পদার্থ বিজ্ঞানী নগুয়েন ডুক হোয়া: 'ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি এত আকর্ষণীয়!'

একজন প্রয়োগিক পদার্থবিজ্ঞানী হিসেবে, আপনি কি কখনও তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যার প্রেম এবং দর্শন দ্বারা "আকৃষ্ট" হয়েছেন? - তত্ত্বের ব্যবহারিকতা এবং সম্ভাব্যতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ কারণ একটি তত্ত্ব ভৌত ঘটনা সম্পর্কে নতুন দৃষ্টিভঙ্গি উন্মোচন করতে পারে, যার ফলে এমন নতুন প্রযুক্তি তৈরি হতে পারে যা কখনও ভাবা হয়নি। বিমূর্ত ধারণাগুলি ন্যানো প্রযুক্তি, নতুন উপকরণ, চিকিৎসা এবং কোয়ান্টাম তথ্যে ব্যবহারিক প্রয়োগের দিকে পরিচালিত করতে পারে... অতএব, তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যার প্রেম এবং দর্শন কেবল আকর্ষণই করে না বরং প্রয়োগিক পদার্থবিদ্যার ব্যবহারিকতার পরিপূরকও করে, আবিষ্কার এবং সৃজনশীলতার একটি উত্তেজনাপূর্ণ যাত্রা তৈরি করে। তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যা এবং পরীক্ষামূলক পদার্থবিদ্যার সমন্বয় পদার্থবিদদের জন্য একটি বিস্তৃত এবং সমৃদ্ধ অভিজ্ঞতা নিয়ে আসবে। আমি সর্বদা পদার্থবিদ্যার তাত্ত্বিক সমস্যাগুলিতে আগ্রহী এবং অনুপ্রাণিত। এই কারণেই আমাদের সাম্প্রতিক গবেষণায়, পরীক্ষামূলক এবং তাত্ত্বিক এবং গণনামূলক গবেষকদের মধ্যে সহযোগিতা দেখা দিয়েছে। তত্ত্বটি মৌলিক নীতিগুলির সম্পূর্ণ বোঝার প্রতিশ্রুতি দেয়, সেইসাথে একটি বিস্তৃত ভিত্তি প্রদান করে যা থেকে ভৌত ঘটনা সম্পর্কে নতুন দৃষ্টিভঙ্গি খোলা যেতে পারে।

অধ্যাপক ডঃ নগুয়েন ডুক হোয়া (বামে) তাঁর অনুপ্রেরণামূলক শিক্ষকের সাথে - অধ্যাপক ডঃ পিপলস টিচার নগুয়েন ডুক চিয়েন

আপনার গবেষণার একটি প্রধান বিষয় সহজে বোধগম্যভাবে ব্যাখ্যা করতে পারেন: ন্যানোম্যাটেরিয়ালের এত আশ্চর্যজনক বৈশিষ্ট্য কেন? - ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি পারমাণবিক এবং আণবিক স্তরে কাজ করে, যেখানে সাধারণত বৃহৎ আকারে পাওয়া ভৌত আইনগুলি আর প্রযোজ্য হয় না, যার মধ্যে রয়েছে ন্যানোস্কেলে আকারের প্রভাব, পৃষ্ঠ/আয়তনের অনুপাতের পার্থক্য, কোয়ান্টাম প্রভাব এবং ন্যানোস্কেলে পরমাণুর মধ্যে শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া। এটি অভিনব ভৌত, রাসায়নিক এবং জৈবিক বৈশিষ্ট্য তৈরি করে, সম্ভাব্য প্রয়োগের বিস্তৃত পরিসর উন্মুক্ত করে। এটি হল চিকিৎসা, ইলেকট্রনিক্স, শক্তি ইত্যাদির মতো অনেক ক্ষেত্রে ন্যানোম্যাটেরিয়ালের উত্তেজনা। একটি বিশেষ উদাহরণ হল সোনার উপাদান (প্রতীক Au): যখন বৃহৎ আকারে এটি হলুদ এবং পানিতে অদ্রবণীয়; কিন্তু যখন ন্যানো আকারে ভেঙে ফেলা হয়, তখন এটি কণার আকারের উপর নির্ভর করে লাল, নীল বা অন্যান্য রঙ হতে পারে। কোয়ান্টাম ডট হল বিশেষ অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য সহ সেমিকন্ডাক্টর ন্যানো পার্টিকেল: যখন উত্তেজিত হয়, তখন তারা আলো নির্গত করে যার রঙ কণার আকারের উপর নির্ভর করে। কোয়ান্টাম ডটগুলি টিভি স্ক্রিন (QLED), LED লাইট এবং রোগ নির্ণয়ের জন্য ইমেজিং ফ্লুরোসেন্ট মার্কারগুলির মতো চিকিৎসা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

