বিজ্ঞানীরা সিন্থেটিক রেজিন থেকে কৃত্রিম কাঠ তৈরি করেছেন যা প্রাকৃতিক কাঠের নকল করার সময় বহুমুখী ব্যবহারের জন্য উন্নত বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে
কাঠ একটি জৈব গাছ, ঝোপ এবং গুল্মগুলিতে পাওয়া তন্তুযুক্ত টিস্যু। কাঠকে সবচেয়ে দরকারী এবং সম্ভবত সবচেয়ে বহুমুখী উপাদান হিসাবে বলা যেতে পারে গ্রহ পৃথিবী এটি হাজার হাজার বছর ধরে একাধিক উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা হয়েছে এবং এটির কম ঘনত্ব এবং উচ্চ শক্তির জন্য অত্যন্ত উল্লেখযোগ্য। কাঠের অনন্য অ্যানিসোট্রপিক সেলুলার কাঠামো (অর্থাৎ বিভিন্ন দিকের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য) এটিকে আশ্চর্যজনক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য দেয় এবং সেইসাথে এটিকে শক্তিশালী, শক্ত কিন্তু এখনও হালকা এবং নমনীয় করে তোলে। কাঠের উচ্চ কম্প্রেসিভ শক্তি এবং কম প্রসার্য শক্তি রয়েছে। কাঠ হল পরিবেশ এবং খরচ বান্ধব, অত্যন্ত শক্তিশালী, টেকসই এবং দীর্ঘস্থায়ী এবং কাগজ তৈরি থেকে শুরু করে বাড়ি তৈরির জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।
প্রকৃতি ইতিমধ্যে আমাদের কাঠের মতো আশ্চর্যজনক উপকরণ সরবরাহ করেছে। তবুও আমাদের জন্য উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন বায়োমিমেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং উপকরণগুলি ডিজাইন এবং বিকাশ করার জন্য প্রকৃতির চারপাশে সর্বদা একটি অনুপ্রেরণা রয়েছে, যা ইতিমধ্যে প্রকৃতিতে পাওয়া জৈব উপাদানগুলির আশ্চর্যজনক বৈশিষ্ট্যগুলিকে 'নকল' করতে পারে। কাঠের স্বতন্ত্রতা কম ঘনত্ব এবং উচ্চ শক্তি সহ এর অ্যানিসোট্রপিক সেলুলার গঠন থেকে আসে। সাম্প্রতিক অতীতে বিজ্ঞানীরা উচ্চ-শক্তি এবং লাইটওয়েটের মতো কাঠের বৈশিষ্ট্যগুলিকে নকল করার জন্য এই ধারণাটি বিবেচনা করে উপকরণগুলি ডিজাইন করার চেষ্টা করেছেন। যাইহোক, বেশিরভাগ গবেষণা অসন্তোষজনক ফলাফলের দিকে পরিচালিত করেছে কারণ ডিজাইন করা উপকরণগুলি এক বা অন্য ত্রুটির দ্বারা ভুগছে। এটি এখনও ইঞ্জিনিয়ারদের নির্মাণের জন্য একটি উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে কৃত্রিম কাঠের মত উপকরণ। এটি উচ্চ প্রাসঙ্গিক কারণ প্রাকৃতিক কাঠ বাড়াতে কয়েক দশক সময় লাগে এবং প্রাকৃতিক কাঠের মতো উপাদান তৈরি করার সময় সময় এবং দক্ষতা একটি শক্তিশালী মাপকাঠি।
জৈব অনুপ্রাণিত কাঠ
চীনের ইউনিভার্সিটি অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজির গবেষকরা বায়োইনস্পায়েড কৃত্রিম পলিমারিক তৈরির জন্য একটি অভিনব কৌশল তৈরি করেছেন কাঠ বিশাল পরিমাণে. এই কৃত্রিম উপাদানটিতে কাঠের মতো সেলুলার মাইক্রোস্ট্রাকচার রয়েছে, মাইক্রোস্ট্রাকচারে ভাল নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা এবং প্রাকৃতিক কাঠের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ হালকা ওজন এবং উচ্চ শক্তির মতো বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করবে। গবেষকরা বলেছেন যে এই নতুন উপাদানটি প্রাকৃতিক কাঠের মতোই শক্তিশালী যা আজ পর্যন্ত গবেষণা করা অন্য কোনও ইঞ্জিনিয়ারড কাঠের থেকে আলাদা।
