একটি অমূল্য পেইন্টিং কল্পনা করুন যা একটি বিধ্বংসী আগুনে ধ্বংস হয়ে গেছে। সুন্দর পেইন্টগুলি, শ্রমসাধ্যভাবে অনেকগুলি ছায়ায় প্রয়োগ করা হয়েছে, কালো কাঁচের স্তরের নীচে অদৃশ্য হয়ে গেছে। দেখে মনে হবে মাস্টারপিসটি অপ্রতিরোধ্যভাবে হারিয়ে গেছে৷
বিজ্ঞান জাদু
কিন্তু হতাশ হবেন না। ছবিটি একটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারে স্থাপন করা হয়েছে, যার ভিতরে পারমাণবিক অক্সিজেন নামে একটি অদৃশ্য শক্তিশালী পদার্থ তৈরি হয়েছে। কয়েক ঘন্টা বা দিনের মধ্যে, প্লেকটি ধীরে ধীরে কিন্তু নিশ্চিতভাবে অদৃশ্য হয়ে যায় এবং রঙগুলি আবার দেখা দিতে শুরু করে। পরিষ্কার বার্ণিশের একটি তাজা কোট দিয়ে সমাপ্ত, পেইন্টিংটি তার আগের গৌরব ফিরে পেয়েছে৷
এটা জাদুর মত মনে হতে পারে, কিন্তু এটা বিজ্ঞান। নাসার গ্লেন রিসার্চ সেন্টারের (জিআরসি) বিজ্ঞানীদের দ্বারা তৈরি করা পদ্ধতিটি অন্যথায় অপূরণীয়ভাবে ক্ষতিগ্রস্ত শিল্পকে সংরক্ষণ ও পুনরুদ্ধার করতে পারমাণবিক অক্সিজেন ব্যবহার করে। পদার্থওমানব শরীরের জন্য উদ্দিষ্ট অস্ত্রোপচার ইমপ্লান্ট সম্পূর্ণরূপে জীবাণুমুক্ত করতে সক্ষম, ব্যাপকভাবে প্রদাহের ঝুঁকি হ্রাস করে। ডায়াবেটিস রোগীদের জন্য, এটি একটি গ্লুকোজ মনিটরিং যন্ত্রের উন্নতি করতে পারে যা পরীক্ষার জন্য পূর্বে প্রয়োজনীয় রক্তের একটি অংশের প্রয়োজন হবে যাতে রোগীরা তাদের অবস্থা নিরীক্ষণ করতে পারে। পদার্থটি হাড়ের কোষগুলির আরও ভাল আনুগত্যের জন্য পলিমারগুলির পৃষ্ঠকে টেক্সচার করতে পারে, যা ওষুধে নতুন সম্ভাবনার সূচনা করে৷
এবং এই শক্তিশালী পদার্থটি পাতলা বাতাস থেকে সরাসরি পাওয়া যায়।
পারমাণবিক এবং আণবিক অক্সিজেন
অক্সিজেন বিভিন্ন আকারে বিদ্যমান। আমরা যে গ্যাসে শ্বাস নিই তাকে বলা হয় O2, মানে এটি দুটি পরমাণু দিয়ে গঠিত। পারমাণবিক অক্সিজেনও রয়েছে, যার সূত্র হল O (একটি পরমাণু)। এই রাসায়নিক উপাদানটির তৃতীয় রূপ হল O3. এটি ওজোন, যা, উদাহরণস্বরূপ, পৃথিবীর উপরের বায়ুমণ্ডলে পাওয়া যায়৷
পৃথিবীর পৃষ্ঠে প্রাকৃতিক অবস্থায় পারমাণবিক অক্সিজেন বেশিদিন থাকতে পারে না। এটি একটি অত্যন্ত উচ্চ প্রতিক্রিয়াশীলতা আছে. উদাহরণস্বরূপ, জলে পারমাণবিক অক্সিজেন হাইড্রোজেন পারক্সাইড গঠন করে। কিন্তু মহাকাশে, যেখানে প্রচুর অতিবেগুনী বিকিরণ রয়েছে, সেখানে O2 অণুগুলি একটি পারমাণবিক আকার তৈরি করতে আরও সহজে ভেঙে যায়। নিম্ন পৃথিবীর কক্ষপথের বায়ুমণ্ডল হল 96% পারমাণবিক অক্সিজেন। NASA স্পেস শাটল মিশনের প্রথম দিকে, এটি সমস্যার সৃষ্টি করেছিল৷
