‘ইভেন্টউড’ নামে একটি মার্কিন কোম্পানি এমন এক ধরনের কাঠ তৈরি করেছে, যার শক্তি ইস্পাতের চেয়ে প্রায় ১০ গুণ বেশি এবং ওজন ছয় গুণ কম। এই কাঠের নাম দেওয়া হয়েছে ‘সুপারউড’। কোম্পানিটি ইতিমধ্যে বাণিজ্যিকভাবে এই কাঠের উৎপাদন শুরু করেছে।

মঙ্গলবার (১৪ অক্টোবর) সিএনএন জানিয়েছে, ইভেন্টউড কোম্পানিটি সহ-প্রতিষ্ঠা করেছেন উপাদান বিজ্ঞানী লিয়াংবিং হু। বর্তমানে তিনি ইয়েল বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপনা করছেন।

দশ বছরেরও বেশি সময় আগে মেরিল্যান্ড বিশ্ববিদ্যালয়ে ‘সেন্টার ফর মেটেরিয়াল ইনোভেশান’-এ কাজ করার সময় লিয়াংবিং হু প্রচলিত কাঠকে নতুনভাবে পুনর্গঠনের চেষ্টা শুরু করেন। এমনকি তিনি কাঠের মূল উপাদান ‘লিগনিন’ সরিয়ে সেটিকে স্বচ্ছও করেছিলেন। তবে তাঁর আসল লক্ষ্য ছিল, কাঠকে এর প্রধান উপাদান সেলুলোজ ব্যবহার করে আরও শক্তিশালী করা।

২০১৭ সালে হু প্রথমবারের মতো কাঠের সেলুলোজ রসায়নিকভাবে পরিবর্তন করে এর শক্তি বহুগুণ বাড়াতে সক্ষম হন। এই প্রক্রিয়ায় কাঠকে পানির সঙ্গে নির্দিষ্ট রাসায়নিক পদার্থে প্রথমে সেদ্ধ করা হয়। এরপর তাপ ও চাপ প্রয়োগ করে কাঠের কোষের স্তর ঘন করা হয়। এতে কাঠের ঘনত্ব ও দৃঢ়তা এতটাই বেড়ে যায় যে, গবেষণায় দেখা যায়—এর শক্তি অধিকাংশ ধাতু ও সংকর ধাতুর চেয়েও বেশি।

এরপর বহু বছর ধরে হু প্রক্রিয়াটি আরও উন্নত করেন এবং ১৪০ টিরও বেশি পেটেন্ট নেন। এখন সেই গবেষণার ধারাবাহিকতায় ‘সুপারউড’ বাজারে এসেছে।

ইন্টারউড-এর প্রধান নির্বাহী অ্যালেক্স লাউ বলেন, ‘রাসায়নিক দিক থেকে এটি কাঠই। কিন্তু এর গুণাবলি সাধারণ কাঠের তুলনায় বহুগুণ উন্নত।’ তিনি জানান, সুপারউড দিয়ে তৈরি ভবনগুলো চার গুণ হালকা হতে পারে, ফলে ভূমিকম্প-প্রতিরোধী ও নির্মাণে সহজ হবে।

সুপারউডের আরেকটি বিশেষত্ব হলো, এটি ২০ গুণ পর্যন্ত শক্তিশালী এবং ১০ গুণ বেশি দাগ ও ক্ষয় প্রতিরোধে সক্ষম। এই কাঠের প্রাকৃতিক ছিদ্রযুক্ত গঠন সংকুচিত হয়ে ঘন ও শক্ত হওয়ায় এটি ছত্রাক, পোকামাকড় এবং এমনকি আগুনও প্রতিরোধ করে।

ইন্টারউড বর্তমানে যুক্তরাষ্ট্রের মেরিল্যান্ডের ফ্রেডেরিক শহরে সুপারউডের উৎপাদন শুরু করেছে। শুরুতে এটিকে স্থাপনার বহিরাংশের জন্য—যেমন দেয়াল প্যানেল, ডেকিং ও ক্ল্যাডিংয়ে ব্যবহার করা হবে। আগামী বছর থেকে অভ্যন্তরীণ সাজসজ্জা ও আসবাবেও এর ব্যবহার শুরু হবে বলে আশা করছে কোম্পানিটি।