হ্যানয় জাতীয় শিক্ষা বিশ্ববিদ্যালয়ের শিক্ষার্থীদের সাথে

1D এবং 2D উপকরণ কী? আমরা যে উপকরণগুলি দেখি তা কি 3D নয়? - আমরা যে জগৎটি দেখি তা কি 3D স্থানিক জগৎ। যখন একটি মাত্রা অন্য দুটি মাত্রার চেয়ে অনেক বড় হয়, তখন বস্তুটিকে 1-মাত্রিক - অর্থাৎ 1D উপাদান হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে; অথবা যখন দুটি মাত্রা অন্যটির চেয়ে অনেক বড় হয়, তখন বস্তুটি প্রায় 2-মাত্রিক - অর্থাৎ 2D হয়। ন্যানোস্কেলে, 1D এবং 2D উপকরণগুলির অনেক অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে কারণ তাদের পারমাণবিক গঠন 1 বা 2 মাত্রার মধ্যে সীমাবদ্ধ। কার্বন ন্যানোটিউবের মতো 1D উপাদান (<100 ন্যানোমিটার এবং কয়েক মাইক্রোমিটার বা তার বেশি দৈর্ঘ্যের ফাঁকা নলাকার টিউব) অত্যন্ত উচ্চ নির্দিষ্ট প্রসার্য শক্তি এবং ভাল বৈদ্যুতিক এবং তাপ পরিবাহিতা ধারণ করে। একটি ন্যানোওয়্যার (যার ব্যাস < 100 nm এবং দৈর্ঘ্য/ব্যাসের অনুপাত খুব বেশি, ধাতু, সেমিকন্ডাক্টর এবং ধাতব অক্সাইডের মতো বিভিন্ন উপকরণ থেকে তৈরি করা যেতে পারে... সেন্সর বা ইলেকট্রনিক উপাদানগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। গ্রাফিনের মতো একটি 2D উপাদান (যার মধ্যে কার্বন পরমাণুর একটি স্তর একটি মধুচক্র নেটওয়ার্কে সাজানো থাকে) এর খুব শক্তিশালী যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, ভাল বৈদ্যুতিক এবং তাপ পরিবাহিতা রয়েছে এবং এটি ইলেকট্রনিক্স, শক্তি এবং স্বচ্ছ ইলেকট্রোডের ক্ষেত্রে অনেক গবেষণা এবং প্রয়োগের ভিত্তি... ন্যানো প্রযুক্তির সাহায্যে, 1D এবং 2D উপকরণগুলি ক্রমবর্ধমানভাবে বিকশিত হচ্ছে এবং এর বিভিন্ন প্রয়োগ রয়েছে, যা ভৌত জগত সম্পর্কে মানুষের ধারণা প্রসারিত করতে এবং ভবিষ্যতে যুগান্তকারী প্রযুক্তিগত অগ্রগতির প্রতিশ্রুতি দেয়।

আইটিআইএমএসের সহকর্মীদের সাথে

এটা কি সত্যি যে পদার্থের কণা যত ছোট হবে, তত বেশি আশ্চর্য এবং সম্ভাব্য প্রয়োগ থাকবে? যদি আমরা কণাগুলিকে একেবারে শেষ পর্যন্ত ভাগ করি, তাহলে আমাদের আর কী অবশিষ্ট থাকে? - এই প্রশ্নটি খুবই আকর্ষণীয় এবং পদার্থ বিজ্ঞান এবং ন্যানোপ্রযুক্তির কিছু মৌলিক নীতি স্পষ্ট করতে সাহায্য করে। প্রকৃতপক্ষে, যখন আমরা পদার্থের কণাগুলিকে ন্যানো আকারে ভাগ করি, তখন অনেক নতুন এবং আশ্চর্যজনক বৈশিষ্ট্য আবির্ভূত হয়। আমরা কণাগুলিকে ভাগ করতে থাকলে, আমরা পদার্থের সবচেয়ে মৌলিক স্তরের কাছে পৌঁছাবো, অর্থাৎ পরমাণু এবং উপ-পরমাণু কণা যেমন প্রোটন, নিউট্রন, কোয়ার্ক, লেপ্টন এবং বোসন - যা বর্তমানে পদার্থের সবচেয়ে ক্ষুদ্রতম উপাদান একক। তবে, ভবিষ্যতে, আরও মৌলিক কণা পাওয়া যাবে বা অস্তিত্বের পূর্বাভাস দেওয়া সম্ভব। এটিই পদার্থ বিজ্ঞানীদের চালিকা শক্তি, কারণ বিজ্ঞানের কোন শেষ নেই। এগুলি তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যায় রোমান্স, কল্পনা এবং দর্শনেরও ক্ষেত্র।

