চীনা বিজ্ঞানীদের অনন্য সাফল্য: কিউবিক হীরাকে হার মানাবে কৃত্রিমভাবে তৈরি হেক্সাগোনাল লনসডেলইট

ঝেংঝু বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রখ্যাত পদার্থবিজ্ঞানী চুনসিং শান-এর সহ-নেতৃত্বে চীনা গবেষকদের একটি দল সফলভাবে হেক্সাগোনাল হীরার বিশুদ্ধ নমুনা সংশ্লেষণ করার ঘোষণা দিয়েছেন, যা বৈজ্ঞানিক মহলে লনসডেলইট (Lonsdaleite) নামে পরিচিত। ২০২৬ সালের মার্চ মাসে প্রকাশিত এই গবেষণাপত্রটি কার্বনের এই বিশেষ রূপটি নিয়ে দীর্ঘ কয়েক দশকের বৈজ্ঞানিক অনুসন্ধানের এক চূড়ান্ত সাফল্য হিসেবে বিবেচিত হচ্ছে। গবেষক দলটি এই প্রথম বড় আকারের এবং অত্যন্ত উচ্চ বিশুদ্ধতাসম্পন্ন লনসডেলইট তৈরি করতে সক্ষম হয়েছেন, যা আগে কেবল তাত্ত্বিকভাবেই সম্ভব বলে মনে করা হতো।

মিলিমিটার আকারের বিশুদ্ধ হেক্সাগোনাল হীরা (GD) তৈরির জন্য বিজ্ঞানীরা উচ্চ-বিন্যস্ত গ্রাফাইটকে টানা দশ ঘণ্টা ধরে চরম প্রতিকূল পরিস্থিতির মধ্যে রেখেছিলেন। এই বিশেষ প্রক্রিয়ায় প্রায় ২০ গিগাপ্যাসকেল চাপ প্রয়োগ করা হয়েছিল, যা পৃথিবীর স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপের প্রায় ২,০০,০০০ গুণেরও বেশি। সেই সঙ্গে তাপমাত্রা বজায় রাখা হয়েছিল ১৩০০ থেকে ১৯০০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের একটি নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে। গবেষণার একটি উল্লেখযোগ্য দিক হলো, তাপমাত্রা বা চাপ এই সীমার চেয়ে আরও বৃদ্ধি করলে সংশ্লেষিত লনসডেলইট পুনরায় সাধারণ কিউবিক হীরায় রূপান্তরিত হয়ে যায়। এই পর্যবেক্ষণটি কার্বনের বিভিন্ন দশার পরিবর্তনের প্রকৃতি বুঝতে বিজ্ঞানীদের মূল্যবান তথ্য সরবরাহ করেছে।

নতুন এই উপাদানের শ্রেষ্ঠত্ব প্রমাণের ক্ষেত্রে পরীক্ষামূলক তথ্যগুলো অত্যন্ত শক্তিশালী ভিত্তি প্রদান করেছে। সংশ্লেষিত লনসডেলইটের ভিকার্স হার্ডনেস (Vickers hardness) পরিমাপ করা হয়েছে প্রায় ১১৪ গিগাপ্যাসকেল, যা প্রথাগত প্রাকৃতিক কিউবিক হীরার ১১০ গিগাপ্যাসকেল মাত্রাকে উল্লেখযোগ্যভাবে ছাড়িয়ে গেছে। জিলিন বিশ্ববিদ্যালয় এবং সান ইয়াত-সেন বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীদের এই যৌথ প্রচেষ্টা দীর্ঘদিনের একটি বৈজ্ঞানিক বিতর্কের অবসান ঘটিয়েছে। এর আগে গবেষকদের মধ্যে সংশয় ছিল যে লনসডেলইট কি সত্যিই একটি স্বতন্ত্র খনিজ, নাকি এটি কিউবিক হীরার একটি ত্রুটিপূর্ণ রূপ মাত্র। এই বিশুদ্ধ নমুনা সংশ্লেষণ নিশ্চিত করেছে যে এটি একটি সম্পূর্ণ আলাদা এবং উন্নত বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন খনিজ।

ঐতিহাসিকভাবে লনসডেলইট খনিজটির নামকরণ করা হয়েছিল প্রখ্যাত ক্রিস্টালোগ্রাফার ক্যাথলিন লনসডেলের সম্মানে। ১৯৬৭ সালে 'ক্যানিয়ন ডায়াবলো' নামক উল্কাপিণ্ডে প্রথম এর প্রাকৃতিক অস্তিত্বের সন্ধান পাওয়া যায়। তবে প্রাকৃতিক নমুনায় কিউবিক হীরা ও গ্রাফাইটের মিশ্রণ থাকায় এর বিশুদ্ধতা নিয়ে বিজ্ঞানীদের মনে সবসময়ই সন্দেহ ছিল। গাঠনিক দিক থেকে লনসডেলইট হেক্সাগোনাল ল্যাটিস (2H, LBLB স্তর বিন্যাস) পদ্ধতি অনুসরণ করে, যেখানে সাধারণ কিউবিক হীরা থ্রি-লেয়ার কিউবিক ল্যাটিস (3C) কাঠামোতে গঠিত হয়। এর আগে ৭ থেকে ১৩ গিগাপ্যাসকেল চাপে লনসডেলইট তৈরির চেষ্টা করা হলেও তা মাত্র কয়েক অ্যাংস্ট্রম আকারের ক্ষুদ্র স্তরে সীমাবদ্ধ ছিল। কিন্তু চুনসিং শান-এর দল মিলিমিটার আকারের নমুনা তৈরি করে এর ভৌত ধর্ম নিখুঁতভাবে পরিমাপ করার পথ প্রশস্ত করেছেন।

এই অভাবনীয় বৈজ্ঞানিক অর্জনের সরাসরি প্রযুক্তিগত এবং শিল্পগত প্রভাব রয়েছে। লনসডেলইটের প্রমাণিত অতি-কঠোরতা এবং উচ্চ জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা একে বিভিন্ন কঠিন শিল্পকাজে ব্যবহারের জন্য আদর্শ করে তুলেছে। এর সম্ভাব্য ব্যবহারের ক্ষেত্রগুলোর মধ্যে রয়েছে আরও দীর্ঘস্থায়ী ঘর্ষণরোধী আবরণ (abrasive coatings), অত্যন্ত শক্তিশালী কাটিং এবং ড্রিলিং সরঞ্জাম তৈরি এবং উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসের তাপ নির্গমন ব্যবস্থা (heat dissipation) উন্নত করা। গবেষকদের পরবর্তী লক্ষ্য হলো এই অতি-কঠিন উপাদানটির উৎপাদন প্রক্রিয়াকে আরও বড় পরিসরে নিয়ে যাওয়া, যাতে ভবিষ্যতে শিল্পক্ষেত্রে এর বাণিজ্যিক ব্যবহার নিশ্চিত করা সম্ভব হয়।