সুপারউডের উৎপাদন খরচ এখনো সাধারণ কাঠের চেয়ে বেশি। তবে ইস্পাতের তুলনায় এর কার্বন নিঃসরণ প্রায় ৯০ শতাংশ কম। লাউ বলেন, ‘আমাদের লক্ষ্য কাঠের চেয়ে সস্তা হওয়া নয়; বরং ইস্পাতের সঙ্গে প্রতিযোগিতা করা।’

অস্ট্রেলিয়ার ইউনিভার্সিটি অব নিউ সাউথ ওয়েলসের অধ্যাপক ফিলিপ ওল্ডফিল্ড মত দিয়েছেন, কাঠ পরিবেশবান্ধব কারণ এটি উৎপাদনের সময় কার্বন ধরে রাখে। তিনি বলেন, ‘সুপারউডের মতো শক্তিশালী কাঠ স্থপতিদের নতুন নকশা ও বড় কাঠামো তৈরিতে অনুপ্রাণিত করবে। এর ফলে নির্মাণশিল্পে কাঠের ব্যবহার আরও বাড়াতে পারে।’

আন্তর্জাতিক অঙ্গনে খ্যাতিমান রসায়নবিদ ড. ওমর ইয়াঘি রসায়নে নোবেল পুরস্কার অর্জন করেছেন। তিনি দ্বিতীয় মুসলিম বিজ্ঞানী হিসেবে রসায়নে নোবেল জয় করলেন। জলবায়ু পরিবর্তনের বিরুদ্ধে লড়াই এবং শুষ্ক অঞ্চল থেকে পানীয় জল সংগ্রহের প্রযুক্তিতে তাঁর যুগান্তকারী গবেষণার জন্য তিনি বিশ্বজুড়ে পরিচিত।

রসায়নে প্রথম মুসলিম নোবেল বিজয়ী হলেন মিসরীয়-আমেরিকান রসায়নবিদ ড. আহমেদ জেওয়াইল। তিনি ১৯৯৯ সালে তাঁর কাজের জন্য পুরস্কৃত হন।

ড. ইয়াঘি ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, বার্কলে-তে রসায়নের অধ্যাপক হিসেবে কর্মরত। তাঁর প্রধান গবেষণা ক্ষেত্র হলো ‘রেটিকুলার কেমিস্ট্রি’ নামে রসায়নের একটি নতুন শাখা, যার পথিকৃৎ তিনি। তিনি এই ক্ষেত্রটিকে সংজ্ঞায়িত করেছেন এভাবে: ‘শক্তিশালী বন্ধনের মাধ্যমে আণবিক বিল্ডিং ব্লকগুলোকে বিস্তৃত কাঠামোর মধ্যে জুড়ে দেওয়া’।

এই ক্ষেত্রে তিনি তিন ধরনের যুগান্তকারী পদার্থের আবিষ্কার ও নকশা প্রণয়নের জন্য সুপরিচিত। এগুলো হলো: মেটাল-অরগানিক ফ্রেমওয়ার্কস (এমওএফ), কোভ্যালেন্ট অরগানিক ফ্রেমওয়ার্কস (সিওএফ) এবং জিউলিটিক ইমিডাজোলেট ফ্রেমওয়ার্কস (জেডআইএফ)। মেটাল-অরগানিক ফ্রেমওয়ার্কস-এর জন্য অপর দুই বিজ্ঞানীর সঙ্গে এবার রসায়নে নোবেল জিতেছেন ওমর।

এই বস্তুগুলো পৃথিবীর জ্ঞাত পদার্থগুলোর মধ্যে সর্বোচ্চ পৃষ্ঠতল এলাকা ধারণ করে। ফলে এগুলো প্রয়োগ বহুবিধ এবং মানবকল্যাণে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যেমন:

