ন্যানোটেকনোলজি যেভাবে বদলে দিয়েছে আমাদের পৃথিবীর প্রযুক্তি

ন্যানোটেকনোলজি: Nano শব্দটি গ্রিক Nanos থেকে এসেছে, যার আভিধানিক অর্থ Dwarf (বামন বা জাদুকরী ক্ষমতাসম্পন্ন ক্ষুদ্রাকৃতির প্রাণী) কিন্তু এটি মাপের একক হিসেবে ব্যবহৃত হচ্ছে। এক মিটারের ১০০ কোটি ভাগের এক ভাগ হলো এক ন্যানোমিটার (১ ন্যানোমিটার = ১০৯ মিটার)। আর এ ন্যানোমিটার স্কেলের সাথে যে সমস্ত টেকনোলজি সম্পর্কিত সেগুলোকেই ন্যানোটেকনোলজি বলা হয়।

ন্যানোটেকনোলজি হলো এমন বিজ্ঞান, প্রকৌশল ও প্রযুক্তি, যা পরিচালিত হয় ন্যানো স্কেলে, যেটি ১ থেকে ১০০ ন্যানোমিটার হয়ে থাকে। অন্যদিকে, বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি ব্যবহার করে 1 থেকে 100 ন্যানোমিটার আকৃতির কোনো কিছু তৈরি করা হলে, তাকে সাধারণভাবে ন্যানো-পার্টিকেল বলে। এ প্রযুক্তির মাধ্যমে অণু-পরমাণুকে ভাঙিয়ে বা জোড়া লাগিয়ে আগামী দিনে অনেক কিছু করা সম্ভব।

অর্থাৎ ন্যানোটেকনোলজি বা ন্যানোপ্রযুক্তি হলো পারমাণবিক বা আণবিক স্কেলে অতিক্ষুদ্র ডিভাইস (যেমন- রোবোট) তৈরি করার জন্য ধাতব ও বস্তুকে সুনিপুণভাবে কাজে লাগানোর বিজ্ঞান। ন্যানোটেকনোলজিকে সংক্ষেপে ন্যানোটেক বলা হয়ে থাকে। আমেরিকান পদার্থবিদ রিচার্ড ফাইনম্যান (Richard Feynman) ১৯৫৯ সালের ২৯ ডিসেম্বর তার “There’s Plenty of Room at the Bottom” আলোচনায় ন্যানোটেকনোলজি সম্পর্কে সর্বপ্রথম ধারণা দেন।

যদি একটি মার্বেল এক ন্যানোমিটার হয়, তাহলে পৃথিবীর সাইজ হবে এক মিটার। ন্যানোসায়েন্স ও ন্যানোটেকনোলজি হলো একক অণু-পরমাণু দেখা এবং নিয়ন্ত্রণ করার সামর্থ্য। ন্যানো প্রযুক্তির ফলে কোনো উপকরণকে এতটাই ক্ষুদ্র করে তৈরি করা যায় যে, এর থেকে আর ক্ষুদ্র করা সম্ভব নয়। এ পৃথিবীর সব কিছু যা আমরা খাই, যা আমরা পরি, ঘরবাড়ি যাতে আমরা বাস করি, আমাদের দেহের সব কিছু পরমাণু দিয়ে গঠিত। কিন্তু পরমাণু এতো ছোটো যে খালি চোখে তা দেখা যায় না।

১৯৮০ সনে IBM-এর গবেষকরা প্রথম আবিষ্কার করেন STM (Scanning Tunneling Microscope); এ যন্ত্রটি দিয়ে অণুর গঠন পর্যন্ত দেখা সম্ভব। এ যন্ত্রটির আবিষ্কারই ন্যানো প্রযুক্তিকে বাস্তব রূপ দিতে সক্ষম হয়েছে। এতে ছোটোখাটো একটা পিঁপড়াকে মনে হবে একটা ডাইনোসর।

ন্যানোটেকনোলজির প্রক্রিয়া

ন্যানোটেকনোলজির ক্ষেত্রে দু’টি প্রক্রিয়া আছে। যথা-

ক্ষুদ্র থেকে বৃহৎ (Bottom Up): এ পদ্ধতিতে ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র আকারের ছোট জিনিস দিয়ে বড় কোনো জিনিস তৈরি করা হয়। ন্যানো প্রযুক্তির সাহায্যে ন্যানোমিটার স্কেলে ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র বস্তুর উপাদান দিয়ে কাঙ্ক্ষিত কোনো বস্তু তৈরি করা যায়।

বৃহৎ থেকে ক্ষুদ্র (Top down): টপ ডাউন পদ্ধতিতে কোনো জিনিসকে কেটে ছোট করে, তাকে নির্দিষ্ট আকার দেয়া হয়। এক্ষেত্রে সাধারণত Etching প্রক্রিয়াটি সম্পর্কিত। আমাদের বর্তমান ইলেকট্রনিক্স হলো টপ ডাউন প্রযুক্তি।

