তুচ্ছ রাবার ব্যান্ড শরীরের তাপ থেকে বিদ্যুৎ দেবে অনন্তকাল, চীনা বিজ্ঞানীদের উদ্ভাবন

চীনা বিজ্ঞানীরা বিশ্বের প্রথম এমন এক ধরনের রাবার ব্যান্ড তৈরি করেছেন, যা শরীরের তাপকে বিদ্যুতে রূপান্তর করতে পারে। এর ফলে, ভবিষ্যতে স্মার্টওয়াচসহ বিভিন্ন পরিধানযোগ্য ডিভাইস শরীর থেকেই চার্জ নিয়ে থেকেই চলতে পারবে। এই গবেষণা গত মাসে বিজ্ঞান বিষয়ক সাময়িকী নেচারে প্রকাশিত হয়েছে। খবর সাউথ চায়না মর্নিং পোস্টের।

গবেষকেরা জানিয়েছেন, নতুন উপাদানে তৈরি এই রাবার ব্যান্ডে ইলাস্টিসিটি বা স্থিতিস্থাপকতার সঙ্গে সঙ্গে কার্যকর তাপবিদ্যুৎ রূপান্তরের ক্ষমতা মিলেছে। তাঁরা গবেষণাপত্রে লিখেছেন, ‘এখন পর্যন্ত যেসব উচ্চক্ষমতার থার্মোইলেকট্রিক (তাপবৈদ্যুতিক) উপাদান তৈরি হয়েছে, সেগুলোতে কেবল নমনীয়তা পাওয়া গেছে, ইলাস্টিসিটি নয়।’

বর্তমানে পরিধানযোগ্য ডিভাইসগুলোর ব্যাটারি ভারী বা বারবার চার্জ দেওয়ার ওপর নির্ভরশীল। কিন্তু এই উদ্ভাবন সহজ আর স্থায়ী বিদ্যুৎ সরবরাহের সম্ভাবনা দেখাচ্ছে, যা চার্জ দেওয়ার ঝামেলা দূর করতে পারে।

গবেষকেরা বলেছেন, এই প্রযুক্তি কাজ করে থার্মোইলেকট্রিক নীতির ভিত্তিতে। যেখানে তাপমাত্রার পার্থক্য বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে। মানুষের শরীরের স্বাভাবিক তাপমাত্রা প্রায় ৩৭ ডিগ্রি সেলসিয়াস (৯৮.৬ ফারেনহাইট)। আর বাইরের তাপমাত্রা সাধারণত ২০ থেকে ৩০ ডিগ্রির মধ্যে থাকে। এই পার্থক্যকে কাজে লাগিয়ে গবেষকেরা তাপকে বিদ্যুতে রূপান্তর করার চেষ্টা করেছেন।

থার্মোইলেকট্রিক উপাদান আগে থেকেই ব্যবহার হয়ে আসছে। যেমন—মহাকাশযানে, যেখানে সূর্যের আলো পাওয়া যায় না, সে ক্ষেত্রে রেডিওঅ্যাকটিভ আইসোটোপ থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটর ব্যবহার করা হয়।

পিকিং বিশ্ববিদ্যালয়ের বস্তু বিজ্ঞানী লেই টিং বলেন, ‘আমরাই প্রথমবার বিশ্বের সামনে থার্মোইলেকট্রিক রাবারের ধারণা হাজির করেছি।’ তাঁর মতে, এর আগে ব্যবহৃত উপকরণ হয় খুব শক্ত ছিল, নয়তো নরম হলেও প্রসারণের ক্ষেত্রে অকার্যকর।

তিনি আরও জানান, তাঁর দল এমন একটি উপাদান বানানোর চেষ্টা করেছে যা বাঁকানো যাবে, টেনে লম্বা করা যাবে এবং যেটি ত্বকে লেগে থাকার মতো হবে। তিনি বলেন, ‘এ ধরনের থারমাল ডিভাইস আরামে পরা যায় এবং শরীরের তাপশক্তিকে কার্যকরভাবে বিদ্যুতে রূপান্তর করে। একই সঙ্গে, এটি শরীর থেকে তাপ গ্রহণ করলেও দেহের তাপমাত্রার ভারসাম্যে কোনো তারতম্য দেখা দেবে না।’

লেই দাবি করেন, তাত্ত্বিকভাবে যদি উপাদানটি নষ্ট না হয় বা ক্ষতিগ্রস্ত না হয়, তবে এটি অনির্দিষ্টকাল ধরে বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে সক্ষম।

এই উদ্ভাবনের মূলে রয়েছে এক ধরনের হাইব্রিড গঠন—যেখানে সেমিকন্ডাক্টিং বা অর্ধপরিবাহী পলিমারের সঙ্গে রাবারকে মিলিয়ে জটিল কাঠামো তৈরি করা হয়েছে। উপাদানের ভেতরে ন্যানোফাইবার নেটওয়ার্ক তৈরি করে তারা এক অভূতপূর্ব প্রসারণ ক্ষমতা অর্জন করেছে, যা বৈদ্যুতিক পরিবাহিতায় কোনো প্রভাব ফেলে না।

গবেষণাপত্রে বলা হয়েছে, এই উপাদান আসল দৈর্ঘ্যের তুলনায় ৮৫০ শতাংশ পর্যন্ত টেনে লম্বা করা সম্ভব। ১৫০ শতাংশ পর্যন্ত টানার পরও এটি ৯০ শতাংশের বেশি ক্ষেত্রে আগের অবস্থায় ফিরে এসেছে। এই স্থিতিস্থাপকতা প্রাকৃতিক রাবারের সমতুল্য।

বিশেষ ধরনের ডোপ্যান্ট বা খাদ যোগ করার ফলে উপাদানটির কার্যক্ষমতা আরও বেড়েছে। ফলে কক্ষ তাপমাত্রায় এর তাপবিদ্যুৎ রূপান্তরের ক্ষমতা প্রচলিত অজৈব উপাদানের সমান হয়ে গেছে। এ বিষয়ে লেই বলেন, ‘এটি শুধু পরিধানযোগ্য ডিভাইস চার্জ করার জন্য নয়, এর আরও অনেক সম্ভাবনা রয়েছে।’ উদাহরণ হিসেবে তিনি বলেন, কোনো প্রত্যন্ত অঞ্চলে কেবল আগুন জ্বালিয়েই যোগাযোগ ডিভাইস চালানো সম্ভব হতে পারে।

গবেষক দল উপাদানটি পোশাকের মধ্যেও ব্যবহার করার পরিকল্পনা করছে। এর ফলে জামার ভেতরেই মোবাইল চার্জ করা যাবে, একই সঙ্গে পোশাকের সেমিকন্ডাক্টর শরীরের ভেতরের তাপ বাইরে ছড়িয়ে দিয়ে শরীরের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করবে।

চিকিৎসাক্ষেত্রেও এর ব্যবহার হতে পারে। যেমন কার্ডিওভাসকুলার পরীক্ষায় রোগীদের এক সপ্তাহ ধরে ইলেকট্রনিক ডিভাইস পরতে হয় তথ্য সংগ্রহের জন্য। এতে বড় ব্যাটারি ও অতিরিক্ত সার্কিট লাগে। কিন্তু নতুন এই উপাদান ব্যবহার করলে শরীরের সঙ্গে সরাসরি লাগানো সেন্সরে আর বাড়তি ব্যাটারি লাগবে না।