মরুভূমি বা শুষ্ক অঞ্চল থেকে জলীয় বাষ্প শোষণের মাধ্যমে বিশুদ্ধ পানীয় জল আহরণ

কার্বন ডাই-অক্সাইড ধারণ ও রূপান্তর

হাইড্রোজেন ও মিথেন সংরক্ষণ

অনুঘটক (Catalysis) হিসেবে ব্যবহার।

তাঁর কাজের প্রভাব অত্যন্ত সুদূরপ্রসারী। তাঁর কাজের ভিত্তিতে ৩ শতাধিক গবেষণাপত্র প্রকাশিত হয়েছে, যা মোট আড়াই লাখের বার সাইটেশন পেয়েছে এবং তাঁর এইচ-সূচক ১৯০।

শরণার্থী জীবন থেকে শীর্ষস্থান

ড. ওমর ইয়াঘি ১৯৬৫ সালে জর্ডানের আম্মানে এক ফিলিস্তিনি শরণার্থী পরিবারে জন্মগ্রহণ করেন। বিদ্যুৎ এবং সুপেয় পানির সীমিত সুবিধা নিয়ে একটি মাত্র ঘরে গাদাগাদি করে থেকে কেটেছে তাঁর শৈশব। বাবার অনুপ্রেরণায় মাত্র ১৫ বছর বয়সে তিনি যুক্তরাষ্ট্রে পাড়ি জমান।

ইংরেজি ভাষা ভালোভাবে না জানা সত্ত্বেও তিনি হাডসন ভ্যালি কমিউনিটি কলেজ থেকে পড়াশোনা শুরু করেন এবং পরে ইউনিভার্সিটি অ্যাট আলবানি থেকে স্নাতক ডিগ্রি লাভ করেন। তিনি ইউনিভার্সিটি অব ইলিনয়, আরবানা-শ্যাম্পেইন থেকে রসায়নে পিএইচডি (১৯৯০) অর্জন করেন, যেখানে তাঁর উপদেষ্টা ছিলেন ড. ওয়াল্টার জি. ক্লেমপারার। পরবর্তীতে তিনি রিচার্ড এইচ. হোম-এর অধীনে হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ে পোস্ট ডক্টরাল ফেলো হিসেবে গবেষণা সম্পন্ন করেন।

সৌদি নাগরিকত্ব ও বৈশ্বিক গবেষণা কেন্দ্র

ড. ওমর ইয়াঘি তাঁর বৈজ্ঞানিক কাজের স্বীকৃতিস্বরূপ ২০২১ সালে সৌদি আরব সরকারের পক্ষ থেকে সৌদি নাগরিকত্ব লাভ করেন। এটি সৌদি আরবের ‘ভিশন ২০৩০ ’-এর লক্ষ্য পূরণে দেশের উন্নয়নে প্রতিভাবান বিশেষজ্ঞদের আকৃষ্ট করার একটি অংশ।

ড. ইয়াঘি বর্তমানে একাধিক গুরুত্বপূর্ণ গবেষণা প্রতিষ্ঠানের নেতৃত্ব দিচ্ছেন। এর মধ্যে উল্লেখযোগ্য হলো:

বার্কলে গ্লোবাল সায়েন্স ইনস্টিটিউট: উন্নয়নশীল দেশগুলোতে গবেষণা কেন্দ্র নির্মাণ এবং তরুণ গবেষকদের সুযোগ দেওয়াই এই প্রতিষ্ঠানের লক্ষ্য।

কাভলি এনার্জি ন্যানো সায়েন্সেস ইনস্টিটিউট: আণবিক স্তরে শক্তির রূপান্তরের মৌলিক বিজ্ঞানের ওপর জোর দেয়।

বাকার ইনস্টিটিউট অব ডিজিটাল ম্যাটেরিয়ালস ফর দ্য প্ল্যানেট: জলবায়ু পরিবর্তনের প্রভাব মোকাবিলায় সাশ্রয়ী, সহজে স্থাপনযোগ্য এমওএফ এবং সিওএফ-এর মতো সূক্ষ্ম ছিদ্রযুক্ত উপকরণ তৈরির লক্ষ্য নিয়ে কাজ করে।