খাদ্যশিল্পে ন্যানোটেকনোলজির গুরুত্ব

খাদ্যশিল্পে ন্যানোটেকনোলজির প্রয়োগ অনেক, এ বিষয়ে নিচে বিস্তারিত আলোচনা করা হল-

খাদ্য উপাদানের রং, টেক্সার ও স্বাদ বৃদ্ধি

খাদ্যশিল্পে এখন ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহার করে ন্যানোস্কেল খাদ্য উপাদান উৎপাদন করা হচ্ছে, যা খাদ্যের রং, টেক্সার ও স্বাদ বৃদ্ধিতে সহায়তা করে। এধরনের উৎপাদিত ন্যানো পার্টিকেলগুলোর মধ্যে টিটেনিয়াম ডাই-অক্সাউড (TiO2),অ্যামোরফাস সিলিকা প্রভৃতি খাদ্য সংযোজনে ও প্রলেপ দেবার কাজে ব্যবহৃত হয়ে থাকে।

খাদ্য প্যাকেজিং

খাদ্য প্যাকেজিং-এ দীর্ঘকাল ধরে ন্যানোপার্টিকেল ব্যবহৃত হয়ে থাকে। সিলভার ন্যানোপার্টিকেল সমৃদ্ধ প্লাস্টিকের মোড়ক দ্বারা খাদ্যদ্রব্য প্যাকেজিং করা হলে, তা খাদ্যকে ক্ষতিকর ব্যাকটেরিয়ার আক্রমণ থেকে মুক্ত রাখে। বিভিন্ন ন্যানোকম্পোজিট সমৃদ্ধ পলিমারসমূহ ব্যবহার করে শুকনো খাদ্যসমূহ যেমন চিপস, বিস্কিট ইত্যাদিকে প্যাকেজিং করা হয়। এগুলোতে ন্যানোপার্টিকেল জিংক অক্সাইড (ZnO) ও ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড (MgO) ব্যবহৃত হয় বিধায় এর অভ্যন্তরে থাকা শুকনো খাদ্যদ্রব্যসমূহ দীর্ঘদিন টাটকা ও মচমচে থাকতে পারে।

খাদ্য সংরক্ষণ

খাদ্য সংরক্ষণ ও পরিবহণের সময় ন্যানোপার্টিকেলের এন্টিমাইক্রোবিয়াল উপাদানসমূহ খাদ্যকে সতেজ রাখতে সহায়তা করে। ন্যানোসেন্সরসমূহ ব্যবহার করে রেফ্রিজারেটেড অবস্থায় সংরক্ষিত খাদ্যের অবস্থা যাচাই করা সম্ভব হয়। রেফ্রিজারেটরে সংরক্ষিত খাদ্যকে দীর্ঘদিন সতেজ রাখতে রেফ্রিজারেটরের মূল উপকরণের সাথে ১০ ভাগ ন্যানো পার্টিকেল মেশানো হয়। এতে করে খাবারে ক্ষতিকর ব্যাকটেরিয়া ও ছত্রাকের আক্রমণ স্বয়ংক্রিয়ভাবে রোধ করা যায়।

ন্যানোসেন্সর

বর্তমানে নতুন ধরনের ফুড প্যাকেজিং সিস্টেম তৈরির প্রচেষ্টা চালানো হচ্ছে, যেখানে প্যাকেজিং-এর জন্য ন্যানোসেন্সর ব্যবহৃত হবে। প্যাকেট করা খাদ্যদ্রব্য থেকে গ্যাস বের হয়ে এসে খাবারকে নষ্ট করে ফেললে এই ন্যানোসেন্সরগুলো স্বয়ংক্রিয়ভাবে প্যাকেটের রং পরিবর্তন করে ফেলবে, যাতে করে ক্রেতা সাবধান হতে পারে।

নতুন ধরনের প্লাস্টিকের ফ্লিম তৈরির চেষ্টা চালানো হচ্ছে, যার মধ্যে খাদ্য দীর্ঘদিন সতেজ থাকবে। এই ফ্লিমের প্যাকেজিং-এ সিলিকেট ন্যানোপার্টিকেল ব্যবহার করা হয়, যা প্যাকেটের অক্সিজেনের প্রবাহ প্রতিরোধ করে প্যাকেটের ভেতরের ময়েশ্চার বাইরে আসতে বাধা দেবে।

