আপনি যদি গত এক দশক ধরে কোনো বিজ্ঞান জার্নালের কাছাকাছি কোথাও থেকে থাকেন, তাহলে আপনি গ্রাফিন-এর বিষয়ে কিছু উৎকৃষ্ট রূপ দেখতে পাবেন - দ্বি-মাত্রিক আশ্চর্য উপাদান যা কম্পিউটিং থেকে বায়োমেডিসিনে সবকিছু রূপান্তর করার প্রতিশ্রুতি দেয়।
গ্রাফিনের অ্যাপ্লিকেশন সম্পর্কে প্রচুর হাইপ রয়েছে, মুষ্টিমেয় উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্যের জন্য ধন্যবাদ। এটি মানুষের চুলের চেয়ে 1 মিলিয়ন গুণ পাতলা কিন্তু স্টিলের চেয়ে 200 গুণ বেশি শক্তিশালী। এটি নমনীয় তবে একটি নিখুঁত বাধা হিসাবে কাজ করতে পারে এবং এটি বিদ্যুতের একটি দুর্দান্ত পরিবাহী। যে সব একসাথে রাখুন এবং আপনি সম্ভাব্য বিপ্লবী অ্যাপ্লিকেশনের একটি ভিড় সঙ্গে একটি উপাদান আছে.
গ্রাফিন কি?
গ্রাফিন কার্বন, কিন্তু এক-পরমাণু পুরু মধুচক্র জালিতে। আপনি যদি আপনার পুরানো রসায়নের পাঠে ফিরে যান, তাহলে আপনি মনে রাখবেন যে সম্পূর্ণরূপে কার্বন দ্বারা গঠিত উপাদানগুলির পরমাণুগুলি কীভাবে সাজানো হয় (ভিন্ন অ্যালোট্রপ) তার উপর নির্ভর করে সম্পূর্ণ ভিন্ন বৈশিষ্ট্য থাকতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, আপনার পেন্সিলের সীসার গ্রাফাইটটি আপনার বাগদানের আংটিতে থাকা শক্ত এবং স্বচ্ছ হীরার তুলনায় নরম এবং গাঢ়। মানুষের তৈরি কার্বন কাঠামো আলাদা নয়; বল আকৃতির বাকমিনস্টারফুলারিন কার্বন ন্যানোটিউবের কুণ্ডলীকৃত বিন্যাসের সাথে ভিন্নভাবে কাজ করে।
গ্রাফিন একটি ষড়ভুজাকার জালিতে কার্বন পরমাণুর একটি শীট দিয়ে তৈরি। উপরেরগুলির মধ্যে, এটি আকারে গ্রাফাইটের সবচেয়ে কাছাকাছি, কিন্তু যেখানে সেই উপাদানটি কার্বনের দ্বি-মাত্রিক শীট থেকে তৈরি করা হয় যা দুর্বল আন্তঃআণবিক বন্ধন দ্বারা স্তর-অপর-স্তরে থাকে, গ্রাফিন শুধুমাত্র এক-শীট পুরু। আপনি যদি গ্রাফাইট থেকে কার্বনের একক, এক-পরমাণু-উচ্চ স্তরের খোসা ছাড়তে সক্ষম হন তবে আপনার কাছে গ্রাফিন থাকবে।
গ্রাফাইটের দুর্বল আন্তঃআণবিক বন্ধন এটিকে নরম এবং ফ্লেকি দেখায়, তবে কার্বন বন্ধনগুলি নিজেই শক্তিশালী। এর অর্থ হল শুধুমাত্র এই কার্বন বন্ডগুলির সমন্বয়ে গঠিত একটি শীট শক্তিশালী - শক্তিশালী ইস্পাতের তুলনায় প্রায় 200 গুণ বেশি, একই সময়ে নমনীয় এবং স্বচ্ছ।
গ্রাফিন দীর্ঘকাল ধরে তাত্ত্বিকভাবে তৈরি করা হয়েছে, এবং যতদিন মানুষ গ্রাফাইট পেন্সিল ব্যবহার করছে ততদিন দুর্ঘটনাক্রমে অল্প পরিমাণে উত্পাদিত হয়েছে। এটির প্রধান বিচ্ছিন্নতা এবং আবিষ্কার, তবে, ম্যানচেস্টার বিশ্ববিদ্যালয়ে 2014 সালে আন্দ্রে গেইম এবং কনস্ট্যান্টিন নভোসেলভের কাজের উপর পিন করা হয়েছে। দুই বিজ্ঞানী কথিত "শুক্রবার রাতে পরীক্ষা" করেছেন, যেখানে তারা তাদের দিনের কাজের বাইরে ধারণা পরীক্ষা করবে। এই সেশনগুলির মধ্যে একটির সময়, গবেষকরা গ্রাফাইটের একটি পিণ্ড থেকে কার্বনের পাতলা স্তরগুলি অপসারণ করতে স্কচ টেপ ব্যবহার করেছিলেন। গবেষণার এই অগ্রগামী অংশটি অবশেষে গ্রাফিনের বাণিজ্যিক উৎপাদনের দিকে পরিচালিত করে।
তারা 2010 সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার জেতার পর, গেইম এবং নোভোসেলভ নোবেল যাদুঘরে টেপ বিতরণকারী দান করেছিলেন।
গ্রাফিন কি জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে?