নোবেল ছাড়াও, ড. ওমর ইয়াঘি তাঁর বৈজ্ঞানিক অর্জনের জন্য বিশ্বজুড়ে বহু মর্যাদাপূর্ণ পুরস্কারে ভূষিত হয়েছেন, যার মধ্যে রয়েছে—উলফ প্রাইজ ইন কেমিস্ট্রি (২০১৮), কিং ফয়সাল ইন্টারন্যাশনাল প্রাইজ ইন সায়েন্স (২০১৫), সলভয় প্রাইজ (২০২৪), তাং প্রাইজ (২০২৪) এবং বলজান প্রাইজ (২০২৪)।

চলতি বছর রসায়নে নোবেল পুরস্কার পেয়েছেন তিন বিজ্ঞানী—সুসুমু কিতাগাওয়া, রিচার্ড রবসন ও ওমর এম ইয়াঘি। আজ বুধবার সুইডেনের রয়্যাল সুইডিশ একাডেমি অব সায়েন্সেস এ পুরস্কারের বিজয়ী হিসেবে তাঁদের নাম ঘোষণা করেছে। নোবেল কমিটি জানিয়েছে, তাঁরা ‘মেটাল-অর্গানিক ফ্রেমওয়ার্কসের বিকাশ’ ঘটানোর জন্য এ সম্মাননা পাচ্ছেন।

নোবেল কমিটি জানিয়েছে, এই তিন বিজ্ঞানী একধরনের নতুন আণবিক কাঠামো তৈরি করেছেন। তাঁদের উদ্ভাবিত মেটাল-অর্গানিক ফ্রেমওয়ার্কসের ভেতরে বড় বড় ফাঁকা জায়গা থাকে। সেই ফাঁক দিয়ে বিভিন্ন অণু ভেতরে-বাইরে আসা–যাওয়া করতে পারে।

গবেষকেরা এ কাঠামো ব্যবহার করে মরুভূমির বাতাস থেকে পানি সংগ্রহ করেছেন। দূষিত পানি থেকে ক্ষতিকর পদার্থ আলাদা করেছেন। আবার কার্বন ডাই-অক্সাইড আটকে রাখা এবং হাইড্রোজেন সংরক্ষণেও এ প্রযুক্তি কাজে লাগানো হয়েছে।

সুসুমু কিতাগাওয়া ১৯৫১ সালে জাপানের কিয়োটোতে জন্মগ্রহণ করেন। তিনি ১৯৭৯ সালে কিয়োটো বিশ্ববিদ্যালয় থেকে পিএইচডি ডিগ্রি অর্জন করেন। বর্তমানে তিনি কিয়োটো বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক। রিচার্ড রবসন ১৯৩৭ সালে যুক্তরাজ্যের গ্লাসবার্নে জন্মগ্রহণ করেন। ১৯৬২ সালে তিনি যুক্তরাজ্যের অক্সফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয় থেকে পিএইচডি ডিগ্রি লাভ করেন। পরে তিনি অস্ট্রেলিয়ার মেলবোর্ন বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক হন। ওমর এম ইয়াঘি ১৯৬৫ সালে জর্ডানের আম্মানে জন্মগ্রহণ করেন। তবে তাঁর পরিবারের মূল শিকড় ফিলিস্তিনে প্রোথিত। তিনি ১৯৯০ সালে যুক্তরাষ্ট্রের ইলিনয় বিশ্ববিদ্যালয় আর্বানা-শ্যাম্পেইন থেকে পিএইচডি সম্পন্ন করেন। বর্তমানে তিনি যুক্তরাষ্ট্রের ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, বার্কলেতে অধ্যাপনা করছেন।

এর আগে গত বছর রসায়নে নোবেল বিজয়ী হলেন—ডেভিড বেকার, ডেমিস হাসাবিস ও জন এম জাম্পার। প্রোটিনের বিভিন্ন বিষয় নিয়ে কাজ করার কারণে তাঁদের গত বছর নোবেল পুরস্কারে ভূষিত করা হয়।