প্রাচীনকাল থেকেই অনেক শিল্পকর্মে ন্যানোকণা পাওয়া গেছে। আধুনিক সমাজের জন্য ন্যানোম্যাটেরিয়াল কেন এত গুরুত্বপূর্ণ? - ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি কেবল তাদের ছোট আকারের কারণেই নয়, বরং মূলত তাদের অনন্য বৈশিষ্ট্য এবং তাদের বিস্তৃত সম্ভাব্য প্রয়োগের কারণেও আধুনিক সমাজের কাছে এত গুরুত্বপূর্ণ। যদিও প্রাচীনকাল থেকেই ন্যানো পার্টিকেলগুলি বিদ্যমান ছিল (যেমন, প্রতিফলিত বা প্রেরিত আলোর নীচে দেখলে লাইকারগাস কাপ বিভিন্ন রঙের দেখাবে), সাম্প্রতিক দশকগুলিতে তাদের বোঝাপড়া এবং নিয়ন্ত্রণ নাটকীয়ভাবে এগিয়েছে, যা অনেক ক্ষেত্রে অনেক নতুন এবং যুগান্তকারী প্রয়োগের সূচনা করেছে। সুতরাং, ন্যানোম্যাটেরিয়াল তৈরি এবং নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতাই এর রহস্য। ন্যানোপ্রযুক্তি কেবল বর্তমান প্রয়োগের জন্য নতুন সম্ভাবনাই উন্মুক্ত করে না বরং ভবিষ্যতে যুগান্তকারী সুযোগও তৈরি করে, যা বিশ্বব্যাপী অর্থনৈতিক ও সামাজিক উন্নয়নে ইতিবাচক অবদান রাখে।

বা ভি-তে আইটিআইএমএস-এর সহকর্মীদের সাথে

অতিপরিবাহী উপকরণ এবং তাদের প্রয়োগ সম্পর্কে কী বলা যায়? - অতিপরিবাহী উপকরণ, সহজভাবে বলতে গেলে, এমন উপকরণ যাদের মধ্য দিয়ে বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রবাহিত হলে, বিদ্যুৎ প্রবাহ হ্রাস বা ক্ষয় না করে চিরকাল স্থায়ী থাকে। অতিপরিবাহী উপকরণের চিকিৎসা , বিদ্যুৎ সঞ্চালন, চৌম্বকীয় উত্তোলন ট্রেন, কণা ত্বরণকারী ইত্যাদি ক্ষেত্রে বিভিন্ন ধরণের ব্যবহার রয়েছে। বর্তমানে, অতিপরিবাহী উপকরণ ব্যবহার করে সবচেয়ে জনপ্রিয় যন্ত্র হল চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং (MRI) মেশিন যা শরীরের অভ্যন্তরে বিস্তারিত চিত্র ধারণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করতে অতিপরিবাহী চুম্বক ব্যবহার করে। অতিপরিবাহী উপকরণের জন্য ধন্যবাদ, MRI মেশিনগুলি আরও দক্ষতার সাথে কাজ করে এবং উচ্চমানের ছবি প্রদান করে। সম্প্রতি, চীন একটি ভ্যাকুয়াম টিউবে অতিপরিবাহী কয়েলের চৌম্বকীয় উত্তোলনের উপর চলমান একটি ট্রেন সফলভাবে পরীক্ষা করেছে, যা 623 কিমি/ঘন্টা গতিতে পৌঁছায় (নকশার গতি 1,000 কিমি/ঘন্টা পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে)। অতিপরিবাহী উপকরণের বাণিজ্যিকীকরণ এবং ব্যাপক ব্যবহার রোধ করা বর্তমানে সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ হল অত্যন্ত কম অপারেটিং তাপমাত্রা। অতিপরিবাহীতার জন্য কম তাপমাত্রা বজায় রাখার জন্য জটিল এবং ব্যয়বহুল শীতলকরণ ব্যবস্থা ব্যবহার করা প্রয়োজন, যেমন তরল হিলিয়াম (-২৬৯°C) বা তরল নাইট্রোজেন (-১৯৬°C)। অন্যান্য চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে রয়েছে উচ্চ উৎপাদন খরচ, দুর্বল যান্ত্রিক স্থায়িত্ব, জটিল তৈরির কৌশল, শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রে অতিপরিবাহী অবস্থা বজায় রাখার ক্ষমতা, অথবা উচ্চ চাপের অধীনে অতিপরিবাহী অবস্থার প্রয়োজনীয়তা।

