হাড় ঠিক করা থেকে শুরু করে ব্যাকটেরিয়ারোধী পৃষ্ঠ তৈরি করা, মাইকেল অ্যালেন অতিরিক্ত কার্যকারিতা এবং কর্মক্ষমতা আছে এমন গ্লাস তৈরির গবেষকদের সাথে কথা বলে
কাচ দৈনন্দিন জীবনে সর্বব্যাপী। অত্যন্ত স্বচ্ছ, স্থিতিশীল এবং টেকসই হওয়ায়, এটি অগণিত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, আমাদের সাম্প্রতিক গ্যাজেটগুলিতে সাধারণ উইন্ডো থেকে টাচ স্ক্রিন থেকে হাই-টেক সেন্সরগুলির জন্য ফটোনিক উপাদান পর্যন্ত।
সবচেয়ে সাধারণ চশমা সিলিকা, চুন এবং সোডা থেকে তৈরি করা হয়। কিন্তু কয়েক শতাব্দী ধরে কাঁচে অতিরিক্ত উপাদান যুক্ত করা হয়েছে রঙ এবং তাপ-প্রতিরোধের মতো বৈশিষ্ট্য প্রদানের জন্য। এবং গবেষকরা এখনও কাচের উপর কাজ করছেন, এটিকে আরও কার্যকারিতা দিতে এবং নির্দিষ্ট কাজের জন্য এর কর্মক্ষমতা উন্নত করতে, ক্রমবর্ধমান হাই-টেক গ্লাস তৈরি করতে এবং যাকে "স্মার্ট" গ্লাস হিসাবে উল্লেখ করা যেতে পারে।
স্মার্ট উপকরণগুলি সংজ্ঞায়িত করা সহজ নয়, তবে বিস্তৃতভাবে তারা বাহ্যিক উদ্দীপনার জন্য একটি নির্দিষ্ট উপায়ে প্রতিক্রিয়া জানাতে ডিজাইন করা হয়েছে। কাচের পরিপ্রেক্ষিতে, সবচেয়ে সুস্পষ্ট "স্মার্ট" অ্যাপ্লিকেশন হল জানালার জন্য - বিশেষ করে, কাচের মধ্য দিয়ে যাওয়া আলোর পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করা। এইভাবে আমরা যে কোনও বিল্ডিংয়ের শক্তি দক্ষতা বাড়াতে পারি: গ্রীষ্মে তাপ কমিয়ে, ঠান্ডা আবহাওয়ায় উষ্ণ রাখা।
উইন্ডো ভোল্টেজ
কিছু স্মার্ট কাচের রঙ বা অস্বচ্ছতা উপাদানটিতে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করে পরিবর্তন করা যেতে পারে, যার ফলে নির্দিষ্ট অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি - যেমন শোষণ এবং প্রতিফলন - এমনভাবে পরিবর্তন করা যেতে পারে যা বিপরীতমুখী। এই ধরনের "ইলেক্ট্রোক্রোমিক" স্মার্ট উইন্ডোগুলি কিছু নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি যেমন অতিবেগুনী বা ইনফ্রারেড, চাহিদা অনুযায়ী, বা এমনকি তাদের সম্পূর্ণরূপে ব্লক করতে পারে তা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। এই প্রযুক্তির প্রয়োগ কেবল বিল্ডিংগুলিতেই নয়, ইলেকট্রনিক ডিসপ্লে এবং রঙিন গাড়ির জানালায়ও জনপ্রিয়।
প্রকৃতপক্ষে, ইলেক্ট্রোক্রোমিক উইন্ডোগুলি এই ক্ষেত্রে অন্যান্য প্রযুক্তির চেয়ে এগিয়ে এবং ইতিমধ্যে বাণিজ্যিকীকরণ করা হয়েছে। কিন্তু ভালো কাজ করা সত্ত্বেও তাদের কিছু সুস্পষ্ট অসুবিধা রয়েছে। এগুলি বেশ জটিল এবং ব্যয়বহুল, এবং পুরানো বিল্ডিংগুলিতে এগুলি পুনরুদ্ধার করার জন্য সাধারণত নতুন উইন্ডো, জানালার ফ্রেম এবং বৈদ্যুতিক সংযোগগুলি ইনস্টল করা প্রয়োজন৷ এগুলি স্বয়ংক্রিয় নয় - আপনাকে সেগুলি চালু এবং বন্ধ করতে হবে৷