ভালের জন্য ক্ষতি
ব্রুস ব্যাঙ্কসের মতে, সিনিয়র পদার্থবিদগ্লেন সেন্টারের স্পেস এনভায়রনমেন্ট রিসার্চ অ্যাফিলিয়েট আলফাপোর্টে, শাটলের প্রথম কয়েকটি ফ্লাইটের পরে, এর নির্মাণের উপকরণ দেখে মনে হয়েছিল যে সেগুলি হিমে আচ্ছাদিত ছিল (এগুলি ভারীভাবে ক্ষয়প্রাপ্ত এবং টেক্সচারড ছিল)। পারমাণবিক অক্সিজেন জৈব মহাকাশযানের ত্বকের উপকরণের সাথে বিক্রিয়া করে, ধীরে ধীরে তাদের ক্ষতি করে।
GIZ ক্ষতির কারণ অনুসন্ধান শুরু করেছে৷ ফলস্বরূপ, গবেষকরা শুধুমাত্র পারমাণবিক অক্সিজেন থেকে মহাকাশযানকে রক্ষা করার পদ্ধতি তৈরি করেননি, তারা পৃথিবীতে জীবনকে উন্নত করতে এই রাসায়নিক উপাদানটির সম্ভাব্য ধ্বংসাত্মক শক্তি ব্যবহার করার একটি উপায়ও খুঁজে পেয়েছেন৷
মহাকাশে ক্ষয়
যখন একটি মহাকাশযান পৃথিবীর নিম্ন কক্ষপথে থাকে (যেখানে মনুষ্যবাহী যানবাহন উৎক্ষেপণ করা হয় এবং যেখানে ISS ভিত্তিক), অবশিষ্ট বায়ুমণ্ডল থেকে তৈরি পারমাণবিক অক্সিজেন মহাকাশযানের পৃষ্ঠের সাথে প্রতিক্রিয়া করতে পারে, তাদের ক্ষতি করতে পারে। স্টেশনের পাওয়ার সাপ্লাই সিস্টেমের বিকাশের সময়, এই সক্রিয় অক্সিডাইজারের ক্রিয়াকলাপের কারণে পলিমারের তৈরি সৌর কোষের অ্যারেগুলি দ্রুত হ্রাস পাবে বলে উদ্বেগ ছিল৷
নমনীয় গ্লাস
নাসা একটি সমাধান খুঁজে পেয়েছে। গ্লেন রিসার্চ সেন্টারের একদল বিজ্ঞানী সৌর কোষের জন্য একটি পাতলা-ফিল্ম আবরণ তৈরি করেছেন যা একটি ক্ষয়কারী উপাদানের ক্রিয়া থেকে প্রতিরোধী। সিলিকন ডাই অক্সাইড, বা গ্লাস, ইতিমধ্যে অক্সিডাইজ করা হয়েছে, তাই এটি পারমাণবিক অক্সিজেন দ্বারা ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে না। গবেষকরাস্বচ্ছ সিলিকন গ্লাসের একটি আবরণ তৈরি করেছে, এতটাই পাতলা যে এটি নমনীয় হয়ে উঠেছে। এই প্রতিরক্ষামূলক স্তরটি প্যানেলের পলিমারকে দৃঢ়ভাবে মেনে চলে এবং এটির তাপীয় বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে কোনো আপস না করে ক্ষয় থেকে রক্ষা করে। আবরণটি এখনও পর্যন্ত আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনের সৌর অ্যারেগুলিকে সফলভাবে সুরক্ষিত করেছে এবং মিরের সৌর কোষগুলিকে রক্ষা করতেও ব্যবহৃত হয়েছে৷