প্রকৃতিতে পাওয়া কাঠে লিগনিন নামক একটি প্রাকৃতিক পলিমার রয়েছে যা কাঠকে শক্তিশালী করার জন্য দায়ী। লিগনিন উচ্চ শক্তি তৈরি করতে সেলুলোজের ছোট স্ফটিকগুলিকে একটি জালের মতো কাঠামোতে একত্রে আবদ্ধ করে। গবেষকরা অনুরূপ বৈশিষ্ট্যযুক্ত রেসল নামক সিন্থেটিক পলিমার ব্যবহার করে লিগনিনকে প্রতিলিপি করার কথা ভেবেছিলেন। তারা সফলভাবে ঐতিহ্যগতভাবে উপলব্ধ রেজোল (ফেনলিক রজন এবং মেলামাইন রজন) রূপান্তরিত করেছে কৃত্রিম কাঠ উপাদান মত. রূপান্তরটি প্রথমে পলিমার রেজোলের স্ব-সমাবেশের বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যবহার করে এবং তারপরে থিমোকিউরিংয়ের মাধ্যমে অর্জন করা হয়েছিল। স্ব-সমাবেশ অর্জনের জন্য, তরল থার্মোস্ট্যাট রজনগুলি একমুখীভাবে হিমায়িত করা হয়েছিল, তারপর 200 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রায় নিরাময় করা হয়েছিল (ক্রস-লিঙ্কড বা পলিমারাইজড)। উৎপাদিত প্রকৌশলী কাঠ একটি কোষের মতো কাঠামো গ্রহণ করে যা প্রাকৃতিক কাঠের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সাদৃশ্যপূর্ণ। পরবর্তীকালে, থার্মোকিউরিং - রেজোলে তাপমাত্রা-প্ররোচিত রাসায়নিক পরিবর্তন (এখানে, পলিমারাইজেশন) সমন্বিত একটি প্রক্রিয়া - কৃত্রিম পলিমারিক কাঠ তৈরি করার জন্য সঞ্চালিত হয়েছিল। এই জাতীয় উপাদানের ছিদ্রের আকার এবং প্রাচীরের বেধ ম্যানুয়ালি নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। শুধু তাই নয়, রেজোল তৈরি করা ক্রিস্টালাইটগুলিও কাঠের ধরণের প্রয়োজনের ভিত্তিতে পরিবর্তন করা যেতে পারে। রেজোল ধারণ করে এমন ক্রিস্টালাইট যোগ করে বা স্যুইচ করেও রঙ পরিবর্তন করা যেতে পারে। যখন এই প্রকৌশলী কাঠটি সংকুচিত হয়, তখন এটি তার প্রাকৃতিক প্রতিরূপের মতো প্রতিরোধ প্রদর্শন করে। গবেষণায় বর্ণিত পদ্ধতিটিকে কৃত্রিম কাঠ প্রস্তুত করার জন্য একটি সবুজ পদ্ধতি হিসাবেও অভিহিত করা যেতে পারে যেখানে সেলুলোজ ন্যানোফাইবার এবং গ্রাফিন অক্সাইডের মতো ন্যানোম্যাটেরিয়ালের কম্পোস্ট ব্যবহার করা যেতে পারে।
মজার বিষয় হল, প্রকৌশলী কৃত্রিম কাঠ প্রাকৃতিক কাঠের তুলনায় জল এবং অ্যাসিডের ভাল ক্ষয় প্রতিরোধক প্রদর্শন করে যখন এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যে কোন পতন হয় না। এর মানে হল যে কৃত্রিম কাঠ চরম আবহাওয়ার ঘটনাগুলিকে প্রতিরোধ করতে পারে এবং সুরক্ষা প্রদানে উন্নত করা হবে। এটি আরও ভাল তাপ নিরোধক এবং আগুনের উন্নত প্রতিরোধ দেখায় এবং প্রাকৃতিক কাঠের মতো সহজে আগুন ধরবে না কারণ প্রধানত রেজোল অগ্নি প্রতিরোধক। এটি উত্পাদন এবং নির্মাণের মতো সেক্টরের জন্য একটি আশীর্বাদ হতে পারে, বিশেষ করে আবাসিক ভবন যা প্রাকৃতিক কাঠ ব্যবহার করে নির্মিত হলে আগুন ধরে যায়। উপাদানটি আদর্শভাবে কঠিন এবং কঠোর পরিবেশের জন্য উপযুক্ত কারণ প্রাকৃতিক কাঠের তুলনায় এটি বেশ উন্নত। শক্তি এবং তাপ নিরোধক বৈশিষ্ট্যের সাথে সাপেক্ষে সেলুলার সিরামিক এবং এরোজেলের মতো স্ট্যান্ডার্ড ইঞ্জিনিয়ারিং উপকরণের সাথে তুলনা করলে এটি অনন্য। এটি উচ্চ শক্তির কারণে বেশিরভাগ প্লাস্টিক-কাঠের কম্পোজিটের চেয়েও বেশি কার্যকর। প্রকৌশলী কাঠের প্রচুর বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা এটিকে আরও দক্ষ করে তোলে।
প্রকাশিত এই গবেষণায় বর্ণিত অভিনব কৌশল বিজ্ঞান অগ্রগতি উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন বায়োমিমেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং কম্পোজিট উপকরণ তৈরি এবং প্রকৌশলী করার নতুন উপায় প্রদান করে যা তাদের ঐতিহ্যবাহী অংশগুলির তুলনায় কিছু উল্লেখযোগ্য সুবিধা পাবে। এই ধরনের অভিনব উপকরণের অনেক ক্ষেত্রে বিস্তৃত প্রয়োগ থাকতে পারে।
***
{উদ্ধৃত উৎস(গুলি) তালিকায় নীচে দেওয়া DOI লিঙ্কে ক্লিক করে আপনি মূল গবেষণাপত্রটি পড়তে পারেন}
উত্স (গুলি)
Zhi-লং Y at al. 2018 বায়োইনস্পায়েড পলিমারিক কাঠ। বিজ্ঞান অগ্রগতি. 4(8)।
https://doi.org/10.1126/sciadv.aat7223
***