এই সমস্যাগুলির কিছু সমাধান করার জন্য, গবেষকরা থার্মোক্রোমিক উইন্ডোতে কাজ করছেন, যা ভোল্টেজের পরিবর্তে তাপমাত্রার পরিবর্তনের কারণে শুরু হয়। একটি বড় আকর্ষণ হল তারা নিষ্ক্রিয় - একবার ইনস্টল হয়ে গেলে, তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয়, মানুষের ইনপুটের প্রয়োজন ছাড়াই। এই ধরনের থার্মোক্রোমিক জানালা তৈরির প্রধান পদ্ধতি হল কাঁচে ভ্যানডিয়াম ডাই অক্সাইডের আবরণ প্রয়োগ করা (জুল 10.1016 / j.joule.2018.06.018), কিন্তু অন্যান্য উপকরণ যেমন perovskites ব্যবহার করা যেতে পারে (জে অ্যাপ। শক্তি 254 113690) এই উপকরণগুলি একটি পর্যায় পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়, তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে সাথে কমবেশি স্বচ্ছ হয়ে ওঠে, এমন একটি প্রভাব যা বিভিন্ন অবস্থার জন্য সুর করা যেতে পারে।
যদিও ভ্যানডিয়াম ডাই অক্সাইড স্মার্ট উইন্ডোগুলির জন্য অনেক প্রতিশ্রুতি দেখায়, সেখানে বাধাগুলি অতিক্রম করতে হয়। এর শক্তিশালী শোষণের কারণে, ভ্যানাডিয়াম ডাই অক্সাইড একটি অপ্রীতিকর বাদামী-হলুদ আভা তৈরি করে এবং পরিবেশগত স্থিতিশীলতার উপর আরও কাজ করা প্রয়োজন (অ্যাড. মানুফ। 6 1) একটি সাম্প্রতিক পর্যালোচনা আরও পরামর্শ দেয় যে যদিও এই প্রযুক্তিগুলি উল্লেখযোগ্য শক্তি সঞ্চয় প্রদান করতে পারে, বাস্তব-বিশ্বের সেটিংসে তাদের ব্যবহার এবং প্রভাব সম্পর্কে আরও গবেষণা প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, একই ফিল্ম টাইপ ব্যবহার করে বিভিন্ন শহরের মধ্যে থার্মোক্রোমিক উইন্ডোগুলির শক্তি কর্মক্ষমতা অনেক পরিবর্তিত হতে দেখা গেছে, তবে একই শহরে ব্যবহৃত বিভিন্ন ফিল্মের ধরনগুলির মধ্যে অনেক কম (জে অ্যাপ। শক্তি 255 113522).
কিন্তু হাই-টেক গ্লাস স্মার্ট উইন্ডোর সাথে শেষ হয় না। গবেষকরা দেখেছেন যে যদি তারা কাঁচে আরও অস্বাভাবিক ধাতু যোগ করে, তবে এটি সৌর প্যানেলগুলিকে রক্ষা করতে এবং তাদের আরও দক্ষ করে তুলতে সাহায্য করতে পারে (বাক্স দেখুন: ফটোভোলটাইক কভার গ্লাস উন্নত করা)। ইতিমধ্যে, বায়োঅ্যাকটিভ গ্লাস আমাদের হাড় এবং অন্যান্য টিস্যু পুনরায় বৃদ্ধি করতে সাহায্য করতে পারে (বাক্স দেখুন: হাড় এবং অন্যান্য টিস্যু ফিক্সিং), যখন নতুন এচিং প্রক্রিয়া আমাদের পৃষ্ঠের আবরণের প্রয়োজন ছাড়াই কাঁচে একাধিক ফাংশন যোগ করতে দেয় (বাক্স দেখুন: অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ , স্ব-পরিষ্কার এবং অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল)। এবং যদিও প্রথাগত অপটিক্যাল চশমা নয়, নতুন ফেজ-পরিবর্তন উপকরণগুলি হালকা এবং আরও কমপ্যাক্ট অপটিক্যাল সিস্টেম তৈরি করতে সাহায্য করতে পারে (বাক্স দেখুন: আলোর অ-যান্ত্রিক নিয়ন্ত্রণ)। অবশেষে, গ্লাস একদিন এমনকি নিজেকে নিরাময় করতে সক্ষম হতে পারে (বাক্স দেখুন: অমর গ্লাস)।
