পাটকাঠি থেকে উচ্চমানের গ্রাফিন, টেকসই ন্যানোম্যাটেরিয়ালে নতুন দিগন্ত

পাটকাঠির মতো সাধারণ কৃষিজ বর্জ্যকে উচ্চমূল্যের ভবিষ্যৎ উপকরণে রূপান্তরের এক উল্লেখযোগ্য সাফল্য দেখিয়েছেন ড. মো. আব্দুল আজিজের নেতৃত্বাধীন একটি আন্তর্জাতিক গবেষক দল। সৌদি আরবের কিং ফাহাদ ইউনিভার্সিটি অব পেট্রোলিয়াম অ্যান্ড মিনারেলসে তারা এই কাজটি সম্পন্ন করেছেন।এই গবেষণায় পাটকাঠি ব্যবহার করে অত্যন্ত স্থিতিশীল, উচ্চ কার্যক্ষম ও সক্রিয় গ্রাফিন তৈরি করা সম্ভব হয়েছে। টেকসই ন্যানোম্যাটেরিয়াল উন্নয়নে এটি একটি বড় অগ্রগতি হিসেবে দেখা হচ্ছে। গবেষণাটি প্রকাশিত হয়েছে আন্তর্জাতিক সাময়িকী ক্যামেস্ট্রি- অ্যান এশিয়ান জার্নালে। গবেষণায় দেখানো হয়েছে, তুলনামূলক সহজ তাপপ্রয়োগ পদ্ধতিতে নিষ্ক্রিয় পরিবেশে পাটকাঠি থেকে ত্রিমাত্রিক সংযুক্ত গ্রাফিন কাঠামো তৈরি করা যায়। গবেষকদের মতে, পদ্ধতিটি পরিবেশবান্ধব, শিল্পে প্রয়োগযোগ্য এবং কম খরচে গ্রাফিন উৎপাদনের নতুন পথ খুলে দিতে পারে। পাট উৎপাদনকারী দেশগুলোর জন্য এর গুরুত্ব বিশেষভাবে বেশি। প্রক্রিয়ার প্রথম ধাপে পাটকাঠির গুঁড়া থেকে অ্যাক্টিভেটেড কার্বন ন্যানোশিট তৈরি করা হয়। এরপর উপাদানটিকে প্রায় ২৭০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপে উত্তপ্ত করলে উন্নত গ্রাফিন কাঠামো গঠিত হয়। বিশ্লেষণে দেখা গেছে, উৎপাদিত গ্রাফিনে একস্তর গ্রাফিনের বৈশিষ্ট্যপূর্ণ তীক্ষ্ণ ডিফ্র্যাকশন শিখর, খুব কম ত্রুটি এবং উচ্চমাত্রার স্ফটিক গঠন রয়েছে। ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপে দেখা যায়, অতি পাতলা ন্যানোশিটগুলো একে অপরের সঙ্গে যুক্ত হয়ে ছিদ্রযুক্ত ত্রিমাত্রিক নেটওয়ার্ক তৈরি করেছে। মৌলিক বিশ্লেষণে উপাদানটি প্রায় সম্পূর্ণরূপে বিশুদ্ধ কার্বন দিয়ে গঠিত বলেও নিশ্চিত করা হয়েছে। আরও পড়ুন: আলোর ব্যবহারে রোগ শনাক্তের নতুন দিগন্ত উন্মোচনের পথে বাংলাদেশি ৩ গবেষক গবেষণায় আরও উঠে এসেছে, এই গ্রাফিন তাপ ও রাসায়নিক উভয় পরিবেশেই অত্যন্ত স্থিতিশীল। বাতাসে প্রায় ৭০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত এটি স্থিতিশীল থাকে এবং শক্ত অ্যাসিডে প্রক্রিয়াজাত করার পরও এর কাঠামোয় উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন দেখা যায় না। ইলেকট্রোকেমিক্যাল কর্মদক্ষতার ক্ষেত্রেও উপাদানটি উল্লেখযোগ্য সাফল্য দেখিয়েছে। সালফাইডের ইলেকট্রোঅক্সিডেশন প্রক্রিয়ায় এই গ্রাফিন কম ভোল্টেজেই শক্তিশালী প্রতিক্রিয়া প্রদর্শন করে এবং উচ্চ কারেন্ট ঘনত্ব সৃষ্টি করে। ফলে দ্রুত চার্জ আদান-প্রদান ও উন্নত ইলেকট্রোক্যাটালাইটিক সক্ষমতার ইঙ্গিত পাওয়া যায়। গবেষকদের মতে, সালফাইড শনাক্তকরণ, জলদূষণ পর্যবেক্ষণ এবং পরিবেশগত সেন্সিং প্রযুক্তিতে এর ব্যবহার সম্ভাবনা উজ্জ্বল। গ্রাফিন তার উচ্চ বিদ্যুৎ পরিবাহিতা, দ্রুত চার্জ-বাহক গতি, শক্ত যান্ত্রিক গঠন, নমনীয়তা, স্বচ্ছতা ও চমৎকার তাপ পরিবাহিতার কারণে ইতোমধ্যে সুপারক্যাপাসিটার, ব্যাটারি, সেন্সর, পানি পরিশোধন, শক্তি সঞ্চয়, ইলেকট্রনিক্স ও ইলেকট্রোক্যাটালাইসিসে গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হিসেবে বিবেচিত। পাটকাঠি থেকে তৈরি এই গ্রাফিন সেই সম্ভাবনাকে আরও বাস্তবমুখী করে তুলতে পারে। আরও পড়ুন: সত্যিই কি ক্ষেপণাস্ত্র বানিয়েছেন বাংলাদেশের তরুণ পায়েল? গবেষকদের মতে, স্বল্পমূল্যের কৃষিজ বর্জ্য ব্যবহার করে উচ্চমানের গ্রাফিন উৎপাদন শুধু খরচ কমানোর দিক থেকেই নয়, বরং কৃষিজ বর্জ্যের কার্যকর ব্যবহারের ক্ষেত্রেও নতুন সম্ভাবনা তৈরি করছে। ‘বায়োমাস ভ্যালোরাইজেশন’ এর একটি বাস্তব উদাহরণ হিসেবে এই উদ্ভাবন ভবিষ্যতে প্রাকৃতিক উৎস থেকে উন্নত উপকরণ তৈরির পথ আরও সুগম করতে পারে। গবেষণা সংশ্লিষ্টরা: ড. মো. আব্দুল আজিজ (গবেষণা দলনেতা), এসএস শাহ, এইচ ইয়াং, এম আশরাফ, এমএএ কাসেম, এএস হাকিম প্রকাশনা: Chemistry – An Asian Journal (Chem Asian J. 2022, 17, e202200567)

Go to News Site