মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বিজ্ঞানীরা প্রমাণ পেয়েছেন যে তরল জলের পৃষ্ঠ, এমনকি ঘরের তাপমাত্রায়ও, এমন একটি কাঠামো রয়েছে যা জল-বায়ু ইন্টারফেসের কাছাকাছি আসার সাথে সাথে আরও বেশি করে বরফের মতো দেখায়। ফিলিপ গেইসলার এবং ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের নাথান ওডেনডাহল, বার্কলে, কম্পিউটার সিমুলেশন সঞ্চালিত বায়ু এবং জলের মধ্যে অসম ইন্টারফেস এবং চিহ্নিত আদেশকৃত মোটিফ, যা তারা যুক্তি দেয় যে বরফের সাথে উল্লেখযোগ্য মিল রয়েছে।
বায়ুমণ্ডল থেকে মানুষের ফুসফুস পর্যন্ত, গ্রহের অনেকগুলি গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া জলের ফোঁটার পৃষ্ঠে ঘটে, যা এই গবেষণাকে পদার্থবিদ্যা, রসায়ন এবং জীববিজ্ঞান জুড়ে সম্ভাব্য প্রভাব দেয়।
"আমরা যে জিনিসগুলি বহু দশক ধরে কাজ করেছি জল সম্পর্কে বোঝার জন্য তার বাল্ক পরিবেশে তা কেবল ইন্টারফেসে ভুল হয়ে যায়," বলেছেন গেইসলার, যিনি পরীক্ষায় অ্যাক্সেসযোগ্য নয় এমন একটি আণবিক স্তরে জল অধ্যয়নের জন্য সিমুলেশন ব্যবহার করেছিলেন। বায়ু-জল ইন্টারফেসের স্পেকট্রোস্কোপিক পরিমাপ আশ্চর্যজনক ফলাফল তৈরি করেছে, যা পৃষ্ঠে হাইড্রোজেন বন্ধন নির্দেশ করে। Geissler এবং Odendahl পূর্ববর্তী সিমুলেশন সম্পর্কে কৌতূহলী ছিল, যা ইন্টারফেসিয়াল জলের কাঠামোর জন্য রেফারেন্স পয়েন্ট হিসাবে বরফের পরামর্শ দিয়েছিল, কিন্তু তারা এই ফলাফলগুলি চূড়ান্ত বলে মনে করেনি। ফলস্বরূপ, তারা আরও বিস্তারিতভাবে এই নিদর্শনগুলি অনুসন্ধান করার একটি উপায় তৈরি করেছিল।
বিশৃঙ্খলার মধ্যে গঠনের জন্য অনুসন্ধান
তরল জল বিশৃঙ্খল, তাই গবেষকরা জানতেন যে তারা যে কাঠামোগুলি খুঁজছিলেন তা খুঁজে পাওয়া কঠিন হবে, শুধুমাত্র কয়েকটি অণুর উপর প্রসারিত হবে এবং শব্দের নিচে চাপা পড়বে। তাদের ধারণা ছিল যে পূর্ববর্তী গবেষকরা বিশদ অনুপস্থিত ছিলেন কারণ তারা ইন্টারফেসটিকে একটি ফ্ল্যাট প্লেন হিসাবে বিবেচনা করেছিলেন, যখন এটি আসলে নরম এবং আড়ম্বরপূর্ণ। নরম বায়ু-জল ইন্টারফেসগুলিতে কাজ 10 বছরেরও বেশি আগে অগ্রণী হয়েছিল এবং পৃষ্ঠের সমান্তরাল স্তরগুলি প্রকাশ করেছিল, তবে বরফের সাথে একটি লিঙ্ক খুঁজতে গেইসলার এবং ওডেনডাহল প্রথম এটি ব্যবহার করেছিলেন।