ফোটোভোলটাইক কভার গ্লাস উন্নত
এটা আশ্চর্যজনক মনে হতে পারে, কিন্তু সমস্ত সূর্যালোক সৌর কোষের জন্য ভাল নয়। ফটোভোলটাইক ইউনিটগুলি ইনফ্রারেড এবং দৃশ্যমান আলোকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে, অতিবেগুনী (ইউভি) আলো তাদের ক্ষতি করে। সানবার্নের ক্ষেত্রে যেমন, ইউভি আলো নেতিবাচকভাবে জৈব ফটোভোলটাইক কোষগুলিতে ব্যবহৃত কার্বন-ভিত্তিক পলিমারগুলিকে প্রভাবিত করে। গবেষকরা খুঁজে পেয়েছেন যে UV আলোর ক্ষতি জৈব অর্ধপরিবাহী স্তরটিকে আরও বৈদ্যুতিকভাবে প্রতিরোধী করে তোলে, বর্তমান প্রবাহ এবং কোষের সামগ্রিক দক্ষতা হ্রাস করে।
এই সমস্যাটি জৈব কোষে সীমাবদ্ধ নয়। UV আলো আরও সাধারণ সিলিকন-ভিত্তিক ফটোভোলটাইককে বাধা দেয়, যা বিভিন্ন উপকরণের স্ট্যাক নিয়ে গঠিত। সিলিকন-ভিত্তিক ফটোঅ্যাকটিভ স্তরটি পলিমারগুলির মধ্যে স্যান্ডউইচ করা হয় যা এটিকে জলের প্রবেশ থেকে রক্ষা করে এবং এই ইউনিটটি তারপরে একটি কাচের আবরণ দিয়ে শীর্ষে থাকে, যা সূর্যালোকের মাধ্যমে এটিকে উপাদানগুলি থেকে রক্ষা করে। ইউভি লাইটের সমস্যা হল যে এটি পলিমারগুলিকে ক্ষতিগ্রস্থ করে, জলকে ইলেক্ট্রোডগুলিতে প্রবেশ করতে এবং ক্ষয় করতে দেয়।
পল বিংহাম, যুক্তরাজ্যের শেফিল্ড হ্যালাম ইউনিভার্সিটির গ্লাসের একজন বিশেষজ্ঞ ব্যাখ্যা করেছেন যে সৌর-প্যানেলের দক্ষতা উন্নত করার জন্য "গত কয়েক দশকে ভ্রমণের অগ্রগতির দিকটি হল কাচকে আরও পরিষ্কার এবং পরিষ্কার করা"। এর অর্থ হল কাঁচকে রঙ করে এমন রাসায়নিকগুলি অপসারণ করা, যেমন লোহা, যা একটি সবুজ আভা তৈরি করে। দুর্ভাগ্যবশত, যেমন বিংহাম ব্যাখ্যা করেছেন, এটি পলিমারকে আরও ক্ষতি করে, আরও UV আলোর মধ্য দিয়ে যেতে দেয়।
বিংহাম এবং তার সহকর্মীরা তাই অন্য দিকে যাচ্ছেন - তারা রাসায়নিকভাবে ডোপিং গ্লাস করেছে যাতে এটি ক্ষতিকারক UV আলো শোষণ করে তবে দরকারী ইনফ্রারেড এবং দৃশ্যমান আলোতে স্বচ্ছ। লোহা এখনও একটি আদর্শ সংযোজক নয়, কারণ এটি কিছু দৃশ্যমান এবং ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষণ করে, এবং ক্রোমিয়াম এবং কোবাল্টের মতো অন্যান্য প্রথম-সারির স্থানান্তর ধাতুর ক্ষেত্রেও এটি সত্য।