ব্যাঙ্কস বলেছে, সোলার প্যানেলগুলো এক দশকেরও বেশি সময় সফলভাবে টিকে আছে।
শক্তিকে কাবু করা
পরমাণু অক্সিজেন প্রতিরোধী আবরণের বিকাশের অংশ ছিল এমন শত শত পরীক্ষা চালিয়ে, গ্লেন রিসার্চ সেন্টারের বিজ্ঞানীদের একটি দল রাসায়নিক কীভাবে কাজ করে তা বোঝার অভিজ্ঞতা অর্জন করেছে। বিশেষজ্ঞরা আক্রমণাত্মক উপাদান ব্যবহার করার জন্য অন্যান্য সম্ভাবনা দেখেছেন৷
ব্যাঙ্কের মতে, গ্রুপটি পৃষ্ঠের রসায়নের পরিবর্তন, জৈব পদার্থের ক্ষয় সম্পর্কে সচেতন হয়েছিল। পারমাণবিক অক্সিজেনের বৈশিষ্ট্যগুলি এমন যে এটি কোনও জৈব, হাইড্রোকার্বনকে অপসারণ করতে সক্ষম, যা সাধারণ রাসায়নিকের সাথে সহজে বিক্রিয়া করে না।
গবেষকরা এটি ব্যবহার করার অনেক উপায় আবিষ্কার করেছেন। তারা শিখেছে যে পারমাণবিক অক্সিজেন সিলিকনগুলির পৃষ্ঠগুলিকে কাঁচে পরিণত করে, যা উপাদানগুলিকে একে অপরের সাথে আটকে না রেখে হারমেটিকভাবে সিল করা উপাদানগুলি তৈরি করতে কার্যকর হতে পারে। এই প্রক্রিয়াটি আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশন সিল করার জন্য তৈরি করা হয়েছিল। উপরন্তু, বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করেছেন যে পারমাণবিক অক্সিজেন ক্ষতিগ্রস্ত কোষ মেরামত এবং বজায় রাখতে পারে।শিল্পের কাজ, বিমানের কাঠামোর উপকরণ উন্নত করে, সেইসাথে মানুষের উপকার করে, কারণ এটি বিভিন্ন বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে৷
ক্যামেরা এবং বহনযোগ্য ডিভাইস
বিভিন্ন উপায়ে পারমাণবিক অক্সিজেন একটি পৃষ্ঠকে প্রভাবিত করতে পারে। ভ্যাকুয়াম চেম্বার সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়। এগুলোর আকার একটি জুতার বাক্স থেকে শুরু করে 1.2 x 1.8 x 0.9 মি ইনস্টলেশন পর্যন্ত। মাইক্রোওয়েভ বা রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি রেডিয়েশন ব্যবহার করে, O2 অণুগুলিকে পারমাণবিক অক্সিজেনের অবস্থায় ভেঙে ফেলা হয়। একটি পলিমার নমুনা চেম্বারে স্থাপন করা হয়, যার ক্ষয়ের স্তর ইনস্টলেশনের ভিতরে সক্রিয় পদার্থের ঘনত্ব নির্দেশ করে৷
একটি পদার্থ প্রয়োগ করার আরেকটি উপায় হল একটি পোর্টেবল ডিভাইস যা আপনাকে একটি নির্দিষ্ট লক্ষ্যে অক্সিডাইজারের একটি সংকীর্ণ প্রবাহকে নির্দেশ করতে দেয়। এই ধরনের স্ট্রিমগুলির একটি ব্যাটারি তৈরি করা সম্ভব যা চিকিত্সা করা পৃষ্ঠের একটি বড় এলাকাকে কভার করতে পারে৷