পদার্থবিজ্ঞানের একটি অন্যতম প্রধান প্রশ্ন হলো—কত বড় ব্যবস্থার (system) মধ্যে কোয়ান্টাম বলবিদ্যার প্রভাব দৃশ্যমান করা সম্ভব? এ বছরের নোবেল বিজয়ীরা একটি বৈদ্যুতিক সার্কিট ব্যবহার করে এমন একটি ব্যবস্থায় কোয়ান্টাম মেকানিক্যাল টানেলিং ও কোয়ান্টাইজড শক্তির স্তর প্রমাণ করেছেন—যেটির আকার রীতিমতো হাতে ধরে রাখার মতো বড়।

এ বছরের পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার কোয়ান্টাম প্রযুক্তি, যেমন কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফি, কোয়ান্টাম কম্পিউটার ও কোয়ান্টাম সেন্সরের পরবর্তী প্রজন্মের প্রযুক্তিকে আরও উন্নত করার সুযোগ তৈরি করেছে।

এ বছর পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কারের জন্য রয়্যাল সুইডিশ একাডেমি অব সায়েন্সেস, বৈদ্যুতিক সার্কিটে ম্যাক্রোস্কোপিক কোয়ান্টাম মেকানিক্যাল টানেলিং ও এনার্জি কোয়ান্টাইজেশন আবিষ্কারের জন্য জন ক্লার্ক, মিশেল এইচ ডেভোরে ও জন এম মার্টিনিসের নাম ঘোষণা করেছে। তাঁরা যথাক্রমে যুক্তরাজ্য, ফ্রান্স ও যুক্তরাষ্ট্রের নাগরিক।

বিজয়ীরা একাধিক পরীক্ষার মাধ্যমে প্রমাণ করেছেন, কোয়ান্টাম জগতের অদ্ভুত বৈশিষ্ট্যগুলো একটি হাতে ধরে রাখার মতো বড় ব্যবস্থাতেও স্পষ্ট দৃশ্যমান করা যেতে পারে। তাঁদের সুপারকন্ডাক্টিং বৈদ্যুতিক ব্যবস্থাটি এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় টানেল করতে সক্ষম হয়েছে—এটি কোনো দেয়াল ভেদ করে চলাচল করার মতো একটি ঘটনা। তাঁরা আরও দেখিয়েছেন, ব্যবস্থাটি সুনির্দিষ্ট পরিমাপের শক্তিমাত্রায় শক্তি শোষণ ও বিকিরণ করে—যেটির আভাস কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানে রয়েছে।

ম্যাক্রোস্কোপিক কোয়ান্টাম টানেলিং ও এনার্জি কোয়ান্টাইজেশন

এ দুটি অতি উন্নত ও নির্দিষ্ট পদার্থবিজ্ঞানের ধারণা। সাধারণত জোসেফসন জংশন ও সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিটের মতো অতি নিম্ন তাপমাত্রার ইলেকট্রনিক সার্কিটগুলোতে এ ঘটনাগুলো পরিলক্ষিত হয়।

ম্যাক্রোস্কোপিক কোয়ান্টাম টানেলিং (এমকিউটি)

কোয়ান্টাম বলবিদ্যায় ‘টানেলিং’ বলতে বোঝায়, যখন একটি কণা (যেমন ইলেকট্রন) কোনো বাধাকে অতিক্রম করার জন্য পর্যাপ্ত শক্তি না থাকা সত্ত্বেও সেই বাধা ভেদ করে অন্য দিকে চলে যায়। এ ঘটনা ক্ল্যাসিক্যাল ফিজিক্সের (ধ্রুপদি পদার্থবিদ্যা) নিয়মের পরিপন্থী।