পরিবর্তে, বিংহামের দল দ্বিতীয় এবং তৃতীয় সারির রূপান্তর উপাদানগুলির সাথে পরীক্ষা করছে যা সাধারণত কাঁচে যোগ করা হয় না, যেমন নিওবিয়াম, ট্যানটালাম এবং জিরকোনিয়াম, বিসমাথ এবং টিনের মতো অন্যান্য ধাতুগুলির সাথে। এগুলি কোনও দৃশ্যমান রঙ ছাড়াই শক্তিশালী ইউভি শোষণ তৈরি করে। কভার গ্লাসে ব্যবহার করা হলে, এটি ফটোভোলটাইক্সের জীবনকাল প্রসারিত করে এবং তাদের উচ্চ দক্ষতা বজায় রাখতে সহায়তা করে, তাই তারা দীর্ঘ সময়ের জন্য আরও বেশি বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে।
প্রক্রিয়াটির আরও একটি সুবিধা রয়েছে। "আমরা যা পেয়েছি তা হল যে অনেক ডোপ্যান্ট ইউভি ফোটন শোষণ করে, কিছুটা শক্তি হারায় এবং তারপরে তারা দৃশ্যমান ফোটন হিসাবে পুনরায় নির্গত করে, তাই মূলত প্রতিপ্রভ হয়," বিংহাম বলেছেন। তারা দরকারী ফোটন তৈরি করে যা বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হতে পারে। সাম্প্রতিক একটি গবেষণায়, গবেষকরা দেখিয়েছেন যে এই ধরনের চশমাগুলি সৌর মডিউলগুলির কার্যকারিতা প্রায় 8% পর্যন্ত উন্নত করতে পারে, স্ট্যান্ডার্ড কভার গ্লাসের তুলনায় (অনুষ্ঠান ফটোভোলটাইক্সে 10.1002/pip.3334).
হাড় এবং অন্যান্য টিস্যু ফিক্সিং
1969 সালে ফ্লোরিডা বিশ্ববিদ্যালয়ের বায়োমেডিকেল ইঞ্জিনিয়ার ল্যারি হেঞ্চ এমন একটি উপাদান খুঁজছিলেন যা মানবদেহের দ্বারা প্রত্যাখ্যাত না হয়ে হাড়ের সাথে বন্ধন করতে পারে। ইউএস আর্মি মেডিকেল রিসার্চ অ্যান্ড ডিজাইন কমান্ডের জন্য একটি প্রস্তাবে কাজ করার সময়, হেঞ্চ বুঝতে পেরেছিলেন যে এমন একটি অভিনব উপাদানের প্রয়োজন যা শরীরের টিস্যুগুলির সাথে একটি জীবন্ত বন্ধন তৈরি করতে পারে, যদিও প্রত্যাখ্যান করা হয়নি, যেমনটি প্রায়শই ধাতুর ক্ষেত্রে হয়। এবং প্লাস্টিক ইমপ্লান্ট। তিনি শেষ পর্যন্ত বায়োগ্লাস 45S5 সংশ্লেষিত করেন, বায়োঅ্যাকটিভ গ্লাসের একটি বিশেষ রচনা যা এখন ফ্লোরিডা বিশ্ববিদ্যালয় দ্বারা ট্রেডমার্ক।
সোডিয়াম অক্সাইড, ক্যালসিয়াম অক্সাইড, সিলিকন ডাই অক্সাইড এবং ফসফরাস পেন্টক্সাইডের একটি নির্দিষ্ট সংমিশ্রণ, বায়োঅ্যাকটিভ গ্লাস এখন ক্ষতিগ্রস্থ হাড় পুনরুদ্ধার এবং হাড়ের ত্রুটিগুলি মেরামত করার জন্য অর্থোপেডিক চিকিত্সা হিসাবে ব্যবহৃত হয়। "বায়োঅ্যাকটিভ গ্লাস এমন একটি উপাদান যা আপনি শরীরে রাখেন এবং এটি দ্রবীভূত হতে শুরু করে, এবং এটি আসলে কোষ এবং হাড়কে আরও সক্রিয় হতে এবং নতুন হাড় তৈরি করতে বলে," বলেছেন জুলিয়ান জোন্স, উপাদান বিশেষজ্ঞ, ইম্পেরিয়াল কলেজ লন্ডন, যুক্তরাজ্য থেকে।
