক পর্যন্ত বিভিন্ন বিষয়ে ব্যাপকভাবে লিখেছেন।
বোয়িং-এর স্টারলাইনার মহাকাশযানটি এখনো আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনে পৌঁছায়নি, কিন্তু বিশেষজ্ঞরা তৃতীয় একটি পরীক্ষামূলক উড্ডয়ন নিয়ে আশাবাদী।
আমরা অ্যামাজন সার্ভিসেস এলএলসি অ্যাসোসিয়েটস প্রোগ্রামের একজন অংশগ্রহণকারী। এটি একটি অ্যাফিলিয়েট বিজ্ঞাপন কর্মসূচি, যা অ্যামাজন ডট কম এবং এর অধিভুক্ত সাইটগুলিতে লিঙ্ক করার মাধ্যমে আমাদের ফি উপার্জনের একটি উপায় হিসেবে কাজ করে। এই সাইটে নিবন্ধন বা এটি ব্যবহার করার অর্থ হলো আমাদের পরিষেবার শর্তাবলী মেনে নেওয়া।
পোস্ট করার সময়: ১৯-মে-২০২২