আরও গবেষণা করা হয়েছে, ক্রমবর্ধমান সংখ্যক শিল্প পারমাণবিক অক্সিজেন ব্যবহারে আগ্রহ দেখাচ্ছে। NASA অনেক অংশীদারিত্ব, যৌথ উদ্যোগ, এবং সহায়ক সংস্থাগুলি প্রতিষ্ঠা করেছে যা বেশিরভাগ ক্ষেত্রে অনেক বাণিজ্যিক ক্ষেত্রে সফল হয়েছে৷
শরীরের জন্য পারমাণবিক অক্সিজেন
এই রাসায়নিক উপাদানের সুযোগের অধ্যয়ন কেবল মহাকাশে সীমাবদ্ধ নয়। পারমাণবিক অক্সিজেন, যার উপকারী বৈশিষ্ট্য সনাক্ত করা হয়েছে, তবে তাদের আরও অনেক কিছু অধ্যয়ন করা বাকি আছে, অনেক চিকিৎসা পাওয়া গেছেঅ্যাপ্লিকেশন।
এটি পলিমারের পৃষ্ঠকে টেক্সচারাইজ করতে এবং হাড়ের সাথে ফিউজ করতে সক্ষম করতে ব্যবহৃত হয়। পলিমারগুলি সাধারণত হাড়ের কোষগুলিকে বিকর্ষণ করে, তবে রাসায়নিকভাবে সক্রিয় উপাদান একটি টেক্সচার তৈরি করে যা আনুগত্য বাড়ায়। এটি পারমাণবিক অক্সিজেনের আরেকটি সুবিধার দিকে নিয়ে যায় - পেশীবহুল সিস্টেমের রোগের চিকিৎসা।
এই অক্সিডাইজিং এজেন্ট অস্ত্রোপচার ইমপ্লান্ট থেকে জৈবিকভাবে সক্রিয় দূষক অপসারণ করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। এমনকি আধুনিক জীবাণুমুক্তকরণ অনুশীলনের মাধ্যমেও, ইমপ্লান্টের পৃষ্ঠ থেকে সমস্ত ব্যাকটেরিয়া কোষের অবশিষ্টাংশ, যাকে এন্ডোটক্সিন বলা হয়, অপসারণ করা কঠিন হতে পারে। এই পদার্থগুলি জৈব, কিন্তু জীবন্ত নয়, তাই নির্বীজন তাদের অপসারণ করতে সক্ষম নয়। এন্ডোটক্সিন ইমপ্লান্ট-পরবর্তী প্রদাহ সৃষ্টি করতে পারে, যা ইমপ্লান্ট রোগীদের ব্যথা এবং সম্ভাব্য জটিলতার অন্যতম প্রধান কারণ।
পারমাণবিক অক্সিজেন, যার উপকারী বৈশিষ্ট্যগুলি আপনাকে কৃত্রিম পদার্থ পরিষ্কার করতে এবং জৈব পদার্থের সমস্ত চিহ্ন অপসারণ করতে দেয়, তা উল্লেখযোগ্যভাবে পোস্টোপারেটিভ প্রদাহের ঝুঁকি হ্রাস করে। এটি অপারেশনের ভাল ফলাফল এবং রোগীদের কম ব্যথার দিকে নিয়ে যায়।
ডায়াবেটিস রোগীদের জন্য স্বস্তি
এই প্রযুক্তিটি গ্লুকোজ সেন্সর এবং অন্যান্য জীবন বিজ্ঞান মনিটরেও ব্যবহৃত হয়। তারা পারমাণবিক অক্সিজেন সহ টেক্সচারযুক্ত এক্রাইলিক অপটিক্যাল ফাইবার ব্যবহার করে। এই প্রক্রিয়াকরণ ফাইবারগুলিকে লোহিত রক্তকণিকাগুলিকে ফিল্টার করার অনুমতি দেয়, যা রক্তের সিরামকে আরও কার্যকরভাবে যোগাযোগ করতে দেয়।রাসায়নিক সেন্সিং মনিটরের উপাদান।
