‘ন্যানো টেকনোলজি’ যেন এক নতুন পৃথিবীর অভ্যুদয়।। পার্ট-০১

আমরা সকলেই হয়তোবা জানি, বর্তমান একুশ শতক এর স্তম্ভ জ্ঞান এবং প্রযুক্তি। জ্ঞানকে কাজে লাগিয়ে প্রতিনিয়ত নতুন নতুন প্রযুক্তির উদ্ভব হচ্ছে। আমাদের চোখের সামনেই রয়েছে এমন এক রাজ্য যা আমরা খালি চোখে দেখতে পাই না। এটা হল আণুবিক্ষণীক বিশ্ব, যা প্রচন্ড আকর্ষণীয় ও চমকে দেওয়ার মত। সর্ববৃহৎ এই আণুবিক্ষণীক এবং জাদুকর আবিষ্কার হলো ন্যানো প্রযুক্তি। এখন হয়ত সকলের একটা প্রশ্ন জাদুকর আবিষ্কার কেনো বলেছি?? জাদুকর আবিষ্কারের সাথে তুলনা করার কারন হল, জাদু বা ম্যাজিক দেখে আমরা যেমন বিস্মিত হই, অবিশ্বাস্য মনে হয়, ঠিক তেমনি ন্যানো প্রযুক্তি বিজ্ঞানের এক বিষ্ময়কর আবিষ্কার যা আমাদের জীবনযাপনকে করে তুলেছে সুন্দর, পরিপাটি এবং সংক্ষিপ্ত। আজ আমি আলোচনা করব ন্যানো টেকনোলজি বা ন্যানো প্রযুক্তি এবং এর ইতিহাস নিয়ে। ন্যানো প্রযুক্তি শব্দটা আমাদের সকলের কাছে খুবই পরিচিত। আসুন জেনে আসি ন্যানো প্রযুক্তি কি? 

‘ন্যানো’ এই শব্দটি কিন্তু মূলত পরিমাপের একক। ম্যাট্রিক এককের শুরু হয়েছিলো ১৭৯০ সনে ফ্রান্সে। ফ্রান্স জাতীয় পরিষদ একক গুলিকে সাধারণ করার জন্য একটি কমিটি গঠণ করেছিলো যারা প্রথম ডেসিমাল এর ম্যাট্রিক পদ্ধতির প্রস্তাব করেন এবং বলেন যে, দৈর্ঘের একক মিটার এবং উপস্থাপন করেন যে পৃথিবীর পরিধির ৪০,০০০,০০০ ভাগের এক ভাগ হলো এক মিটার। মিটার এর ১০০ ভাগের এক ভাগকে সেন্টিমিটার বলা হয়। ১৯৬০ সালে আবার এই মিটারের সংজ্ঞার পরিবর্তন হয়। ক্রিপ্টন ৮৬ এর কমলা রঙ এর রেডিয়েশন এর তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের ১,৬৫০,৭৬৩.৭৩ ভাগের এক ভাগকে এক মিটার বলা হয়। ১৯৮৩ সনে পুঃনরায় মিটার এর সংজ্ঞায় পরিবর্তন আনা হয়। বর্তমান সংজ্ঞা অনুযায়ী, বায়ুশূন্যে আলোর গতির ২৯৯,৭৯২,৪৫৮ ভাগের এক ভাগকে ১মিটার বলা হয়। এই মিটার এর ১০০০,০০০,০০০(১০০ কোটি) ভাগের এক ভাগকে এক ন্যানো মিটার বলে। ন্যানো শব্দটি গ্রিক ‘Nanos’ থেকে এসেছে। যার আভিধানিক অর্থ হল drawft কিন্তু এটি মাপের একক হিসেবে ব্যবহৃত হচ্ছে। আর এই ন্যানোমিটার স্কেলে যে সমস্ত টেকনোলজি গুলি সম্পর্কিত সেগুলিকে ন্যানো প্রযুক্তি বলে। অর্থাৎ ন্যানো প্রযুক্তি হলো  আনবিক স্কেলে অতিক্ষুদ্র ডিভাইস তৈরি করার জন্য ধাতব বস্তুকে সুনিপুণ ভাবে কাজে লাগানোর বিজ্ঞান। ন্যানোটেকনোলজি বহুমাত্রিক, এর সীমানা প্রচলিত সেমিকন্ডাক্টর পদার্থবিদ্যা থেকে অত্যাধুনিক আনবিক স্বয়ং-সংশ্লেষণ প্রযুক্তি পর্যন্ত; আনবিক কাঠামোর নিয়ন্ত্রণ থেকে নতুন বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন ন্যানোপদার্থের উদ্ভাবণ পর্যন্ত বিস্তৃত।