ন্যানো প্রযুক্তির প্রয়োগক্ষেত্র

বর্তমানে বিভিন্ন ধরনের প্রোডাক্ট তৈরিতে ন্যানো প্রযুক্তি ব্যবহৃত হচ্ছে। এ প্রযুক্তি ব্যবহারের মাধ্যমে বৃহৎ স্কেলে পণ্যোৎপাদন সম্ভব হচ্ছে এবং উৎপাদিত পণ্য আকারে সূক্ষ্ম ও ছোট হলেও অত্যন্ত মজবুত, বিদ্যুৎ সাশ্রয়ী, টেকসই ও হালকা হয় । নিম্নে এর কতিপয় প্রয়োগক্ষেত্র উল্লেখ করা হলো।

কম্পিউটার হার্ডওয়্যার তৈরি

কম্পিউটারের মেমোরি, গতি, দক্ষতা, দীর্ঘস্থায়িত্ব ইত্যাদি বৃদ্ধির জন্য বিভিন্ন হার্ডওয়্যার ও ভিডিও গেমস কনসোল তৈরিতে ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহৃত হয়। একই সাথে এটি ডিসপ্লে ও কোয়ান্টাম প্রযুক্তি উন্নয়নে সহায়তা করে ।

চিকিৎসা ক্ষেত্রে

ন্যানো প্রযুক্তি ব্যবহার করে অতি ক্ষুদ্র রোবট তৈরির গবেষণা চলছে। এ ধরনের রোবট মানবদেহের অভ্যন্তরে অস্ত্রোপচার করতে সক্ষম হবে। যেমন: এনজিওপ্লাস্টি। সরাসরি রোগাক্রান্ত সেলে চিকিৎসা প্রদানের ক্ষেত্রে ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহৃত হতে পারে যেমন: ন্যানো ক্রায়োসার্জারি। ডায়গনোসিস ক্ষেত্র যেমন: এন্ডোস্কপি, এনজিওগ্রাম, কোলনোস্কোপি ইত্যাদিতে ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহৃত হতে পারে।

ইলেকট্রনিক্স যন্ত্রপাতি

বিদ্যুৎ খরচ, ওজন ও আকৃতি কমিয়ে কার্যক্ষমতা বৃদ্ধির লক্ষ্যে বিভিন্ন ধরনের ইলেকট্রনিক্স যন্ত্রপাতি তৈরিতে ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহৃত হয়।

জ্বালানি

কম খরচে নিম্নমানের কাঁচামালের মাধ্যমে জ্বালানি তৈরি এবং বিভিন্ন প্রকার ব্যাটারি ও হাইড্রোজেন আয়নের জন্য ফুয়েল সেল তৈরি, সৌরবিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য সৌরকোষ তৈরি প্রভৃতি ক্ষেত্রে ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহৃত হয়।

প্যাকেজিং ও প্রলেপ তৈরি

খাদ্যজাত দ্রব্য প্যাকেজিং-এর কাজে এবং বিভিন্ন জিনিসের প্রলেপ তৈরির কাজে এ প্রযুক্তি ব্যবহৃত হয়।

ঔষধ তৈরি

ঔষধ তৈরির আণবিক গঠনে, যাতে রোগাক্রান্ত সেলে সরাসরি ঔষধ প্রয়োগ করা যায়। ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহার করে তৈরিকৃত ঔষধকে স্মার্ট ড্রাগ বলা হয়।

বস্ত্র শিল্প

বস্ত্র শিল্পে কাপড়ের ওজন ও ঘনত্ব উন্নতিকল্পে ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহৃত হয়।

ক্যান্সার নির্ণয় ও নিরাময়

ন্যানোসেন্সর ব্যবহার করে মানবদেহের রক্তের ভেতরে ক্যান্সার সৃষ্টিকারী উপাদান বায়োমার্কার সম্পূর্ণভাবে নির্ণয় করা সম্ভব হয়েছে। ন্যানো সুচ ব্যবহার করে সূক্ষ্মভাবে শুধুমাত্র ক্যান্সার আক্রান্ত কোষে ঔষধ প্রয়োগকরে ক্যান্সার কোষ ধ্বংস করা যায়।

খেলাধুলার সামগ্রী

টেনিস বলের স্থায়িত্ব বৃদ্ধির জন্য, বাতাসে গলফ বলের পজিশন ঠিক রাখার জন্য, র্যাকেটের শক্তি ও স্থায়িত্ব বৃদ্ধির জন্য ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহৃত হয়। এছাড়াও খেলোয়াড়দের জুতা, মোজা, ট্রাউজার প্রভৃতির স্থায়িত্ব বৃদ্ধিও আরামপ্রদ করার জন্য ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহৃত হয়।

বায়ু ও পানি দূষণ রোধে

ন্যানো পার্টিকেল ব্যবহার করে শিল্পকারখানা হতে নির্গত ক্ষতিকারক ধোঁয়া ও রাসায়নিক বর্জ্যকে অক্ষতিকারক গ্যাসে রূপান্তর করে পানিতে নিষ্কাশিত করা হয়। যেমন- ট্যানারি শিল্পের বর্জ্যকে এ প্রক্রিয়ার সাহায্যে দূষণমুক্ত করা হলে তা নদীর পানির দূষণ প্রতিরাধে সহায়তা করে। তেমনিভাবে গাড়ি ও শিল্পকারখানার নির্গত বিষাক্ত ধোঁয়া ন্যানো পার্টিকেলের সহায়তায় দূষণমুক্ত গ্যাসে পরিণত করে বায়ু দূষণ রোধ করা যায়