জোন্স ব্যাখ্যা করেছেন যে দুটি প্রধান কারণ গ্লাস এত ভাল কাজ করে। প্রথমত, এটি দ্রবীভূত হওয়ার সাথে সাথে এটি হাইড্রোক্সিকার্বোনেট এপাটাইটের একটি পৃষ্ঠ স্তর তৈরি করে, যা হাড়ের খনিজটির অনুরূপ। এর মানে এটি হাড়ের সাথে যোগাযোগ করে এবং শরীর এটিকে বিদেশী বস্তুর পরিবর্তে একটি দেশীয় হিসাবে দেখে। দ্বিতীয়ত, এটি দ্রবীভূত হওয়ার সাথে সাথে কাচটি আয়ন প্রকাশ করে যা কোষগুলিকে নতুন হাড় তৈরি করার জন্য সংকেত দেয়।
চিকিৎসাগতভাবে, বায়োঅ্যাকটিভ গ্লাস প্রধানত একটি পাউডার হিসাবে ব্যবহৃত হয় যা একটি পুটিতে তৈরি হয় এবং তারপর হাড়ের ত্রুটির মধ্যে ঠেলে দেওয়া হয়, তবে জোন্স এবং তার সহকর্মীরা বৃহত্তর কাঠামোগত মেরামতের জন্য 3D-প্রিন্টেড স্ক্যাফোল্ডের মতো উপকরণগুলিতে কাজ করছেন। এগুলি বায়োঅ্যাকটিভ গ্লাস এবং পলিমারের অজৈব-জৈব হাইব্রিড যা তারা বাউন্সি বায়োগ্লাস হিসাবে উল্লেখ করে। 3D-প্রিন্টেড আর্কিটেকচার ভাল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য প্রদান করে, তবে একটি কাঠামো যা কোষগুলিকে সঠিক উপায়ে বৃদ্ধি পেতে উত্সাহিত করে। প্রকৃতপক্ষে, জোনস দেখেছেন যে ভারার ছিদ্রের আকার পরিবর্তন করে, অস্থি মজ্জা স্টেম কোষগুলিকে হাড় বা তরুণাস্থি বাড়তে উত্সাহিত করা যেতে পারে। "আমরা বাউন্সি বায়োগ্লাস কার্টিলেজের সাথে প্রচুর পরিমাণে সাফল্য পেয়েছি," জোন্স বলেছেন।
ডায়াবেটিক আলসারের মতো দীর্ঘস্থায়ী ক্ষত পুনরুজ্জীবিত করতেও বায়োঅ্যাকটিভ গ্লাস ব্যবহার করা হচ্ছে। গবেষণায় দেখা গেছে যে কাচের ড্রেসিংয়ের মতো তুলার উল ক্ষত নিরাময় করতে পারে, যেমন ডায়াবেটিক পায়ের আলসার, যা অন্যান্য চিকিৎসায় সাড়া দেয়নি (int. ক্ষত জে। 19 791).
তবে জোনস বলেছেন বায়োঅ্যাকটিভ গ্লাসের সবচেয়ে সাধারণ ব্যবহার কিছু সংবেদনশীল টুথপেস্টে, যেখানে এটি দাঁতের প্রাকৃতিক খনিজকরণকে প্ররোচিত করে। "আপনার সংবেদনশীল দাঁত রয়েছে কারণ আপনার নলগুলি রয়েছে যা দাঁতের কেন্দ্রে আপনার স্নায়ু গহ্বরে যায়, তাই আপনি যদি সেই টিউবুলগুলিকে খনিজ করেন তবে পাল্প গহ্বরে যাওয়ার কোনও উপায় নেই," তিনি ব্যাখ্যা করেন।
অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ, স্ব-পরিষ্কার এবং অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল
ইউনিভার্সিটি কলেজ লন্ডনে, গবেষকরা কাচের পৃষ্ঠে ন্যানোস্কেল কাঠামো খোদাই করছেন যাতে এটি একাধিক ভিন্ন ফাংশন দেয়। অনুরূপ কৌশলগুলি অতীতে চেষ্টা করা হয়েছে, তবে এটি যথেষ্ট সূক্ষ্ম বিশদ সহ কাচের পৃষ্ঠকে গঠন করা চ্যালেঞ্জিং এবং জটিল প্রমাণিত হয়েছে। ন্যানো প্রকৌশলী আয়ানিস পাপাকোনস্টান্টিনো এবং তার সহকর্মীরা, তবে, সম্প্রতি একটি অভিনব লিথোগ্রাফি প্রক্রিয়া তৈরি করেছেন যা তাদেরকে ন্যানোস্কেল নির্ভুলতার সাথে কাচের বিস্তারিত জানাতে দেয় (অ্যাডভোকেট। মেটার 33 2102175).