ন্যানোটেকনোলজির ইতিহাসঃ

আমাদের দৈনন্দিন জীবনে বহুল ব্যাবহৃত একক হচ্ছে মিটার একক। আমরা পরিমাপের জন্য যে কোন কিছুই মিটার এককের মাধ্যমে করে থাকি। দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধ শেষ হবার পরে, বিজ্ঞান ও প্রযুক্তিতে এক নতুন যুগের সূচনা হল। সেমিকন্ডাক্টর তার পথযাত্রা শুরু করল। ১৯৮০ সালে আইবিএম এর গবেষকরা প্রথম  ‘STM’ ( Scanning Tunneling Microscope)  এই যন্ত্রটি আবিষ্কার করেন। এই ‘STM’ দিয়ে অণুর গঠণ পর্যন্ত দেখা যায়। এই যন্ত্রটির আবিষ্কারই ন্যানো প্রযুক্তিকে বাস্তবে রূপ দিয়েছিলো।  এই ‘STM’ যন্ত্রে খুব সূক্ষ্ম পিনের মতো সূচালো টিপ আছে এবং তা কোনো পরিবাহি বস্তুর কাছাকাছি গেলে তা থেকে টানেলিং নামে খুব অল্প পরিমানে বিদ্যুৎ পরিবাহিত হয় এবং এই বিদ্যুতের পরিমান দিয়েই সেই বস্তুটির বাহিরের স্তরের অনুর চিত্র তৈরি করা হয়। তবে এই ‘STM’ এর ক্ষেত্রে যা দেখতে চাইবো তাকে অবশ্যই বিদ্যুৎ পরিবাহি হতে হবে। এখন প্রশ্ন হলো-তাহলে বিদ্যুৎ অপরিবাহির অনুর গঠন কিভাবে দেখা যাবে?? এই প্রশ্নের উত্তর এর খোঁজে প্রবল ইচ্ছে নিয়ে তৈরি করা হলো ‘AFM’। ‘STM’ এর ক্ষেত্রে টানেলিং বিদ্যুৎ দিয়ে কাজ করা হয় এবং ‘AFM’ দিয়ে সূক্ষ্ম পিন এর অনুর গঠণ দেখা সম্ভব।  ১৯৯৯ সালের ২৯শে ডিসেম্বর ‘ক্যালিফোর্ণিয়া ইন্সটিটিউট অফ টেকনোলোজিতে’ ফিজিক্যাল সোসাইটির এক সভায় আমেরিকান পদার্থবিদ ফেনম্যানের “ There’s Plenty of Room at the Bottom” এই শিরোনামের একটি বক্তৃতার মাধ্যমে মূলত সেমিকন্ডাক্টর অর্থাৎ, ন্যানো সায়েন্স এর ধারনা দিয়েছিলেন। আর এর শুরু হলো ট্রানজিস্টর আবিষ্কার দিয়ে। তখন চিন্তা ভাবনা শুরু হল মাইক্রোমিটার একক নিয়ে। বলা যায় যাত্রা শুরু হল মাইক্রোটেকনোলজির। এর পর খুব দ্রুত এগিয়ে চললো প্রযুক্তি। বিভিন্নপ্রকার ইলেক্ট্রিক জিনিসপত্র যেমন- রেডিও, টেলিভিশন, লাইট, ফ্যান, কম্পিউটার ইত্যাদি কিভাবে আরো সুন্দর, ও ছোট আকারে রূপ দেওয়া যায় তা নিয়েই প্রচন্ড প্রতিযোগিতা শুরু হলো। আর এই সমস্ত ব্যাপারটা সম্ভব হল, সেমিকন্ডাক্টর সংক্রান্ত প্রযুক্তির কারণে। প্রথমদিকে রেডিও, টেলিভিশন এর আকার দেখলে তো হাসি পাওয়ার অবস্থা হবে। এতো বড় বড় জিনিস মানুষ কিভাবে ব্যাবহার করত !!  এটা ভেবে অবাক হই মাঝে মাঝে। এছাড়াও প্রথম কম্পিউটার এর কথাই চিন্তা করুন, যার নাম ছিলো এনিয়াক কম্পিউটার। যা আবিষ্কার করেছিলেন চার্লস ব্যাবেজ । এই এনিয়াক কম্পিউটার টির আকার একটা বিশাল বিল্ডিং এর সমান। ভাবুন তো আমরাই এখন সেই কম্পিউটার সাথে নিয়ে ঘুরেবেড়াই। আবার দেখুন একটা টেলিভিশন যা কিনা আমরা ক্যালেন্ডারের মতো দেয়ালে ঝুলিয়ে রাখি। এই সবকিছু কিন্তু ন্যানো প্রযুক্তির কারণে সম্ভব হয়েছে। ন্যানোটেকনোলজি নিয়ে এতো গবেষণার কারন হল পারমানবিক পর্যায়ে কাজ করে পরমানুগুলোকে নতুন করে সাজানোর সুযোগ। আমরা সবাই আশা করি লোগো ব্লক্স এর সাথে পরিচিত। যেভাবে একেকটা লোগো ব্লক্স খুলে তৈরি করা হয় নতুন কাঠামো, ঠিক সেভাবে পদার্থের গঠণ বদলে তৈরি করা সম্ভব নতুন কাঠামো নতুন আবিষ্কার। যেহেতু আমেরিকান পদার্থবিদ ফেইনম্যান এর তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে ন্যানো টেকনোলজি এগিয়ে চলেছে সেহেতু আমাদের অবশ্যই সেই বক্তব্য সম্পর্কে জানা প্রয়োজন। তার বক্তব্যের শিরনাম ছিলো- “ There’s Plenty of Room at the Bottom”।  