কর্নেল বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা সফট ম্যাটেরিয়ালস এবং 3D প্রিন্টিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে সুপারকন্ডাক্টর তৈরির একটি অভিনব পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছেন। পলিমার রসায়ন এবং অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং-এর এই সমন্বয় এমআরআই প্রযুক্তি এবং পরবর্তী প্রজন্মের কোয়ান্টাম কম্পিউটারের মতো ক্ষেত্রগুলিতে যুগান্তকারী অগ্রগতির সম্ভাবনা তৈরি করেছে।
এই নতুন পদ্ধতির সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য অর্জন হলো নিওবিয়াম নাইট্রাইডের ক্রিটিক্যাল ম্যাগনেটিক ফিল্ড অর্জন, যা ৪০ থেকে ৫০ টেসলার মধ্যে। এটি এই উপাদানের জন্য একটি পরম রেকর্ড, যা উন্নত চিকিৎসা সরঞ্জামগুলির মতো অত্যন্ত শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রগুলিতে এর কার্যকারিতার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। প্রকল্পের প্রধান উলরিখ উইসনার উল্লেখ করেছেন যে, ব্যবহৃত পলিমারের মোলার মাসের সাথে চূড়ান্ত সুপারকন্ডাক্টিং পারফরম্যান্সের একটি সরাসরি সম্পর্ক রয়েছে, যা পূর্বে প্রতিষ্ঠিত ছিল না।
এই যুগান্তকারী উদ্ভাবন প্রায় এক দশক ধরে চলা গবেষণার ফল। ২০১৬ সালে কর্নেল টিম প্রথম প্রদর্শন করে যে ব্লক কোপলিমারগুলি সুপারকন্ডাক্টর গঠনের জন্য উপকারী কাঠামোতে স্ব-একত্রিত হতে পারে। ২০২১ সালের মধ্যে, এটি নিশ্চিত করা হয়েছিল যে এই সফট-ম্যাটেরিয়াল-ভিত্তিক পদ্ধতিগুলি প্রচলিত কৌশলগুলির সাথে প্রতিদ্বন্দ্বিতা করতে পারে। বর্তমান প্রক্রিয়াটি একটি গুণগত উল্লম্ফন চিহ্নিত করে, যেখানে একটি 'ওয়ান-পট' সিস্টেম ব্যবহার করা হয় যা প্রচলিত ছিদ্রযুক্ত উপাদান 3D প্রিন্টিংয়ের অনেক ধাপ এড়িয়ে যায়।
নতুন কৌশলটি তিনটি স্বতন্ত্র স্তরে সুপারকন্ডাক্টিং উপাদানগুলিকে সংগঠিত করে: পারমাণবিক-স্তরের ক্রিস্টাল ল্যাটিস, কোপলিমার স্ব-একত্রীকরণের মাধ্যমে পরিচালিত মেসোস্ট্রাকচারড ল্যাটিস এবং 3D প্রিন্টিং দ্বারা সরাসরি উৎপাদিত ম্যাক্রোস্কোপিক ল্যাটিস। প্রক্রিয়াটি কোপলিমার এবং ন্যানো পার্টিকেল সমন্বিত একটি কালি দিয়ে শুরু হয়, যা প্রিন্টিংয়ের সময় স্ব-একত্রিত হয়। পরবর্তী তাপ চিকিত্সা উপাদানটিকে অভূতপূর্ব বৈশিষ্ট্য সহ একটি ছিদ্রযুক্ত স্ফটিক সুপারকন্ডাক্টরে রূপান্তরিত করে। এই ছিদ্রযুক্ত স্থাপত্যটি কম্পোজিট সুপারকন্ডাক্টরগুলির জন্য একটি রেকর্ড অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠ এলাকা সরবরাহ করে, যা নতুন কোয়ান্টাম উপকরণ বিকাশের জন্য একটি আদর্শ বৈশিষ্ট্য।
গবেষকরা টাইটানিয়াম নাইট্রাইডের মতো অন্যান্য যৌগগুলিও পরীক্ষা করছেন, যার লক্ষ্য হলো তিন-মাত্রিক কাঠামো তৈরি করা যা প্রচলিত পদ্ধতিগুলির সাথে অর্জন করা কঠিন। এই কাজটি রসায়নবিদ, পদার্থবিদ এবং উপকরণ বিজ্ঞানীদের একটি আন্তঃবিভাগীয় দল সম্ভব করেছে, যা গবেষণার সীমানা প্রসারিত করতে ক্রস-ডিসিপ্লিনারি সহযোগিতার গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা তুলে ধরে। উইসনারের মতে, নতুন পদ্ধতিটি পূর্বের চেয়ে সহজ এবং আরও মাপযোগ্যভাবে তৈরি সুপারকন্ডাক্টরগুলির একটি প্রজন্মের পথ খুলে দিতে পারে।
এই গবেষণাটি সুপারকন্ডাক্টিভিটির ক্ষেত্রে একটি নতুন দিগন্ত উন্মোচন করেছে, যা ভবিষ্যতে বিভিন্ন প্রযুক্তিগত ক্ষেত্রে বৈপ্লবিক পরিবর্তন আনতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, সুপারকন্ডাক্টিং ম্যাগনেটগুলির কর্মক্ষমতা উন্নত করার মাধ্যমে এমআরআই স্ক্যানগুলি আরও দ্রুত এবং নির্ভুল হতে পারে, যা রোগ নির্ণয় এবং চিকিৎসায় নতুন সম্ভাবনা তৈরি করবে। একইভাবে, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এর ক্ষেত্রে এই অগ্রগতিগুলি আরও শক্তিশালী এবং স্থিতিশীল কোয়ান্টাম সিস্টেম তৈরির পথ প্রশস্ত করতে পারে, যা জটিল বৈজ্ঞানিক সমস্যা সমাধানে সহায়ক হবে।