একটি প্রাচীন আর্কিমিডিস স্ক্রু দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়ে, বিজ্ঞানীরা একটি একক অণু ব্যবহার করে একটি মোটর তৈরি করেন; ঘূর্ণন বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা 100 গুণ বৃদ্ধি করে। (AI চিত্র)
প্রাচীন আর্কিমিডিস স্ক্রু থেকে অনুপ্রেরণা নিয়ে বিজ্ঞানীরা একটি একক অণু ব্যবহার করে একটি বৈদ্যুতিক চালিত মোটর তৈরি করেছেন। বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে আণবিক মেশিনটি ঘোরাতে পারে এবং গবেষকরা ভোল্টেজের পোলারিটি পরিবর্তন করে এর দিকটি বিপরীত করতে পারেন। আন্তর্জাতিক গবেষণা দলটি অণুর গতিবিধি এবং বিদ্যুৎ পরিচালনা করার ক্ষমতার মধ্যে একটি অপ্রত্যাশিত সম্পর্কও আবিষ্কার করেছে। এটি ঘোরার সাথে সাথে এর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা 100 গুণ পর্যন্ত বৃদ্ধি পেতে পারে। নেচার জার্নালে প্রকাশিত ফলাফলগুলি গবেষকদের আণবিক স্কেলে ইলেকট্রনিক উপাদান এবং মেশিন বিকাশে সহায়তা করতে পারে।
কীভাবে একটি প্রাচীন আবিষ্কার একটি আণবিক মোটরকে অনুপ্রাণিত করেছিল
নকশাটি আর্কিমিডিস স্ক্রু-এর উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, একটি সর্পিল-আকৃতির যন্ত্র যা ঐতিহ্যগতভাবে পানিকে নিম্ন স্তর থেকে উচ্চতর স্তরে নিয়ে যাওয়ার জন্য ব্যবহৃত হয়। নতুন গবেষণায়, বিজ্ঞানীরা ইলেকট্রনের প্রবাহের সাথে জলের গতিবিধি প্রতিস্থাপন করে একটি অণুর সাথে একই হেলিকাল নীতিকে অভিযোজিত করেছেন। অণু, এক মিলিমিটারের মাত্র কয়েক মিলিয়নতম অংশ পরিমাপ করে, বিশেষভাবে কোপেনহেগেন বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক মাইকেল পিটেলকোর নেতৃত্বে একটি দল গবেষণার জন্য তৈরি করেছিল। এটি সালফার পরমাণু ব্যবহার করে দুটি অত্যন্ত সূক্ষ্ম সোনার ইলেক্ট্রোডের মধ্যে সংযুক্ত ছিল। ইস্রায়েলের ওয়েইজম্যান ইনস্টিটিউট অফ সায়েন্সের গবেষকরা পারমাণবিকভাবে সূক্ষ্ম সোনার টিপসের মধ্যে পৃথক অণুগুলিকে প্রসারিত করেছেন। যখন তারা একটি বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করে, তখন অণুটি ঘুরতে শুরু করে। ভোল্টেজ পোলারিটি বিপরীত ঘূর্ণনের দিক পরিবর্তন করে। গবেষকরা এটিকে একটি বর্তমান-চালিত আণবিক মোটরের প্রথম প্রদর্শন হিসাবে বর্ণনা করেছেন যা দুটি ধাতব ইলেক্ট্রোডের সাথে সংযুক্ত এবং ঘূর্ণনের একটি নিয়ন্ত্রণযোগ্য দিক রয়েছে।
বিদ্যুৎ কীভাবে একটি অণুকে ঘোরায়?
গতিবিধি হেলিকাল অণুর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত ইলেকট্রন দ্বারা চালিত হয়। ইলেক্ট্রনগুলি যখন তার সর্পিল কাঠামোর মধ্য দিয়ে যায়, তারা এটিতে কৌণিক ভরবেগ স্থানান্তর করে, ঘূর্ণন তৈরি করে। গবেষকরা প্রক্রিয়াটিকে একটি বায়ু টারবাইনের সাথে তুলনা করেন, যেখানে চলমান বায়ু ঘূর্ণায়মান ব্লেডে শক্তি স্থানান্তর করে। আণবিক মোটরে, যাইহোক, চলমান ইলেকট্রন চালিকা শক্তি প্রদান করে। অণুর হেলিকাল আকৃতিও ঘূর্ণনের দিক নির্ধারণ করে, যেমন একটি স্ক্রুর থ্রেড নির্ধারণ করে যে এটি কীভাবে চলে। এর আগে বৈদ্যুতিকভাবে চালিত আণবিক মোটর প্রদর্শন করা হয়েছিল, কিন্তু তারা একটি স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপের ডগায় নির্ভর করত যখন অণুটি পৃষ্ঠে ছিল তখন গতিবিধি চালানোর জন্য। নতুন নকশা দুটি ধাতব ইলেক্ট্রোডের মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহের মাধ্যমে কাজ করে।
কেন ঘূর্ণন বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা বৃদ্ধি করে?