এই বক্তব্যের উপর অধ্যাপক এবং পদার্থবিদ ফেইনম্যান এর একটা বই আছে। চলুন তাহলে সেই বইয়ের মুল কথাই আমি সংক্ষিপ্ত ভাবে উপস্থাপন করছি , “There’s Plenty of Room at the Bottom” এটি একটি শিরনাম, যা ১৯৯৯ সালের ২৯ শে ডিসেম্বর উপস্থাপন করা হয়েছিল। উপস্থাপক ছিলেন রিচার্ড পি ফেইনম্যান । ফেইনম্যান এর বক্তৃতায় বেশ কয়েকটি বিভাগ ছিল, যার মধ্যে ছোট স্কেল গুলি্কে ব্যাবহার করে জিনিসপত্র পরিচালনা ও নিয়ন্ত্রনের সমস্যা অন্তর্ভুক্ত রয়েছে এবং ব্যাবহার্য উপাদানগুলিকে আরো ছোট করে তোলার কিছু সুবিধা থাকতে পারে বলে তিনি ব্যাখ্যা করেছিলেন। অধ্যাপক ফেনম্যান এর এই  প্রযুক্তিটিকে উন্নতস্তরে  নিয়ে যাওয়ার  দুর্দান্ত অনুসন্ধান ন্যানো টেকনোলজিতে গুরুত্বপূর্ন ভূমিকা রেখেছিল। তিনি পৃথিবীর এই নতুন যুগে পাড়ি দেওয়ার পাইলট। ফেনম্যান এর ধারণায় মনে হয়েছিল , একটি সীমিত জায়গায় সর্বাধিক ঘনত্ব অর্জন করবে এমন প্রযুক্তি আবিষ্কার করা। উদ্দেশ্য অর্জনের আগে অনেকগুলি বাধা অতিক্রম করতে হয়। প্রথমত, ফেনম্যান আলোচনা করেছিলেন যে আজ মিনিয়েচারাইজেশন কতটা এগিয়েছে। তিনি তার বক্তৃতায় যে উদাহরণটি দিয়েছিলেন তা হল এন্সাইক্লোপিডিয়া ব্রিটানিকারপুরো ২৪ খন্ডটি একটি মাত্র পিনের মাথায় লিখতে। সন্দেহ নেই, অতীতে জিনিসকে হ্রাস করা কঠিন হত, তবে এটিই একমাত্র চ্যালেঞ্জ নয়। জিনিসকে হ্রাস করা কেবল স্কেলকে ছোট করে তুলছিলো না। নিম্নলিখিত পদক্ষেপটি এই কাজ করতে পারে তা নিশ্চিত করে নেওয়া হয়েছিল। ফেনম্যান প্রকাশ করেছেন যে পিছনে পিছনে চলতে থাকা একটি অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ ব্যাবহার করে, এই চিত্রটিকে স্বীকৃতি দিতে পারে। তবে এই প্রস্তাবটি কিছু তীব্রতার সমস্যা উপস্থাপন করেছে। উদাহরণস্বরূপ , কাগজের টুকরোতে ফোকাস আলোর একটি মরীচি ব্যাবহার করে , একটি কাগজকে পোড়াতে পারে। অন্য সমস্যাটি সমাধান ছাড়াই ক্ষুদ্র স্কেলে সমস্ত কিছু পাচ্ছিল। এটিকে সকলের কাছে খুব বড় একটা চ্যালেঞ্জ বলে মনে হয়েছিল। তখন অধ্যাপক ফেনম্যান বিষয়টি স্পষ্ট করে বললেন, “There’s Plenty of Room at the Bottom. “Not just,” There is room at the Bottom”. অর্থাৎ  এখানে প্রধান বিন্দু হলো স্কেল। যখন আইটেমগুলির স্কেল ছোট হচ্ছে, এবং তখন সেই ছোট জায়গায় সেই একই ভলিউমে আরো বেশি উপাদান রাখা সম্ভব। তিনি বোঝাতে চেয়েছিলেন বড় কোন কিছুর জন্য নিচের যায়গা নষ্ট করার কোন অর্থ হয়না, আমাদের লক্ষ্য হবে অল্প জায়গায় বা ক্ষুদ্র জিনিসে সর্বাধিক সক্ষমতা অর্জন করা।  ফেনম্যান এ জাতীয় ছোট মেশিনগুলো বিবেচনা করে একটি আকর্ষনীয় ধারণা উপস্থাপন করেছিলেন। ক্ষুদ্র মডেলকে বাস্তব হিসাবে চালত করা সহজ কাজ নয়। বেশ কয়েকটি সমস্যা থাকবে, যার সমাধান করা দরকার। অধ্যাপক ফেনম্যান তার বক্তৃতায় শিক্ষার্থীদের কাছে ছোট স্কেল প্রবর্তন করেছিলেন, যা বিজ্ঞানের একটি গবেষণাক্ষেত্র তৈরি করে। আকার হ্রাস করার জন্য ফেনম্যানের এই দুর্দান্ত ধারণা রয়েছে; বিজ্ঞানীদের ন্যানো প্রযুক্তি আবিষ্কার করতে সহায়তা করার ইঙ্গিত এটি। ছোট বস্তুগুলির কারসাজি এবং নিয়ন্ত্রণের সম্ভাবনা পদার্থ বিজ্ঞানের নীতি লঙ্ঘণ করে না এবং আমাদের পারমানবিক স্কেল সম্পর্কে চিন্তা করার প্রোয়োজন হতে পারে। একই আবিষ্কার লাইন এবং সময় সাপেক্ষে, এমনকি জিনিসগুলিকে খুব ছোট এবং আরো ছোট করে তোলার এই পদ্ধতি ব্যাবসায়ের একটি অর্থনৈতিক সুবিধা হতে পারে। আমাদের যখন পারমানবিক বা আনবিক স্কেলে উপকরন চালনার ক্ষমতা থাকে, তখন আমাদের উন্নত স্তরে এগিয়ে যাওয়ার সুযোগ থাকতে পারে। তদুপরি আমরা ক্ষুদ্র বিশ্বের অনেক অভিনব ঘটনা খুঁজে পেতে পারি।

বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির এক আশ্চর্যজনক ও অভাবনীয় আবিষ্কার হলো ন্যানো টেকনোলজি। ন্যানো টেকনোলজি কিন্তু অনু এবং পরমাণুগুলির প্রকৌশল যা পদার্থবিজ্ঞান, রসায়ন, জীববিজ্ঞান ও জৈব প্রযুক্তি সম্পর্কিত বিষয়গুলিকে একত্রিত করে। ন্যানো টেকনোলজির ব্যাবহার করে অনু পরমানুর এরেঞ্জমেন্টকে ম্যানুপুলেট করা সম্ভব এবং নিজেদের ইচ্ছে মতো সেগুলোকে ব্যাবহার করাও সম্ভব, ঠিক যেমন এক ধরনের ইট, বালু, সিমেন্টকে ব্যাবহার করে বিভিন্ন কাঠামোর বিল্ডিং তৈরি করা যায়। সায়েন্টিস্টরা ন্যানো স্কেলে কোনো পদার্থের প্রপারটিকে এডজাস্ট এবং টিউন করতে পারে। এই ভাবেই সম্ভব হয় কোনো পদার্থের Melting point কে চেঞ্জ করা। যেমন, Fluoressence, এমনকি  Electrical conductivity কেও চেঞ্জ করা যেতে পারে।  ন্যানো টেকনোলজি আমাদের বর্তমান জীবন-যাপনে আমূল পরিবর্তন এনেছে। আপনি-আমি সকালে ঘুম থেকে ওঠার পর রাতে ঘুমাতে যাওয়া পর্যন্ত প্রায় প্রতিটি কাজ এর পেছনে কোনো না কোনো ভাবে কিন্তু ন্যানো টেকনোলজির কারসাজি রয়েছে। আপনি জানেন কি যে, জৈব বিজ্ঞান, চিকিৎসা বিজ্ঞান, ইলেক্ট্রনিক্স সহ বিভিন্ন ক্ষেত্রে দুর্দান্ত পরিবর্তন সাধণ করা সম্ভব এই ন্যানো প্রযুক্তিকে কাজে লাগিয়ে। যেমন ধরুণ- ন্যানো প্রযুক্তির মাধ্যমে কোনো স্থপতিকে চাইলেই হালকা, নির্ভরযোগ্য এবং শক্তিশালী হিসেবে তৈরি করা যায়। ক্লিয়ার ন্যানো স্কেল ফিল্ম, যেগুলোকে কাচের উপর বা অন্য কোনো সার্ফেসের উপর লাগানো থাকে, যাতে সেগুলো ওয়াটার রেজিষ্ট্রান্ট , স্ক্রাস রেজিষ্ট্রান্ট, এন্টি রিফলেকটিভ হতে পারে।এইসব যাদুকরী কার্য্য সম্পাদন করার দরুণ ন্যানো প্রযুক্তি দিন দিন আরো উন্নত এবং সবচেয়ে জনপ্রিয় হয়ে উঠেছে।