অপটিক্যাল এবং অ্যাকোস্টিক ছদ্মবেশের জন্য অনুরূপ কাঠামো ব্যবহার করে এমন পতঙ্গ দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়ে, গবেষকরা এর প্রতিফলন কমাতে উপ-তরঙ্গদৈর্ঘ্য, ন্যানোস্কেল শঙ্কুগুলির অ্যারে সহ একটি কাচের পৃষ্ঠ খোদাই করেছিলেন। তারা দেখতে পান যে এই কাঠামোগত পৃষ্ঠটি 3% এর কম আলো প্রতিফলিত করে, যখন একটি নিয়ন্ত্রণ গ্লাস প্রায় 7% প্রতিফলিত হয়। Papakonstantinou ব্যাখ্যা করেন যে ন্যানোকোনগুলি কাচের পৃষ্ঠের প্রতিসরাঙ্ক সূচক এবং বায়ুর মধ্যে পরিবর্তন আনতে সাহায্য করে, সাধারণত আকস্মিক বায়ু থেকে কাচের স্থানান্তরকে মসৃণ করে। এটি বিক্ষিপ্তকরণ হ্রাস করে এবং তাই আলোর পরিমাণ যা পৃষ্ঠ থেকে প্রতিফলিত হয়।
পৃষ্ঠটি সুপারহাইড্রোফোবিক, জল এবং তেলের ফোঁটাগুলিকে প্রতিহত করে যাতে তারা ন্যানোস্ট্রাকচারে আটকে থাকা বাতাসের কুশনগুলিকে উড়িয়ে দেয়। ফোঁটাগুলি গড়িয়ে পড়ার সাথে সাথে, তারা দূষিত এবং ময়লা তুলে নেয়, যা গ্লাসটিকে স্ব-পরিষ্কার করে তোলে, যেমন পাপাকোনস্টান্টিনো ব্যাখ্যা করেছেন। এবং একটি চূড়ান্ত সুবিধা হিসাবে, ব্যাকটেরিয়া কাচের উপর বেঁচে থাকার জন্য সংগ্রাম করে, ধারালো শঙ্কু তাদের কোষের ঝিল্লিতে ছিদ্র করে। ফোকাস করছে স্ট্যাফিলোকোককাস অ্যারিয়াস - যে ব্যাকটেরিয়াগুলি স্ট্যাফ সংক্রমণ ঘটায় - ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি স্ক্যান করে দেখা গেছে যে 80% ব্যাকটেরিয়া যেগুলি পৃষ্ঠের উপর বসতি স্থাপন করে তা মারা যায়, স্ট্যান্ডার্ড গ্লাসে প্রায় 10% এর তুলনায়। গবেষকদের মতে, এটি একটি অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল কাচের পৃষ্ঠের প্রথম প্রদর্শন।
আলোর অ-যান্ত্রিক নিয়ন্ত্রণ
আলো সাধারণত অপটিক্যাল সিস্টেমে নড়াচড়া অংশ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, যেমন একটি লেন্স যা আলোর কেন্দ্রবিন্দু পরিবর্তন করতে বা একটি রশ্মি চালাতে ব্যবহার করা যেতে পারে। কিন্তু একটি নতুন শ্রেণীর ফেজ-চেঞ্জ ম্যাটেরিয়াল (পিসিএম) কোনো যান্ত্রিক হস্তক্ষেপ ছাড়াই অপটিক্যাল উপাদানের বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করতে পারে।
একটি পিসিএম একটি সংগঠিত স্ফটিক কাঠামো থাকার মধ্যে নিরাকার এবং কাচের মতো হতে পারে যখন কিছু শক্তি, যেমন একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রয়োগ করা হয়। এই ধরনের উপকরণগুলি দীর্ঘকাল ধরে অপটিক্যাল ডিস্কে ডেটা সঞ্চয় করতে ব্যবহৃত হয়েছে, যেখানে দুটি পর্যায় দুটি বাইনারি অবস্থার প্রতিনিধিত্ব করে। কিন্তু এই উপকরণগুলি সত্যিই এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশনের বাইরে অপটিক্সে ব্যবহার করা হয়নি, কারণ পর্যায়গুলির মধ্যে একটি সাধারণত অস্বচ্ছ হয়।