ল্যাবে সহকর্মীদের সাথে কথা বলা

ন্যানোম্যাটেরিয়াল প্রয়োগের উপর অধ্যাপকের গবেষণায় নতুন কী কী অগ্রগতি হয়েছে? - ন্যানোম্যাটেরিয়াল এবং সেন্সরের ক্ষেত্রে কিছু সাফল্যের সাথে, প্রায় ১০ বছরের মৌলিক গবেষণার পর, আমাদের দল রোগ নির্ণয়ের জন্য IoT (ইন্টারনেট অফ থিংস) -এ শ্বাস বিশ্লেষণের জন্য সমন্বিত ন্যানোম্যাটেরিয়াল গবেষণা করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে। এটি সত্যিই একটি উন্নয়নমূলক পদক্ষেপ এবং আধুনিক বৈজ্ঞানিক গবেষণায় আন্তঃবিষয়ক চেতনা স্পষ্টভাবে প্রদর্শন করে। ন্যানোম্যাটেরিয়াল, ইলেকট্রনিক উপাদান এবং IoT-এর সংমিশ্রণ কেবল রোগ নির্ণয়ের জন্য নতুন সম্ভাবনা উন্মোচন করে না বরং উন্নত চিকিৎসা প্রযুক্তির বিকাশে, অথবা শিল্প, পরিবেশ, নিরাপত্তার মতো বিভিন্ন ক্ষেত্রে অনেক প্রয়োগের ক্ষেত্রেও অবদান রাখে... আমাদের ধারণাটি ২০০৯ সালে হোসাম হাইক (ইসরায়েল) এর নেতৃত্বে নেচার ন্যানোটেকনোলজি জার্নালে "স্বর্ণ ন্যানো পার্টিকেল ব্যবহার করে শ্বাসের মাধ্যমে ফুসফুসের ক্যান্সার নির্ণয়" এর ফলাফলের উপর প্রকাশিত গবেষণা কাজের উল্লেখ করে তৈরি হয়েছিল। এই দলের গবেষণা দেখায় যে সুস্থ মানুষ এবং ফুসফুসের ক্যান্সার রোগীদের শ্বাস বিশ্লেষণের ফলাফল তুলনা করে, ফুসফুসের ক্যান্সার রোগীদের সনাক্ত করা সম্ভব।