(২০১৯-২০) সালে ন্যানটেকনোলজিকে লিড দিয়েছে এমন ৫টি দেশের র‍্যাঙ্ক- সোর্সঃ NBIC+

বাংলাদেশে ন্যানোটেকনোলজি নিয়ে প্রাতিষ্ঠানিক রিসার্চ গ্রুপ রয়েছে ‘বুয়েট’ এ । যার নাম – ‘NANOTECH RESEARCH GROUP’।

ইতোমধ্যে এই রিসার্চ গ্রুপে কয়েকটি প্রজেক্ট নিয়ে কাজ করা ও শুরু হয়েছে । প্রোজেক্ট গুলোর নাম হলো-

• Bismuth Based Multiferroics
• Graphene based Nanocomposites
• Development of Nanoparticle synthesis Techniques
• Solar Hydrogen Production

সোর্সঃ– ‘NANOTECH RESEARCH GROUP’ ওয়েবসাইট।

ন্যানোটেকনোলজি এমনি এক বিশ্বয়কর আবিষ্কার, যা নিয়ে না লিখলে শেষ হবে, না বললে শেষ হবে। বছরের পর বছর ন্যানো সায়েন্স নিয়ে রিসার্স করে নতুন নতুন আবিষ্কার, সম্ভাবনা এবং উন্নত বিশ্ব পেতে পারব। ইথেন হান্ট থেকে আয়রন ম্যান এর মত ক্যারেক্টার তৈরি হবে এই ন্যানো টেকনোলজির দরুণ। এক অসম্ভব সুন্দর পৃথিবী অপেক্ষা করছে আমাদের জন্য। তাই জানতে থাকুন টেকনোলজি নিয়ে এবংন্যানো টেকনোলজির নতুন সকল আবিষ্কার এর সাথে থাকুন।

লিখেছেনঃ- কাজী নাঈমা ফেরদৌসী