নাসার গ্লেন রিসার্চ সেন্টারের স্পেস এনভায়রনমেন্ট অ্যান্ড এক্সপেরিমেন্টস বিভাগের একজন বৈদ্যুতিক প্রকৌশলী শ্যারন মিলারের মতে, এটি পরীক্ষাটিকে আরও নির্ভুল করে তোলে, যখন একজন ব্যক্তির রক্তে শর্করা পরিমাপের জন্য অনেক কম রক্তের প্রয়োজন হয়। আপনি আপনার শরীরের প্রায় যেকোনো জায়গায় একটি ইনজেকশন নিতে পারেন এবং আপনার রক্তে শর্করার মাত্রা সেট করার জন্য পর্যাপ্ত রক্ত পেতে পারেন।
পারমাণবিক অক্সিজেন পাওয়ার আরেকটি উপায় হল হাইড্রোজেন পারক্সাইড। এটি একটি আণবিকের চেয়ে অনেক শক্তিশালী অক্সিডাইজিং এজেন্ট। এটি পারক্সাইড পচে যাওয়ার সহজতার কারণে। পারমাণবিক অক্সিজেন, যা এই ক্ষেত্রে গঠিত হয়, আণবিক অক্সিজেনের চেয়ে অনেক বেশি শক্তিতে কাজ করে। এটি হাইড্রোজেন পারক্সাইডের ব্যবহারিক ব্যবহারের কারণ: রঞ্জক এবং অণুজীবের অণু ধ্বংস।
পুনরুদ্ধার
আর্টওয়ার্কগুলি যখন অপরিবর্তনীয় ক্ষতির ঝুঁকিতে থাকে, তখন পারমাণবিক অক্সিজেন জৈব দূষক অপসারণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, পেইন্টিং উপাদানগুলিকে অক্ষত রেখে৷ প্রক্রিয়াটি কার্বন বা কাঁচের মতো সমস্ত জৈব উপাদান সরিয়ে দেয়, তবে সাধারণত পেইন্টে কাজ করে না। রঙ্গকগুলি বেশিরভাগই অজৈব হয় এবং ইতিমধ্যে অক্সিডাইজড হয়, যার মানে অক্সিজেন তাদের ক্ষতি করবে না। জৈব রং এছাড়াও এক্সপোজার সতর্ক সময় সঙ্গে সংরক্ষণ করা যেতে পারে. ক্যানভাস সম্পূর্ণ নিরাপদ, যেহেতু পারমাণবিক অক্সিজেন শুধুমাত্র পেইন্টিংয়ের পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগ করে।
আর্টওয়ার্কগুলি একটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারে স্থাপন করা হয়যা অক্সিডেন্ট উৎপন্ন হয়। ক্ষতির মাত্রার উপর নির্ভর করে, পেইন্টিংটি 20 থেকে 400 ঘন্টা পর্যন্ত সেখানে থাকতে পারে। পারমাণবিক অক্সিজেনের একটি প্রবাহ পুনরুদ্ধারের প্রয়োজনে ক্ষতিগ্রস্ত এলাকার বিশেষ চিকিত্সার জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি একটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারে আর্টওয়ার্ক রাখার প্রয়োজনীয়তা দূর করে৷
শুট এবং লিপস্টিক কোন সমস্যা নয়