তবে সম্প্রতি, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের গবেষকরা জার্মেনিয়াম, অ্যান্টিমনি, সেলেনিয়াম এবং টেলুরিয়াম উপাদানগুলির উপর ভিত্তি করে পিসিএমগুলির একটি নতুন শ্রেণী তৈরি করেছেন, যা GSST নামে পরিচিত (প্রকৃতি Comms 10 4279) তারা আবিষ্কার করেছে যে এই উপকরণগুলির কাঁচের এবং স্ফটিক উভয় অবস্থাই ইনফ্রারেড আলোর কাছে স্বচ্ছ, তাদের ব্যাপকভাবে ভিন্ন প্রতিসরাঙ্ক সূচক রয়েছে। এটিকে পুনরায় কনফিগারযোগ্য অপটিক্স তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যা ইনফ্রারেড আলো নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।
জুয়েজুন হুম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির একজন পদার্থ বিজ্ঞানী বলেছেন যে একটি অ্যাপ্লিকেশনের সাথে একটি অপটিক্যাল ডিভাইস থাকার পরিবর্তে, আপনি এটিকে বিভিন্ন ফাংশন করার জন্য প্রোগ্রাম করতে পারেন। "আপনি এমনকি একটি লেন্স থেকে একটি ডিফ্র্যাকশন গ্রেটিং বা প্রিজমে স্যুইচ করতে পারেন," তিনি ব্যাখ্যা করেন।
পিসিএম-এর বৈশিষ্ট্যগুলি সর্বোত্তমভাবে ব্যবহার করা হয়, হু বলেছেন, অপটিক্যাল মেটাম্যাটেরিয়াল তৈরি করে, যাতে ন্যানোস্কেল, উপ-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কাঠামো পৃষ্ঠের উপর তৈরি করা হয় এবং প্রতিটি আলোর সাথে একটি নির্দিষ্ট উপায়ে ইন্টারঅ্যাক্ট করার জন্য একটি পছন্দসই প্রভাব তৈরি করে, যেমন ফোকাস করা। আলোর একটি রশ্মি। যখন উপাদানটিতে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রয়োগ করা হয়, তখন পৃষ্ঠের ন্যানোস্ট্রাকচারগুলি যেভাবে আলোর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে উপাদানটির অবস্থা এবং প্রতিসরাঙ্ক সূচক পরিবর্তনের সাথে সাথে পরিবর্তিত হয়।
দলটি ইতিমধ্যেই প্রমাণ করেছে যে এটি জুম লেন্স এবং অপটিক্যাল শাটারের মতো উপাদান তৈরি করতে পারে যা দ্রুত আলোর রশ্মি বন্ধ করতে পারে। ক্যাথলিন রিচার্ডসন, সেন্ট্রাল ফ্লোরিডা বিশ্ববিদ্যালয়ের অপটিক্যাল উপকরণ এবং ফোটোনিক্সের একজন বিশেষজ্ঞ, যিনি জিএসএসটি উপকরণগুলিতে হু-এর সাথে কাজ করেছেন, বলেছেন যে এই উপকরণগুলি সেন্সর এবং অন্যান্য অপটিক্যাল ডিভাইসের আকারকে সরল এবং কমাতে পারে। তারা একাধিক অপটিক্যাল মেকানিজমকে একত্রিত করতে সক্ষম করবে, পৃথক অংশের সংখ্যা হ্রাস করবে এবং বিভিন্ন যান্ত্রিক উপাদানের প্রয়োজনীয়তা দূর করবে। "একই উপাদানে একাধিক ফাংশন প্ল্যাটফর্মটিকে ছোট, আরও কমপ্যাক্ট এবং হালকা ওজন করে," রিচার্ডসন ব্যাখ্যা করেন।
অমর গ্লাস
"আপনি পদার্থবিদ্যার নিয়ম বাঁকতে পারেন, কিন্তু আপনি সেগুলি ভাঙতে পারবেন না," বলেছেন পল বিংহাম, যিনি যুক্তরাজ্যের শেফিল্ড হ্যালাম ইউনিভার্সিটির চশমা এবং সিরামিক বিশেষজ্ঞ। "মৌলিকভাবে, কাচ একটি ভঙ্গুর উপাদান এবং আপনি যদি কাচের একটি ছোট অংশের উপর যথেষ্ট শক্তি প্রয়োগ করেন তবে এটি ভেঙে যাবে।" তবুও, তাদের কর্মক্ষমতা উন্নত করা যেতে পারে যে বিভিন্ন উপায় আছে.
