১৭টি ধাতুর সমষ্টি, বিরল পৃথিবী উপাদান, পৃথিবীর ভূত্বকে তুলনামূলকভাবে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায় কিন্তু তাদের নিষ্কাশন অত্যন্ত কঠিন।
নিওডিয়ামিয়াম, বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির মধ্যে একটি যা খনন করা অত্যন্ত কঠিন। ছবি: RHJ/Getty
বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির অনেক দরকারী বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা এগুলিকে শক্তি এবং প্রযুক্তি শিল্পে খুব জনপ্রিয় করে তোলে। এই গোষ্ঠীতে ১৭টি ধাতু রয়েছে, যার মধ্যে পর্যায় সারণির নীচে থাকা ১৫টি ধাতব উপাদান, ইট্রিয়াম এবং স্ক্যান্ডিয়াম সহ দুটি উপাদান রয়েছে।
এই উপাদানগুলির মধ্যে সবচেয়ে মূল্যবান হল নিওডিয়ামিয়াম, প্রাসিওডিয়ামিয়াম, টারবিয়াম এবং ডিসপ্রোসিয়াম, যা শক্তিশালী ক্ষুদ্রাকৃতির চুম্বক হিসেবে কাজ করে, যা স্মার্টফোন, বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যাটারি এবং বায়ু টারবাইনের মতো ইলেকট্রনিক ডিভাইসের একটি মূল উপাদান। যাইহোক, বিরল পৃথিবীর সীমিত সরবরাহ এই আধুনিক প্রয়োজনীয়তাগুলি উৎপাদনকারী সংস্থা এবং সরকারগুলির জন্য একটি প্রধান উদ্বেগের বিষয়।
বিরল পৃথিবী আসলে এতটা বিরল নয়। বিভিন্ন উপাদানের স্ফটিক প্রাচুর্যের উপর একটি USGS গবেষণা অনুসারে (পৃথিবীর ভূত্বকে গড়ে এগুলি কতটা প্রচুর পরিমাণে রয়েছে), বেশিরভাগ বিরল পৃথিবী তামা এবং দস্তার মতো সাধারণ ধাতুর সমান পরিমাণে পাওয়া যায়। "এগুলি অবশ্যই রূপা, সোনা এবং প্ল্যাটিনামের মতো ধাতুর মতো বিরল নয়," ভার্জিনিয়া টেকের অধ্যাপক অ্যারন নোবেল বলেছেন।
কিন্তু প্রাকৃতিক উৎস থেকে এগুলো বের করা অত্যন্ত কঠিন। "সমস্যা হলো এগুলো এক জায়গায় ঘনীভূত নয়। আমেরিকা জুড়ে প্রতি কিলোগ্রাম শেলে প্রায় ৩০০ মিলিগ্রাম বিরল আর্থ রয়েছে," পশ্চিম ভার্জিনিয়া জল গবেষণা ইনস্টিটিউটের পরিচালক পল জিমকিউইচ বলেন।
সাধারণত, লাভা প্রবাহ, জলবিদ্যুৎ কার্যকলাপ এবং পর্বত নির্মাণের মতো বিভিন্ন ভূতাত্ত্বিক প্রক্রিয়ার কারণে ধাতুগুলি পৃথিবীর ভূত্বকে জমা হয়। তবে, বিরল পৃথিবী উপাদানগুলির অস্বাভাবিক রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের অর্থ হল এই বিশেষ পরিস্থিতিতে তারা প্রায়শই একসাথে জমা হয় না। বিরল পৃথিবীর চিহ্নগুলি গ্রহ জুড়ে ছড়িয়ে ছিটিয়ে রয়েছে, যার ফলে তাদের নিষ্কাশন অকার্যকর হয়ে পড়ে।
