অসংখ্য বর্তমান প্রযুক্তিগত অগ্রগতি নতুন উপাদান আবিষ্কারের প্রয়োজনের উপর নির্ভর করে। যাইহোক, প্রতিক্রিয়াশীলতার নিদর্শনগুলির উপলব্ধি সংশ্লেষণ পদ্ধতিগুলি ডিজাইন করার জন্য প্রয়োজনীয় যা নতুন এবং লক্ষ্যযুক্ত কঠিন-রাষ্ট্রের উপকরণগুলির দিকে পরিচালিত করে। উৎপাদনশীলতা বাড়াতে এবং নতুন উপকরণের আবিষ্কারকে ত্বরান্বিত করার জন্য সংশ্লেষণ বিজ্ঞানের অগ্রগতি প্রয়োজন।
মার্কিন শক্তি বিভাগের বিজ্ঞানীরা (DOE) আরগনে জাতীয় পরীক্ষাগার, নর্থওয়েস্টার্ন ইউনিভার্সিটি, এবং দ্য শিকাগো বিশ্ববিদ্যালয় দুই বা ততোধিক উপাদানের সাথে নতুন স্ফটিক উপকরণ আবিষ্কার এবং তৈরি করার জন্য একটি নতুন পদ্ধতি তৈরি করেছে।
শিউকুয়ান ঝু, আর্গোনের একজন পোস্টডক এবং কাগজের প্রথম লেখক, বলেছেন, "আমাদের উদ্ভাবন পদ্ধতিটি অপ্রচলিত সুপারকন্ডাক্টরগুলির উপর গবেষণার ফলে বেড়েছে। এই দুটি বা ততোধিক উপাদান সহ কঠিন পদার্থ, যার মধ্যে অন্তত একটি ধাতু নয়। এবং তারা বিভিন্ন তাপমাত্রায় বিদ্যুতের উত্তরণ প্রতিরোধ করা বন্ধ করে দেয় - বাইরের স্থানের চেয়ে ঠান্ডা থেকে আমার অফিসের যে কোনও জায়গায়।"
দলটির উদ্ভাবন প্রক্রিয়া দুটি উপাদান থেকে তৈরি একটি সমাধান দিয়ে শুরু হয়। এক একটি খুব দক্ষ দ্রাবক. দ্রবণে যোগ করা যেকোনো কঠিন পদার্থ এতে দ্রবীভূত হয় এবং এর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। বিকল্প একটি কম শক্তিশালী দ্রাবক. যাইহোক, একটি নতুন কঠিন উৎপন্ন করার জন্য অন্যান্য উপাদান যোগ করা হলে প্রতিক্রিয়া কীভাবে আচরণ করে তা সামঞ্জস্য করা আছে। এই টিউনিংয়ের সময় দুটি উপাদানের তাপমাত্রা এবং অনুপাত উভয়ই সামঞ্জস্য করা হয়। এখানে, তাপমাত্রা 750 থেকে 1,300 ডিগ্রি ফারেনহাইট, যা বেশ উচ্চ।
উত্তর-পশ্চিমাঞ্চলের রসায়নের অধ্যাপক Mercouri Kanatzidis, Argonne-এ একটি যৌথ অ্যাপয়েন্টমেন্টের সাথে বলেছেন, "আমরা পরিচিত উপকরণগুলিকে আরও ভাল করে তোলার বিষয়ে উদ্বিগ্ন নই কিন্তু আবিষ্কারের উপকরণগুলি সম্পর্কে কেউ জানত না বা তাত্ত্বিকদের কল্পনাও ছিল না। এই পদ্ধতির সাহায্যে, আমরা পরিচিত উপাদানগুলির প্রতিক্রিয়া পথগুলি এড়াতে পারি এবং অজানা এবং অপ্রত্যাশিত পথে নতুন পথ অনুসরণ করতে পারি।"
পরীক্ষার জন্য, বিজ্ঞানীরা তাদের পদ্ধতিটি তিন থেকে পাঁচটি উপাদান দিয়ে তৈরি স্ফটিক যৌগগুলিতে প্রয়োগ করেছিলেন। তাদের আবিষ্কার পদ্ধতি 30টি পূর্বে অজানা যৌগ তৈরি করেছে। তাদের মধ্যে দশটি কাঠামো আগে কখনো দেখা যায়নি।
অ্যাডভান্সড ফোটন উৎসের এক্স-রে সায়েন্স ডিভিশনের 17-BM-B, Argonne-এ বিজ্ঞান ব্যবহারকারী সুবিধার একটি DOE অফিস এবং 15-ID-D-এ UChicago ChemMatCARS বিমলাইনে, বিজ্ঞানীরা এর মধ্যে কয়েকটির একক স্ফটিক তৈরি করেছেন অভিনব যৌগ এবং তাদের গঠন বর্ণনা.
17-বিএম-বি বিমলাইন বিজ্ঞানী ওয়েনকিয়ান জু বলেছেন, "এপিএস-এর বিমলাইন 17-BM-B দিয়ে, আমরা প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়ার সময় গঠিত বিভিন্ন রাসায়নিক পর্যায়গুলির জন্য কাঠামোর বিবর্তন ট্র্যাক করতে সক্ষম হয়েছি।"
ঝু বলেছেন, “ঐতিহ্যগতভাবে, রসায়নবিদরা শুধুমাত্র প্রাথমিক উপাদান এবং চূড়ান্ত পণ্যের জ্ঞানের উপর নির্ভর করে নতুন উপকরণ উদ্ভাবন এবং তৈরি করেছেন। এপিএস ডেটা আমাদেরকে একটি প্রতিক্রিয়ার সময় তৈরি হওয়া মধ্যবর্তী পণ্যগুলিকেও বিবেচনা করার অনুমতি দেয়।"
এই কৌশলটি ব্যবহার করে কার্যত যে কোনও স্ফটিক উপাদান প্রক্রিয়াকরণ করা যেতে পারে, এটি যা সম্ভব তার শুরু মাত্র। এটি বিভিন্ন ধরণের স্ফটিক গঠন তৈরি করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। এর মধ্যে এমন স্তর রয়েছে যেগুলি বহুবার স্তরযুক্ত, একটি স্তর যা শুধুমাত্র একটি পরমাণু পুরু এবং সংযোগহীন অণুর চেইন।
এই ধরনের অস্বাভাবিক কাঠামোর বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এটি বিকাশের চাবিকাঠি পরবর্তী প্রজন্মের উপকরণ শুধুমাত্র সুপারকন্ডাক্টর নয় মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স, ব্যাটারি, চুম্বক এবং আরও অনেক কিছুর জন্য প্রযোজ্য।
জার্নাল রেফারেন্স:
- Xiuquan Zhou et al, মিশ্র ফ্লাক্স ব্যবহার করে চ্যালকোজেনাইড স্ট্রাকচার এবং কম্পোজিশনের আবিষ্কার, প্রকৃতি (2022)। ডিওআই: 10.1038/s41586-022-05307-7
