বরফ বিকৃত হলে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে: নতুন প্রযুক্তিগত দিগন্ত উন্মোচন

বিজ্ঞানীরা বরফের একটি যুগান্তকারী বৈশিষ্ট্য আবিষ্কার করেছেন: অসমভাবে বিকৃত হলে বরফ বিদ্যুৎ উৎপন্ন করতে পারে। এই ঘটনাটি 'ফ্লেক্সোইলেকট্রিসিটি' নামে পরিচিত এবং এটি Nature Physics জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে। এই আবিষ্কারটি ঠান্ডা পরিবেশে ইলেকট্রনিক ডিভাইস এবং শক্তি সংগ্রহের নতুন সম্ভাবনার দ্বার উন্মোচন করেছে।

স্পেনের Catalan Institute of Nanotechnology and Nanomaterials (ICN2), চীনের Xi'an Jiaotong University এবং আমেরিকার Stony Brook University-এর গবেষকরা এই গবেষণা পরিচালনা করেছেন। তারা দেখেছেন যে বিশুদ্ধ বরফ বিকৃতির ফলে একটি বৈদ্যুতিক চার্জ তৈরি করে, তবে তা ব্যবহারিক প্রয়োগের জন্য যথেষ্ট নয়। কিন্তু যখন বরফে ২৫% সাধারণ লবণ মেশানো হয়, তখন এর ফ্লেক্সোইলেকট্রিক সহগ বিশুদ্ধ বরফের তুলনায় হাজার গুণ বৃদ্ধি পায়। এই বর্ধিত ক্ষমতা এটিকে বর্তমানে ইলেকট্রনিক্সে ব্যবহৃত টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড এবং স্ট্রনটিয়াম টাইটানেটের মতো উপাদানের সমকক্ষ করে তোলে।

ফ্লেক্সোইলেকট্রিসিটি হলো এমন একটি ধর্ম যেখানে বস্তুর উপর অসম যান্ত্রিক চাপ প্রয়োগ করলে তা বৈদ্যুতিক পোলারাইজেশন তৈরি করে। এটি পাইজোইলেকট্রিসিটি থেকে ভিন্ন, যেখানে চাপ প্রয়োগে সরাসরি বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়। বরফ পাইজোইলেকট্রিক নয়, কারণ এর অণুগুলির বিন্যাস সামগ্রিকভাবে বৈদ্যুতিক চার্জকে বাতিল করে দেয়। কিন্তু বিকৃতির ফলে সৃষ্ট স্ট্রেইন গ্রেডিয়েন্ট ফ্লেক্সোইলেকট্রিক প্রভাবকে সক্রিয় করে তোলে।

এই আবিষ্কারটি অত্যন্ত ঠান্ডা অঞ্চলে, যেমন মেরু অঞ্চলগুলিতে, কম খরচে সেন্সর এবং শক্তি সংগ্রহকারী ডিভাইস তৈরির ক্ষেত্রে কাজে লাগানো যেতে পারে। এটি প্রত্যন্ত অঞ্চলে প্রযুক্তির প্রসারে সহায়ক হবে। এছাড়াও, এই গবেষণা হিমবাহের মধ্যে বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ এবং সৌরজগতের বরফাবৃত উপগ্রহগুলিতে, যেমন ইউরোপা ও এনসেলাডাসে, বৈদ্যুতিক কার্যকলাপের ব্যাখ্যা প্রদানে সহায়ক হতে পারে।

গবেষকরা আরও দেখেছেন যে, -113°C তাপমাত্রার নিচে বরফের পৃষ্ঠে একটি 'ফেরোইলেকট্রিক' দশা তৈরি হয়, যা বিদ্যুৎ উৎপাদনের আরেকটি প্রক্রিয়া। ন্যানোপ্রযুক্তির ক্ষেত্রেও এই আবিষ্কারের প্রভাব সুদূরপ্রসারী। গবেষকরা বর্তমানে এই বৈশিষ্ট্যগুলিকে বাস্তব-বিশ্বের প্রয়োগে কাজে লাগানোর জন্য নতুন গবেষণা পথ অন্বেষণ করছেন। যদিও ব্যবহারিক সমাধান নিয়ে আলোচনা করার সময় এখনও আসেনি, এই আবিষ্কারটি এমন নতুন ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরির পথ খুলে দিতে পারে যা বরফকে একটি সক্রিয় উপাদান হিসেবে ব্যবহার করবে এবং যা ঠান্ডা ও প্রত্যন্ত অঞ্চলে সরাসরি তৈরি করা সম্ভব হবে।