মোবাইল ফোন বিবেচনা করুন. বেশিরভাগ স্মার্টফোনের স্ক্রিন রাসায়নিকভাবে শক্ত কাচ দিয়ে তৈরি করা হয়, যার মধ্যে সবচেয়ে সাধারণ গরিলা গ্লাস. 2000-এর দশকে কর্নিং দ্বারা বিকশিত, এই শক্তিশালী, স্ক্র্যাচ-প্রতিরোধী অথচ পাতলা গ্লাসটি এখন প্রায় পাঁচ বিলিয়ন স্মার্টফোন, ট্যাবলেট এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক ডিভাইসে পাওয়া যাবে। কিন্তু রাসায়নিকভাবে শক্তিশালী কাচ সম্পূর্ণরূপে অটুট নয়। আসলে, বিংহামের ফোনের স্ক্রিন ভেঙে গেছে। "আমি একবার এটি বাদ দিয়েছিলাম এবং তারপরে আমি এটি আবার ফেলেছিলাম এবং এটি ঠিক একই পয়েন্টে অবতরণ করেছিল এবং এটি খেলা শেষ হয়েছিল," তিনি বলেছেন।
কাচের পর্দার স্থায়িত্ব আরও উন্নত করতে, বিংহাম নর্থামব্রিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের পলিমার বিজ্ঞানীদের সাথে "ম্যানুফ্যাকচারিং ইমরটালিটি" শিরোনামের একটি প্রকল্পে কাজ করছে, যার নেতৃত্বে রসায়নবিদ জাস্টিন পেরি, যারা স্ব-নিরাময় পলিমার তৈরি করেছে। আপনি যদি এই স্ব-নিরাময়কারী পলিমারগুলিকে অর্ধেক করে কেটে ফেলেন এবং তারপরে টুকরোগুলিকে একসাথে ঠেলে দেন, তারা সময়ের সাথে সাথে আবার একসাথে যুক্ত হবে। গবেষকরা কাঁচে এই জাতীয় উপকরণের আবরণ প্রয়োগের সাথে পরীক্ষা করছেন।
আপনি পর্যাপ্ত শক্তি প্রয়োগ করলে, এই পর্দাগুলি এখনও ভেঙ্গে যাচ্ছে, কিন্তু আপনি যদি একটি ফেলে দেন এবং পলিমার স্তরটি ফাটল করেন তবে এটি স্ব-নিরাময় হতে পারে। এটি পরিবেষ্টিত, কক্ষ-তাপমাত্রার অবস্থার অধীনে ঘটবে, যদিও সেগুলিকে কিছুটা গরম করা, উদাহরণস্বরূপ কোথাও উষ্ণ রেখে, প্রক্রিয়াটিকে দ্রুততর করতে পারে। "এটি পণ্যের জীবনকাল উন্নত করা, তাদের আরও টেকসই করা এবং তাদের আরও স্থিতিস্থাপক করে তোলার বিষয়ে," বিংহাম বলেছেন। এবং এটি এমন অনেক পণ্যের জন্য উপযোগী হতে পারে যেগুলি শুধুমাত্র স্মার্টফোন নয়, প্রতিরক্ষামূলক স্তর হিসাবে গ্লাস ব্যবহার করে।