একটি অনুষ্ঠানে একজন বিশেষজ্ঞের সাথে কথা বলুন

আমাদের পরবর্তী গবেষণায় ন্যানোম্যাটেরিয়াল ব্যবহার করে একটি সেমিকন্ডাক্টর গ্যাস সেন্সর তৈরি করা হয়েছে যা সোনার ন্যানোর চেয়ে ভালো প্রতিক্রিয়া প্রদান করতে পারে, গ্যাসের ঘনত্ব সনাক্তকরণের সীমা কম করতে পারে এবং রোগ পরীক্ষা এবং রোগ নির্ণয়ের জন্য শ্বাস বিশ্লেষণে প্রয়োগের জন্য সম্পূর্ণরূপে বিকশিত হতে পারে। ২০১৯ সালে ভিনগ্রুপ ইনোভেশন ফাউন্ডেশন (ভিনআইএফ) দ্বারা অর্থায়িত একটি প্রকল্পে এটি প্রয়োগিত গবেষণার দিকনির্দেশনা। ভিনআইএফ-এর কাছে এই চ্যালেঞ্জিং প্রকল্পটি আত্মবিশ্বাসের সাথে প্রস্তাব করার জন্য আমাদের একটি অনুপ্রেরণা হল ফাউন্ডেশনের "ঝুঁকি গ্রহণ" প্রকৃতি। সেই প্রগতিশীল প্রক্রিয়ার জন্য ধন্যবাদ, একটি নিরাপদ গবেষণা দিকনির্দেশনা প্রস্তাব করার পরিবর্তে যা নিশ্চিতভাবে একটি পণ্য তৈরি করবে, আমরা উচ্চ সম্ভাব্য ঝুঁকি থাকা সত্ত্বেও একটি যুগান্তকারী বিষয় করতে দৃঢ়প্রতিজ্ঞ। এই গবেষণার নীতি হল যে যখন মানুষ ফুসফুসের ক্যান্সার, হাঁপানি, ডায়াবেটিস ইত্যাদির মতো নির্দিষ্ট রোগে ভুগবে, তখন এটি শরীরের বিপাককে প্রভাবিত করবে, যার ফলে রোগীর শ্বাস-প্রশ্বাসে বিভিন্ন ঘনত্বের বৈশিষ্ট্যযুক্ত গ্যাস (জৈবিক চিহ্নিতকারী) তৈরি হবে। এই জৈবিক চিহ্নিতকারী প্রতিটি ধরণের রোগের জন্য আলাদাভাবে পরিবর্তিত হবে। গ্যাস সেন্সরগুলি জৈবিক চিহ্নিতকারী সনাক্তকরণ এবং বিশ্লেষণ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, বায়োপসির মতো আক্রমণাত্মক পদ্ধতি ছাড়াই রোগগুলি প্রাথমিকভাবে সনাক্ত করতে সহায়তা করে। মাইক্রোচিপ এবং সেমিকন্ডাক্টর চিপের তরঙ্গ আগের চেয়ে বেশি উত্তপ্ত হয়ে উঠছে। অধ্যাপকের মতে, এই তরঙ্গের সুবিধা আমাদের কোন দিকে নেওয়া উচিত? - হ্যাঁ, এই বিষয়টি খুবই আলোচিত এবং আধুনিক প্রযুক্তির অনেক গবেষণা, উন্নয়ন এবং প্রয়োগের কেন্দ্রবিন্দু। এই ক্ষেত্রের প্রবৃদ্ধি এবং অগ্রগতি কেবল তথ্য ও যোগাযোগ প্রযুক্তির বিকাশকেই উৎসাহিত করে না বরং অন্যান্য অনেক শিল্পের উপরও এর গভীর প্রভাব পড়ে। কিন্তু সত্যি বলতে, আমাদের সেমিকন্ডাক্টর এবং মাইক্রোচিপ দল এখনও অনেক ছোট, সীমিত দক্ষতার সাথে। তাছাড়া, আজ ভিয়েতনামে আমাদের যথেষ্ট শক্তিশালী সেমিকন্ডাক্টর গবেষণা কেন্দ্র নেই, এবং সেমিকন্ডাক্টর ইকোসিস্টেমেরও অভাব রয়েছে। আমার মতে, ভিয়েতনামের উচিত প্রতিযোগিতামূলক সম্ভাবনা সম্পন্ন বিশেষ ক্ষেত্রগুলিতে মনোনিবেশ করে, গবেষণা ও উন্নয়ন এবং মানবসম্পদ প্রশিক্ষণে বিনিয়োগ করে, একটি প্রযুক্তি ইকোসিস্টেম তৈরি করে এবং শিল্পগুলিকে সমর্থন করে এবং গুরুত্বপূর্ণ শিল্পগুলিতে প্রযুক্তি প্রয়োগ করে সেমিকন্ডাক্টর এবং মাইক্রোচিপ প্রযুক্তি বিকাশের তরঙ্গের সুবিধা গ্রহণ করা। এই কৌশলগুলি ভিয়েতনামকে টেকসইভাবে বিকাশ করতে এবং দ্রুত পরিবর্তনশীল বৈশ্বিক প্রযুক্তির প্রেক্ষাপটে কার্যকরভাবে প্রতিযোগিতা করতে সহায়তা করবে। ধন্যবাদ, অধ্যাপক!

থানহনিয়েন.ভিএন

সূত্র: https://thanhnien.vn/nha-khoa-hoc-vat-lieu-nguyen-duc-hoa-vat-lieu-nano-day-thu-vi-185240531094042686.htm