যাদুঘর, গ্যালারি এবং গির্জাগুলি তাদের শিল্পকর্ম সংরক্ষণ ও পুনরুদ্ধার করতে GIC-এর সাথে যোগাযোগ করা শুরু করেছে৷ গবেষণা কেন্দ্র জ্যাকসন পোলাকের একটি ক্ষতিগ্রস্ত পেইন্টিং পুনরুদ্ধার করার, অ্যান্ডি ওয়ারহল পেইন্টিং থেকে লিপস্টিক অপসারণ এবং ক্লিভল্যান্ডের সেন্ট স্ট্যানিস্লাউস চার্চে ধোঁয়া-ক্ষতিগ্রস্ত ক্যানভাস সংরক্ষণ করার ক্ষমতা প্রদর্শন করেছে। ক্লিভল্যান্ডের সেন্ট অ্যালবান'স এপিসকোপাল চার্চের মালিকানাধীন চেয়ারে রাফেলের ম্যাডোনার একটি শতাব্দী-প্রাচীন ইতালীয় কপি, হারিয়ে যাওয়া একটি টুকরো পুনরুদ্ধার করতে গ্লেন রিসার্চ সেন্টারের দল পারমাণবিক অক্সিজেন ব্যবহার করেছিল৷
ব্যাঙ্কের মতে, এই রাসায়নিক উপাদানটি খুবই কার্যকর। শৈল্পিক পুনরুদ্ধারের মধ্যে, এটি পুরোপুরি কাজ করে। সত্য, এটি এমন কিছু নয় যা বোতলে কেনা যায়, তবে এটি অনেক বেশি কার্যকর৷
ভবিষ্যত অন্বেষণ
নাসা পারমাণবিক অক্সিজেনে আগ্রহী বিভিন্ন পক্ষের সাথে একটি প্রতিদানযোগ্য ভিত্তিতে কাজ করেছে৷ গ্লেন রিসার্চ সেন্টার এমন ব্যক্তিদের পরিবেশন করেছিল যাদের শিল্পের অমূল্য কাজগুলি বাড়িতে আগুনে ক্ষতিগ্রস্ত হয়েছিল, সেইসাথে সংস্থাগুলি পদার্থের ব্যবহার খুঁজছিল।বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশনে যেমন লাইটপয়েন্ট মেডিকেল অফ ইডেন প্রেইরি, মিনেসোটা। কোম্পানিটি পারমাণবিক অক্সিজেনের জন্য অনেক ব্যবহার আবিষ্কার করেছে এবং আরও খুঁজে বের করতে চাইছে৷
ব্যাংকের মতে, অনেক অনাবিষ্কৃত এলাকা রয়েছে। মহাকাশ প্রযুক্তির জন্য উল্লেখযোগ্য সংখ্যক অ্যাপ্লিকেশন আবিষ্কৃত হয়েছে, কিন্তু সম্ভবত মহাকাশ প্রযুক্তির বাইরে আরও লুকিয়ে আছে।
মানুষের সেবায় স্থান
বিজ্ঞানীদের দল আশা করছে পারমাণবিক অক্সিজেন ব্যবহার করার উপায় অন্বেষণ চালিয়ে যাবে, সেইসাথে ইতিমধ্যেই পাওয়া প্রতিশ্রুতিশীল দিকনির্দেশনা। অনেক প্রযুক্তির পেটেন্ট করা হয়েছে, এবং GIZ টিম আশা করে যে কোম্পানিগুলি তাদের কিছু লাইসেন্স এবং বাণিজ্যিকীকরণ করবে, যা মানবতার জন্য আরও বেশি সুবিধা নিয়ে আসবে৷
নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে, পারমাণবিক অক্সিজেন ক্ষতির কারণ হতে পারে। NASA গবেষকদের ধন্যবাদ, এই পদার্থটি এখন মহাকাশ অনুসন্ধান এবং পৃথিবীতে জীবনের ইতিবাচক অবদান রাখছে। এটি শিল্পের অমূল্য কাজের সংরক্ষণ বা মানুষের নিরাময় হোক না কেন, পারমাণবিক অক্সিজেন সবচেয়ে শক্তিশালী হাতিয়ার। তার সাথে কাজ করা শতগুণ পুরস্কৃত হয় এবং এর ফলাফল অবিলম্বে দৃশ্যমান হয়।