ম্যাক্রোস্কোপিক স্কেল

সাধারণত টানেলিং শুধু আণবিক বা পারমাণবিক স্তরে ঘটে। কিন্তু একটি বৈদ্যুতিক সার্কিটে, যখন একটি ‘জোসেফসন জংশন’ ব্যবহার করা হয় (যা দুটি সুপারকন্ডাক্টরকে একটি পাতলা অন্তরক স্তরের মাধ্যমে পৃথক করে), তখন ‘চার্জ কোয়ান্টা’ বা ‘ফ্লাক্স কোয়ান্টা’ পুরো জংশনে টানেল করতে পারে। এই ফিজিক্যাল প্যারামিটারগুলো (যেমন কারেন্ট বা ফ্লাক্স) লাখ লাখ ইলেকট্রনের সমতুল্য হওয়া সত্ত্বেও কোয়ান্টাম আচরণ দেখায়, তাই এটিকে ‘ম্যাক্রোস্কোপিক কোয়ান্টাম টানেলিং’ বলা হয়।

এনার্জি কোয়ান্টাইজেশন

একটি সাধারণ বৈদ্যুতিক সার্কিটে শক্তি অবিচ্ছিন্নভাবে পরিবর্তিত হতে পারে। কিন্তু যখন সার্কিটটিকে খুব কম তাপমাত্রায় (প্রায় পরম শূন্যের কাছাকাছি) সুপারকন্ডাক্টিং উপাদান ও নির্দিষ্ট জ্যামিতি ব্যবহার করে ডিজাইন করা হয় (যেমন একটি ‘কিউবিট’), তখন এর শক্তি পরমাণুর মতোই বিচ্ছিন্ন স্তর বা কোয়ান্টার মতো আচরণ করে।

সার্কিটে কোয়ান্টাইজেশন

এ ধরনের সার্কিটকে সাধারণত ‘কোয়ান্টাম হারমোনিক অসিলেটর’ বা অন্যান্য কোয়ান্টাম মেকানিক্যাল সিস্টেমের সমতুল্য মনে করা হয়। জংশন ও ক্যাপাসিট্যান্সের মাধ্যমে তৈরি এই সার্কিটগুলোতে ‘চার্জ বা ফ্লাক্স’ সুনির্দিষ্ট ও বিচ্ছিন্ন শক্তির স্তরে আবদ্ধ থাকে। এই শক্তির স্তরগুলোর মধ্যে পরিবর্তন কেবল নির্দিষ্ট পরিমাণ শক্তি (একটি ফোটন) শোষণ বা নির্গমনের মাধ্যমে ঘটতে পারে, এটিই তখন ‘এনার্জি কোয়ান্টাইজেশন’ প্রদর্শন করে।

ব্যবহার

কোয়ান্টাইজড এনার্জি স্টেটগুলোই সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিটের ‘০’ ও ‘১’ দশা হিসেবে কাজ করে। এটিই কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের মূল ভিত্তি।

সংক্ষেপে, এই তিন বিজ্ঞানী দেখিয়েছেন, কোয়ান্টাম বলবিদ্যা শুধু ক্ষুদ্র কণার জন্য নয়, বরং উপযুক্ত পরিস্থিতিতে বড় আকারের (ম্যাক্রোস্কোপিক) বৈদ্যুতিক সার্কিটের গতিবিধিকেও নিয়ন্ত্রণে ব্যবহার করা যেতে পারে।

গত বছর জেফ্রি হিন্টন, যাঁকে প্রায়শই ‘এআইয়ের গডফাদার’ বলা হয় এবং জন হপফিল্ডকে মেশিন লার্নিংয়ে মৌলিক আবিষ্কারের জন্য পদার্থবিদ্যায় নোবেল পুরস্কার দেওয়া হয়। তাঁদের আবিষ্কার আজ কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার ব্যবহারের পথ প্রশস্ত করেছে।

২০২৩ সালে, ইউরোপীয় বিজ্ঞানীদের একটি ত্রয়ী এই পুরস্কার পান, যাঁরা ইলেকট্রনের দ্রুত গতিবিধি বোঝার জন্য লেজার ব্যবহার করেছিলেন, যা আগে অসম্ভব বলে মনে করা হতো।

পুরস্কারের জন্য নগদ ১ কোটি ১০ লাখ সুইডিশ ক্রোনার (১০ লাখ মার্কিন ডলার) দেওয়া হয়।