কখনও কখনও, অ্যাসিডিক ভূগর্ভস্থ পরিবেশ নির্দিষ্ট কিছু স্থানে বিরল পৃথিবী উপাদানের পরিমাণ কিছুটা বাড়িয়ে দিতে পারে। কিন্তু এই অবস্থানগুলি খুঁজে বের করা কেবল প্রথম চ্যালেঞ্জ।
প্রকৃতিতে, ধাতুগুলি আকরিক নামক মিশ্রণ হিসাবে বিদ্যমান, যার মধ্যে ধাতব অণুগুলি শক্তিশালী আয়নিক বন্ধনের মাধ্যমে অন্যান্য অধাতু (প্রতি-আয়ন) এর সাথে আবদ্ধ থাকে। বিশুদ্ধ ধাতু পেতে, মানুষকে এই বন্ধনগুলি ভেঙে অধাতুগুলি অপসারণ করতে হয়। কাজের অসুবিধা নির্ভর করে ধাতু এবং অধাতুর উপর যা তারা আবদ্ধ।
"তামার আকরিক সাধারণত সালফাইড (সালফার এবং অন্যান্য উপাদান দিয়ে তৈরি রাসায়নিক) আকারে আসে। আপনি আকরিকটিকে এমনভাবে গরম করেন যেখানে সালফাইডগুলি গ্যাস হিসাবে বেরিয়ে যায় এবং খাঁটি তামা চুল্লির নীচে পড়ে যায়। এটি একটি মোটামুটি সহজ নিষ্কাশন প্রক্রিয়া। কিছু অন্যান্য ধরণের, যেমন আয়রন অক্সাইড, ধাতু মুক্ত করার জন্য সংযোজন প্রয়োজন। কিন্তু বিরল মৃত্তিকা পৃথক করা অনেক বেশি জটিল," জিমকিউইচ ব্যাখ্যা করেন।
বিরল মাটির ধাতুগুলির তিনটি ধনাত্মক চার্জ থাকে এবং ফসফেট কাউন্টারিয়নের সাথে অত্যন্ত শক্তিশালী আয়নিক বন্ধন তৈরি করে, যার প্রতিটিতে তিনটি ঋণাত্মক চার্জ থাকে। অতএব, নিষ্কাশন প্রক্রিয়াটিকে ধনাত্মক ধাতু এবং ঋণাত্মক ফসফেটের মধ্যে অত্যন্ত শক্তিশালী বন্ধনকে অতিক্রম করতে হবে।
"বিরল মাটির আকরিকগুলি রাসায়নিকভাবে অত্যন্ত স্থিতিশীল খনিজ, এবং এগুলি ভেঙে ফেলার জন্য প্রচুর শক্তি এবং রাসায়নিক শক্তি লাগে। সাধারণত, এই প্রক্রিয়াটির জন্য অত্যন্ত কম pH, কঠোর পরিস্থিতি এবং অত্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োজন হয় কারণ আকরিকের বন্ধনগুলি অবিশ্বাস্যভাবে শক্তিশালী," নোবেল বলেন।
বিশুদ্ধ মৌলগুলিকে বিচ্ছিন্ন করার অসুবিধার কারণে এগুলি "বিরল পৃথিবী" নামে পরিচিত। কিছু বিশেষজ্ঞ বর্তমান সরবরাহের উপর চাপ কমাতে শিল্প বর্জ্য এবং পুরাতন ইলেকট্রনিক্স থেকে এই মূল্যবান ধাতুগুলি পুনর্ব্যবহার এবং নিষ্কাশনের জন্য নতুন পদ্ধতি নিয়ে গবেষণা করছেন। তারা নতুন যৌগগুলিতে বিরল পৃথিবীর অনন্য চৌম্বকীয় এবং ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্যগুলি পুনরায় তৈরি করার চেষ্টা করছেন, আশা করছেন যে এগুলি আরও সহজলভ্য বিকল্প হয়ে উঠবে। তবে, ক্রমবর্ধমান চাহিদা সত্ত্বেও, বর্তমানে বিরল পৃথিবীর কোনও কার্যকর বিকল্প নেই।
থু থাও ( লাইভ সায়েন্স অনুসারে)
[বিজ্ঞাপন_২]
উৎস লিঙ্ক
মন্তব্য (0)