গেইসলার বলেছিলেন যে তিনি অবাক হয়েছিলেন যখন ওডেনডাহল তাকে বরফ এবং জল-বায়ু ইন্টারফেসগুলিকে সুপারইম্পোজ করার প্রথম ফলাফল দেখান। তারা যুক্তি দেয় যে, তাত্ক্ষণিক ইন্টারফেসের অতিরিক্ত বিশদ সহ, জলের পৃষ্ঠের স্তরগুলিকে উপস্তরে বিভক্ত করা যেতে পারে (উপরের চিত্রটি দেখুন)। সমান্তরাল উপস্তরগুলি হল বরফের বেসাল মুখের একটি বৈশিষ্ট্য, এবং তারা তা উপস্থাপন করে যা বরফ এবং জল-বায়ু ইন্টারফেসে এই স্তরগুলির মধ্যে একটি আকর্ষণীয় সাদৃশ্য।
এই উপস্তরগুলিকে একটি রেফারেন্স পয়েন্ট হিসাবে ব্যবহার করে, Geissler এবং Odendahl অণুগুলির অভিযোজন তুলনা করেছেন, জেনেছেন যে এটি বরফের টেট্রাহেড্রাল জলের অণুগুলির জন্য ভালভাবে সংজ্ঞায়িত। গবেষকরা যখন জলের পৃষ্ঠের কাছে অক্সিজেন-হাইড্রোজেন বন্ধনের অনুকূল দিক ম্যাপ করেছিলেন, তখন তারা ক্রম পর্যবেক্ষণ করেছিলেন, যা তারা আবার যুক্তি দিয়েছিলেন, মনে হচ্ছে বরফের মুখের সাথে মিল রয়েছে। এই নিদর্শনগুলি কয়েকটি আণবিক ব্যাস ধরে রাখে, যা বাল্ক ওয়াটারে প্রত্যাশিত ক্ষণস্থায়ী টেট্রাহেড্রাল কাঠামোর চেয়ে বড়।
ভাঙ্গা প্রতিসাম্য জলকে সংগঠিত করতে বাধ্য করে
তাদের উপসংহারের জন্য যুক্তি দিয়ে, ওডেনডাহল বলেন, “সেই নমনীয় ইন্টারফেসটি আসলেই আমাদের বলার আত্মবিশ্বাস দিয়েছে, এটি শুধুমাত্র কয়েকটি সুযোগ মেট্রিক্স নয়। আপনি যদি ঘনত্বের দিকে তাকান, যদি আপনি ওরিয়েন্টেশনের দিকে তাকান, যদি আপনি একাধিক স্তর দেখেন, আমরা যা দেখেছি তার সবকিছুই মিল আছে বলে মনে হয়।"
ইন্টারফেসে জল বৈদ্যুতিকভাবে মৃত বলে প্রমাণিত হয়
যাইহোক, তরল পদার্থের পরিসংখ্যানগত মেকানিক্সের উপর গবেষণার ব্যাখ্যা সবসময় বিতর্কিত। জল-বায়ু ইন্টারফেস নিয়ে অব্যাহত বিতর্কটি বরফকে কীভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় তার মৌলিক প্রশ্নে নেমে আসবে এবং শুধুমাত্র কয়েকটি অণুর উপর প্রসারিত একটি কাঠামোকে স্ফটিকের মতো বৈশিষ্ট্যগুলি বলা যেতে পারে কিনা। তাদের ফলাফলের উপর প্রতিফলন করে, গেইসলার বলেছেন "আমাদের কাছে এখন এই কাঠামোগত মোটিফগুলি সম্পর্কে চিন্তা করার জন্য এই কাঠামোগত রেফারেন্স পয়েন্ট রয়েছে এবং আমি মনে করি যে এটি শেষ পর্যন্ত একটি খুব দরকারী ধারণাগত সরঞ্জাম হিসাবে প্রমাণিত হবে।"
গবেষণায় বর্ণিত হয়েছে আমেরিকান কেমিক্যাল সোসাইটির জার্নাল.