লক্ষণীয় একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল যে বিজ্ঞানীরা গ্রাফিনের চারপাশে সমস্ত ধরণের উপকরণ তৈরি করছেন। এর মানে হল "গ্রাফিন" সম্পর্কে চিন্তা করা সম্ভবত ভাল, একইভাবে আমরা প্লাস্টিক সম্পর্কে চিন্তা করব। মূলত, গ্রাফিনের আবির্ভাব শুধুমাত্র একটি নতুন উপাদান নয়, সম্পূর্ণ নতুন বিষয়শ্রেণীতে নিয়ে যাওয়ার সুযোগ রয়েছে।
সম্পর্কিত দেখুন অশান্তি কি? ইউরেনাসে পাওয়া পদার্থবিজ্ঞানের মিলিয়ন-ডলারের একটি প্রশ্ন 'ডায়মন্ড রেইন' উন্মোচন করে পৃথিবীতে পুনরায় তৈরি করা হয়েছে - এবং এটি আমাদের ক্রমবর্ধমান শক্তি সংকট সমাধানে সহায়তা করতে পারে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং বয়সে এসেছেপ্রয়োগের ক্ষেত্রে, বায়োমেডিসিন এবং ইলেকট্রনিক্স থেকে শস্য সুরক্ষা এবং খাদ্য প্যাকেজিংয়ের মতো বিস্তৃত এলাকায় গবেষণা করা হচ্ছে। উদাহরণস্বরূপ, গ্রাফিনের পৃষ্ঠের সম্পত্তি পরিবর্তন করতে সক্ষম হওয়া এটিকে ওষুধ সরবরাহের জন্য একটি অসামান্য উপাদান করে তুলতে পারে, যখন উপাদানটির পরিবাহিতা এবং নমনীয়তা একটি নতুন প্রজন্মের টাচস্ক্রিন সার্কিটরি বা ভাঁজযোগ্য পরিধানযোগ্য ডিভাইসের সূত্রপাত করতে পারে।
গ্রাফিন যে তরল এবং গ্যাসের জন্য একটি নিখুঁত বাধা তৈরি করতে সক্ষম তার মানে হল যে হিলিয়াম সহ যেকোন সংখ্যক যৌগ এবং উপাদানগুলিকে ফিল্টার করতে অন্যান্য উপকরণের সাথেও ব্যবহার করা যেতে পারে, যা ব্লক করা একটি ব্যতিক্রমী কঠিন গ্যাস। শিল্পের ক্ষেত্রে এটির অনেকগুলি অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে, তবে জল পরিস্রাবণের আশেপাশে পরিবেশগত প্রয়োজনে এটি খুব কার্যকর প্রমাণিত হতে পারে।
গ্রাফিনের বহুমুখী বৈশিষ্ট্যগুলি প্রচুর পরিমাণে যৌগিক ব্যবহারের দরজা খুলে দেয়। যদিও এটি প্রাক-বিদ্যমান প্রযুক্তিগুলিকে কীভাবে উত্সাহিত করতে পারে তা নিয়ে অনেক চিন্তাভাবনা করা হয়েছে, ক্ষেত্রের ক্রমাগত অগ্রগতি শেষ পর্যন্ত সম্পূর্ণ নতুন ক্ষেত্রগুলির দিকে নিয়ে যাবে যা আগে অসম্ভব ছিল। আমরা কি মহাকাশ প্রকৌশলের একটি সম্পূর্ণ নতুন শ্রেণীর উত্থান দেখতে পারি? বর্ধিত বাস্তবতা অপটিক্যাল ইমপ্লান্ট সম্পর্কে কি? এটির চেহারা থেকে, 21 শতক হল যখন আমরা খুঁজে বের করব।