গবেষকরা পরীক্ষা করে দেখেন যে কীভাবে অণুর চলাচল তার বিদ্যুৎ পরিচালনার ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে তখন সবচেয়ে আকর্ষণীয় ফলাফলগুলির মধ্যে একটি। অগসবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক ফ্যাবিয়ান পাওলির গবেষণা গ্রুপ প্রক্রিয়াটি তদন্ত করতে কোয়ান্টাম যান্ত্রিক কম্পিউটার সিমুলেশন ব্যবহার করেছে। গণনাগুলি দেখিয়েছে যে পরিবাহিতা অণুর ঘূর্ণন অবস্থানের উপর দৃঢ়ভাবে নির্ভর করে এবং ঘূর্ণনের সময় মাত্রার দুইটি অর্ডার পর্যন্ত বা প্রায় 100 গুণ বাড়তে পারে। গবেষকরা দেখেছেন যে নির্দিষ্ট অবস্থানগুলি যা অণুগুলি এড়াতে থাকে যখন স্থির বিদ্যুৎ পরিচালনার ক্ষেত্রে বিশেষভাবে কার্যকর। ঘূর্ণন এই অবস্থানগুলিকে অ্যাক্সেসযোগ্য করে তোলে, আণবিক কাঠামোর মধ্য দিয়ে আরও কারেন্ট যেতে দেয়। এর অর্থ সম্পর্ক উভয় দিকেই কাজ করে: বিদ্যুৎ অণুর গতিবিধি চালিত করে, যখন সেই আন্দোলনটি পরিবর্তন করে যে অণুটি কতটা কার্যকরভাবে বিদ্যুৎ পরিচালনা করে।
আণবিক মোটর কি জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে?
ফলাফলগুলি আণবিক ইলেকট্রনিক উপাদান, স্পিনট্রনিক্স এবং মাইক্রোফ্লুইডিক সিস্টেমগুলিতে গবেষণায় অবদান রাখতে পারে। স্পিনট্রনিক্স হল ইলেকট্রনিক্সের একটি ক্ষেত্র যেটি ইলেকট্রনের স্পিন ব্যবহার করে, তাদের বৈদ্যুতিক চার্জ ছাড়াও, তথ্য প্রক্রিয়া বা সংরক্ষণ করতে। আণবিক মেশিনগুলি বিজ্ঞানীদের অত্যন্ত ছোট স্কেলে শারীরিক প্রক্রিয়াগুলি তদন্ত করতে সহায়তা করতে পারে। যাইহোক, সর্বশেষ গবেষণাটি একটি নতুন অপারেটিং নীতির একটি পরীক্ষাগার প্রদর্শনী, এটি ব্যবহার করার জন্য প্রস্তুত ইলেকট্রনিক উপাদান নয়। গবেষকদের এখনও নির্ভরযোগ্যতা, স্থায়িত্ব, উত্পাদন এবং একাধিক আণবিক মেশিনকে ব্যবহারিক সিস্টেমে একীভূত করার সম্ভাবনার তদন্ত করতে হবে। গবেষণায় জার্মানি, ডেনমার্ক, ইস্রায়েল এবং চীনের প্রতিষ্ঠানের গবেষকরা তাত্ত্বিক মডেলিংয়ের সাথে পরীক্ষাগারের পরিমাপকে একত্রিত করে। এটি প্রদর্শন করে যে কীভাবে শতাব্দী ধরে পরিচিত একটি প্রক্রিয়া একটি ভিন্ন ধরনের মেশিনকে অনুপ্রাণিত করতে পারে, যেটি একটি পৃথক অণুর স্কেলে কাজ করে৷ উত্স: ইউনিভার্সিটি অফ অগসবার্গ গবেষণা ঘোষণা, অক্টোবর 27, 2026; গবেষণাটি "ঘূর্ণন-বর্ধিত পরিবাহিতা সহ বর্তমান-চালিত আণবিক মেশিন" শিরোনামে প্রকৃতিতে প্রকাশিত হয়েছে।
প্রবন্ধের শেষ