মহাকাশ অভিযান

মহাকাশ অভিযানে ব্যবহৃত বিভিন্ন নভোযানকে হালকা করে তৈরি করে জ্বালানির পরিমাণ কমাতে ন্যানো টেকনোলজি ব্যবহৃত হয়।

কৃত্রিম অঙ্গ-প্রত্যঙ্গ তৈরি

ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহার করে অনুভূতিসম্পন্ন কৃত্রিম অঙ্গ-প্রত্যঙ্গ তৈরি করা সম্ভব।

প্রসাধন শিল্পে

সানস্ক্রিন ও ময়েশ্চারাইজার তৈরির কাজে ব্যবহৃত টিটানিয়াম ডাই-অক্সাইড তৈরির কাজে ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহৃত হয়। এছাড়াও এন্টি-এজিং ক্রিম তৈরিতেও ন্যানো টেকনোলজি ব্যবহৃত হয়। সর্বোপরি প্রসাধনীতে জিংক অক্সাইড-এ ন্যানো পার্টিকেল যুক্ত হওয়ায় ত্বকের ক্যান্সার রোধ সম্ভব হয়েছে।

যোগাযোগ ক্ষেত্রে হালকা ওজনের ও কম জ্বালানি চাহিদাসম্পন্ন গাড়ি প্রস্তুতকরণে ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহৃত হয়ে থাকে।

ন্যানো প্রযুক্তির সুবিধা

১. পানি বিশুদ্ধিকরণে ন্যানো ম্যাটেরিয়ালসমূহ ব্যবহার করা যায়।

২. মেটাল অক্সাইড ন্যানো-ওয়্যারসমূহকে কেমিক্যাল সেন্সর হিসেবে ব্যবহার করা যায়।

৩. সেলফ-অ্যাসেমব্লিং ক্ষমতাসম্পন্ন।

৪. ন্যানো প্রযুক্তি ফেব্রিকেশন-এর প্রচলন ঘটিয়েছে, ফলে ইলেকট্রনিক বায়োসেন্সরসমূহের ফেব্রিকেশন করা যায়।

৫. পণ্যের ওজন কমায়, দীর্ঘস্থায়িত্ব প্রদান করে এবং পানি প্রতিরোধী।

ন্যানো প্রযুক্তির অসুবিধা/ক্ষতিকারক দিক

১. ন্যানোটেকনোলজি গবেষণা ও প্রয়োগ অনেক ব্যয়সাপেক্ষ।

২. প্রচলিত শিল্প প্রতিষ্ঠান ও ফার্মে এ প্রযুক্তি ব্যবহারের ফলে অনেকে কর্মহীন হয়ে যাবে।

৩. অনেক ন্যানো প্রোডাক্টস মানুষের মস্তিষ্ক ও ফুসফুসের জন্য মারাত্মক ক্ষতিকর।

৪. ন্যানো প্রযুক্তি ব্যবহার করে মারাত্মক যুদ্ধাস্ত্র তৈরি করা সম্ভব বিধায় যুদ্ধক্ষেত্রে আরও ভয়াবহতার আশঙ্কা করা হচ্ছে।

৫. ন্যানো প্রযুক্তি ব্যবহারের ফলে পানি ও বায়ু দূষণ হতে পারে, যা মানুষ ও অন্যান্য প্রাণীর জন্য মারাত্মক ক্ষতিকর।

৬. এ প্রযুক্তির ভুল ব্যবহার বিরাট ক্ষতি করতে পারে।

ন্যানোটেকনোলজিতে অবদান রাখায় যে তিন বিজ্ঞানী ২০১৬ মলিকুলার মেশিনস বা আণবিক যন্ত্রের নকশা ও এ রসায়নে নোবেল পেলেন, তারা হলেন- ফ্রান্সের জ্যঁ-পিয়েরে সভেজ, স্কটল্যান্ডের স্যার ফ্রেজার আণবিক যন্ত্র নিয়ন্ত্রণযোগ্য, ন্যানোমিটার আকৃতির স্টডার্ট ও নেদারল্যান্ডসের বেন ফেরিঙ্গা। এই গতিতে রূপ দিতে পারে। এই পদ্ধতি ব্যবহার কাঠামো, যা রাসায়নিক শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তি ও করে রসায়নবিদরা সুইচ থেকে শুরু করে মোটর পর্যন্ত আণবিক যন্ত্র তৈরি করেন।