১৭টি ধাতুর সমষ্টি, বিরল পৃথিবী উপাদান, পৃথিবীর ভূত্বকে তুলনামূলকভাবে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায়, কিন্তু তাদের নিষ্কাশন অত্যন্ত কঠিন।
নিওডিয়ামিয়াম, খনিতে উত্তোলন করা অত্যন্ত কঠিন বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির মধ্যে একটি। ছবি: আরএইচজে/গেটি
বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির অনেক দরকারী বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যা শক্তি এবং প্রযুক্তি শিল্পে এগুলিকে অত্যন্ত চাহিদাপূর্ণ করে তোলে। এই গোষ্ঠীতে ১৭টি ধাতু রয়েছে, যার মধ্যে পর্যায় সারণির শেষে ১৫টি ধাতু রয়েছে, ইট্রিয়াম এবং স্ক্যান্ডিয়াম সহ।
এই উপাদানগুলির মধ্যে সবচেয়ে মূল্যবান হল নিওডিয়ামিয়াম, প্রাসিওডিয়ামিয়াম, টারবিয়াম এবং ডিসপ্রোসিয়াম, যা অতি-শক্তিশালী ক্ষুদ্র চুম্বক হিসেবে কাজ করে, যা স্মার্টফোন, বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যাটারি এবং বায়ু টারবাইনের মতো ইলেকট্রনিক ডিভাইসের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। যাইহোক, এই আধুনিক প্রয়োজনীয়তাগুলি উৎপাদনের সময় বিরল পৃথিবী উপাদানের সীমিত সরবরাহ কোম্পানি এবং সরকারগুলির জন্য একটি প্রধান উদ্বেগের বিষয়।
বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলি আসলে এত বিরল নয়। মার্কিন ভূতাত্ত্বিক জরিপ (USGS) দ্বারা বিভিন্ন উপাদানের স্ফটিক প্রাচুর্যের (পৃথিবীর ভূত্বক জুড়ে গড় প্রাপ্যতা) উপর করা গবেষণা অনুসারে, বেশিরভাগ বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলি তামা এবং দস্তার মতো সাধারণ ধাতুর মতো প্রায় একই পরিমাণে উপস্থিত থাকে। "এগুলি অবশ্যই রূপা, সোনা বা প্ল্যাটিনামের মতো ধাতুর মতো বিরল নয়," ভার্জিনিয়া পলিটেকনিক বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক অ্যারন নোবেল বলেছেন।
তবে, প্রাকৃতিক উৎস থেকে এগুলো বের করা অত্যন্ত কঠিন। "সমস্যা হলো এগুলো এক জায়গায় ঘনীভূত নয়। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র জুড়ে প্রতি কিলোগ্রাম শেলে প্রায় ৩০০ মিলিগ্রাম বিরল পৃথিবী উপাদান রয়েছে," পশ্চিম ভার্জিনিয়া জল গবেষণা ইনস্টিটিউটের পরিচালক পল জিমকিউইচ বলেন।
সাধারণত, লাভা প্রবাহ, জলবিদ্যুৎ কার্যকলাপ এবং পর্বত গঠনের মতো বিভিন্ন ভূতাত্ত্বিক প্রক্রিয়ার কারণে ধাতুগুলি পৃথিবীর ভূত্বকে ঘনীভূত হয়। তবে, বিরল পৃথিবী উপাদানগুলির অস্বাভাবিক রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের অর্থ হল এই নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে তারা সাধারণত একসাথে ঘনীভূত হয় না। বিরল পৃথিবীর চিহ্নগুলি গ্রহ জুড়ে ছড়িয়ে ছিটিয়ে রয়েছে, যার ফলে তাদের নিষ্কাশন কম কার্যকর হয়।
মাঝে মাঝে, অ্যাসিডিক ভূগর্ভস্থ পরিবেশ নির্দিষ্ট কিছু স্থানে বিরল পৃথিবীর উপাদানের মাত্রা সামান্য বাড়িয়ে দিতে পারে। তবে, 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 (অ্যান্টি-আয়ন) এর সাথে আবদ্ধ থাকে। বিশুদ্ধ ধাতু পেতে, এই বন্ধনগুলি ভেঙে ফেলতে হবে এবং অধাতুটি অপসারণ করতে হবে। এই কাজের জটিলতা ধাতু এবং অধাতুর উপর নির্ভর করে যার সাথে এটি আবদ্ধ।
"তামার আকরিক সাধারণত সালফাইড (সালফার এবং অন্যান্য উপাদান ধারণকারী রাসায়নিক যৌগ) আকারে দেখা যায়। আপনি আকরিকটি ততক্ষণ পর্যন্ত গরম করেন যতক্ষণ না সালফাইডগুলি গ্যাস হিসাবে বেরিয়ে যায় এবং খাঁটি তামা চুল্লির নীচে স্থির হয়। এটি একটি মোটামুটি সহজ নিষ্কাশন প্রক্রিয়া। কিছু অন্যান্য, যেমন আয়রন অক্সাইড, ধাতু মুক্ত করার জন্য সংযোজন প্রয়োজন। কিন্তু বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলিকে পৃথক করা অনেক বেশি জটিল," জিমকিউইচ ব্যাখ্যা করেন।
বিরল মাটির ধাতুগুলির তিনটি ধনাত্মক চার্জ থাকে এবং ফসফেট অ্যান্টিয়নের 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, এগুলি ভেঙে ফেলার জন্য প্রচুর শক্তি এবং রাসায়নিক শক্তির প্রয়োজন হয়। সাধারণত, এই প্রক্রিয়াটির জন্য অত্যন্ত কম pH স্তর, কঠোর পরিস্থিতি এবং অত্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োজন হয় কারণ আকরিকের মধ্যে বন্ধনগুলি অবিশ্বাস্যভাবে শক্তিশালী," নোবেল বলেন।
বিশুদ্ধ মৌল আহরণের অসুবিধার কারণে এগুলোকে "বিরল পৃথিবী" নাম দেওয়া হয়েছে। কিছু বিশেষজ্ঞ বর্তমান সরবরাহের উপর চাপ কমাতে শিল্প বর্জ্য এবং পুরাতন ইলেকট্রনিক্স থেকে এই মূল্যবান ধাতুগুলিকে পুনর্ব্যবহার এবং নিষ্কাশনের নতুন পদ্ধতি নিয়ে গবেষণা করছেন। তারা নতুন যৌগগুলিতে বিরল পৃথিবীর অনন্য চৌম্বকীয় এবং ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্যগুলি পুনরুজ্জীবিত করার চেষ্টা করছেন, আশা করছেন যে এই নতুন যৌগগুলি 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)