বায়ু থেকে বিশুদ্ধ পানি সংগ্রহের ‘সুপার স্পঞ্জ’ তৈরি করলেন বিজ্ঞানীরা

বিশ্বজুড়ে ২২০ কোটিরও বেশি মানুষ নিরাপদ পানির অভাবে ভুগছেন। এবার সেই সংকট দূর করতে বিজ্ঞানীরা তৈরি করেছেন এক নতুন ধরনের উপাদান, যা বাতাস থেকেই বিশুদ্ধ পানির জোগান দিতে পারে। এই নতুন উপাদান এতটাই হালকা যে, একে প্রায় ওজনহীন বলা যায়। আর এর কার্যকারিতাও অভূতপূর্ব।

অস্ট্রেলিয়ার নিউ সাউথ ওয়েলস বিশ্ববিদ্যালয়ের সহযোগী অধ্যাপক রাকেশ জোশি এবং সিঙ্গাপুরের ন্যাশনাল ইউনিভার্সিটির নোবেল বিজয়ী অধ্যাপক স্যার কস্ত্যা নভোসেলভের নেতৃত্বে গবেষণাটি পরিচালনা করা হয়। গবেষণায় আরও যুক্ত ছিলেন অস্ট্রেলিয়া, চীন, জাপান, ভারত ও সিঙ্গাপুরের বিজ্ঞানীরা।

সম্প্রতি তাঁদের এই গবেষণা প্রকাশিত হয়েছে যুক্তরাষ্ট্রের খ্যাতনামা বিজ্ঞান সাময়িকী প্রসেডিংস অব দ্য ন্যাশনাল একাডেমি অব সায়েন্সেসে।

নতুন উপাদানটি গ্রাফিন অক্সাইড ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে। এটি একধরনের অতি সূক্ষ্ম অক্সিজেন মিশ্রিত কার্বনের পাতলা স্তর। এর বিশেষ গঠনই পানির অণুগুলো সহজেই আকর্ষণ করতে সাহায্য করে।

তবে বিজ্ঞানীরা লক্ষ করেন, গ্রাফিন অক্সাইডে ক্যালসিয়াম আয়ন (চার্জযুক্ত ক্যালসিয়াম পরমাণু) যোগ করলে এর পানি শোষণের ক্ষমতা অনেক বেশি বেড়ে যায়।

গ্রাফিন অক্সাইড ও ক্যালসিয়াম উভয়ই আলাদাভাবে পানি শোষণ করতে পারে। তবে একসঙ্গে ব্যবহার করলে এটি তিন গুণ বেশি পানি ধরে রাখতে পারে।

এই শক্তিশালী পানি শোষণের মূল রহস্য লুকিয়ে আছে ক্যালসিয়াম ও গ্রাফিনের অক্সিজেনের মধ্যে গঠিত এক বিশেষ রাসায়নিক বন্ধনে। এটি পানির অণুগুলোর সঙ্গে শক্তিশালী হাইড্রোজেন বন্ড তৈরি করে, ফলে পানির অণুগুলো আরও দৃঢ়ভাবে এই উপাদানে আটকে থাকে।

উপাদানটিকে আরও কার্যকর করে তুলতে বিজ্ঞানীরা এটিকে এরোজেল রূপে রূপান্তর করেন। এরোজেল হলো—পৃথিবীর অন্যতম হালকা কঠিন পদার্থ, যার ভেতরে অসংখ্য ক্ষুদ্র ছিদ্র থাকে। এর ফলে উপাদানটি দ্রুত পানি শোষণ করতে পারে।

এই উপাদানের আরেকটি সুবিধা হলো—এটি থেকে সংগ্রহ করা পানি বের করতে বেশি শক্তি লাগে না। মাত্র ৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপেই পানি মুক্ত হয়ে যায়।

অস্ট্রেলিয়ার ‘ন্যাশনাল কম্পিউটেশনাল ইনফ্রাস্ট্রাকচার’ সুপারকম্পিউটারের মাধ্যমে এই উপাদানের পরমাণু পর্যায়ের গঠন বিশ্লেষণ করেন বিজ্ঞানীরা। এতে গ্রাফিন ও ক্যালসিয়ামের মিথস্ক্রিয়ার সুনির্দিষ্ট কারণ ও ক্ষমতা সম্পর্কে নিশ্চিত হওয়া গেছে। ভবিষ্যতে আরও উন্নয়নেও এটি সহায়ক হবে।

যদিও এখনো গবেষণাটি প্রাথমিক পর্যায়ে রয়েছে, তবে বিজ্ঞানীরা ইতিমধ্যে শিল্প খাতে অংশীদারদের সঙ্গে কাজ শুরু করেছেন। এর লক্ষ্য হলো—একটি কার্যকর প্রোটোটাইপ তৈরি করা, যা বাস্তব পরিস্থিতিতে পরীক্ষা করা যাবে।

বিশেষ করে উচ্চ আর্দ্রতাসম্পন্ন অথচ দুর্বল অবকাঠামো এলাকায় এটি বিশুদ্ধ পানির জোগানে বড় ভূমিকা রাখতে পারে।

এই উদ্ভাবনকে বৈশ্বিক সহযোগিতার এক উজ্জ্বল দৃষ্টান্ত হিসেবে দেখছেন এআরসি সেন্টার অব এক্সেলেন্স ফর কার্বন সায়েন্স অ্যান্ড ইনোভেশনের পরিচালক অধ্যাপক লিমিং ডাই।

তিনি বলেন, ‘উন্নত উপাদান বিজ্ঞান, আন্তর্জাতিক সহযোগিতা ও বাস্তব জীবনের প্রয়োজন একত্রে মিলেই এমন বিপ্লবী সমাধান সম্ভব করেছে।’

তথ্যসূত্র: নোরিডজ সায়েন্স