আধুনিক প্রযুক্তিতে তাপীয় পরিবাহিতার গুরুত্ব
পদার্থ বিজ্ঞানে , স্ফটিক এবং চশমা, যা বিপরীত উপায়ে তাপ প্রক্রিয়াজাত করে, অনেক সমসাময়িক প্রযুক্তির ভিত্তি। ইলেকট্রনিক্সকে ক্ষুদ্রাকৃতিকরণ থেকে শুরু করে বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধারের দক্ষতা শক্তিতে বৃদ্ধি করা, মহাকাশ তাপ ঢালের আয়ু বৃদ্ধি করা, সবকিছুই নির্ভর করে পারমাণবিক বিন্যাস তাপ স্থানান্তরকে কীভাবে প্রভাবিত করে তা বোঝার উপর।
কলম্বিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সহকারী অধ্যাপক মিশেল সিমোনসেলির মতে, গবেষণা দলটি কোয়ান্টাম মেকানিক্স থেকে সমস্যাটি সমাধান করেছে এবং অন্তর্নিহিত সমীকরণগুলি সঠিকভাবে সমাধান করার জন্য কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা প্রয়োগ করেছে।
উল্কাপিণ্ড এবং মঙ্গল গ্রহ থেকে আবিষ্কার
১১ জুলাই প্রসিডিংস অফ দ্য ন্যাশনাল একাডেমি অফ সায়েন্সেস (পিএনএএস) -এ প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রে, সিমোনসেলি এবং তার সহকর্মী নিকোলা মারজারি (ইপিএফএল লৌসান) এবং ফ্রান্সেস্কো মাউরি (রোমের স্যাপিয়েঞ্জা বিশ্ববিদ্যালয়) স্ফটিক এবং কাচের মধ্যে একটি হাইব্রিড উপাদানের অস্তিত্বের ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলেন। এই ভবিষ্যদ্বাণী পরে ফ্রান্সের সোরবোন বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি দল নিশ্চিত করেছে।
কোনও পদার্থের পারমাণবিক কাঠামোর বর্ধিত ব্যাধি তার ম্যাক্রোস্কোপিক তাপ পরিবাহিতাকে প্রভাবিত করে - তাপ ব্যবস্থাপনা প্রযুক্তির জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য। অধ্যয়ন করা উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে স্ফটিক উল্কাপিণ্ডের ট্রাইডাইমাইট (বামে), স্ফটিক বন্ধনের ক্রম এবং নিরাকার বন্ধন জ্যামিতি (মাঝখানে) সহ একটি ট্রাইডাইমাইট পর্যায় এবং একটি সম্পূর্ণ নিরাকার সিলিকা গ্লাস (ডানে)। লাল অক্সিজেন (O) প্রতিনিধিত্ব করে, নীল সিলিকন (Si) প্রতিনিধিত্ব করে এবং সাধারণ SiO4 টেট্রাহেড্রাল বিন্যাস নীল রঙে হাইলাইট করা হয়েছে। কৃতিত্ব: সাইমনসেলি ল্যাব।
বিশেষত্ব হলো, এই অনন্য উপাদানটি উল্কাপিণ্ডে এমনকি মঙ্গল গ্রহেও পাওয়া গেছে। এর অস্বাভাবিক তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়া এমন উপকরণ ডিজাইনের জন্য নতুন দিকনির্দেশনা উন্মুক্ত করার প্রতিশ্রুতি দেয় যা চরম তাপমাত্রার পার্থক্য সহ্য করতে পারে এবং গ্রহের তাপীয় ইতিহাস সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ সূত্র প্রদান করে।
উল্কাপিণ্ডের সিলিকা এবং বিরল তাপীয় ধ্রুবক
২০১৯ সালের ভবিষ্যদ্বাণীর উপর ভিত্তি করে, দলটি নির্ধারণ করে যে "ট্রাইডাইমাইট" নামক সিলিকন ডাই অক্সাইডের একটি বিশেষ রূপ - যা প্রথম ১৯৬০-এর দশকে বর্ণিত হয়েছিল - ছিল হাইব্রিড উপাদান। নমুনাটি ১৭২৪ সালে জার্মানির স্টেইনবাখে পড়ে যাওয়া একটি উল্কাপিণ্ড থেকে খনন করা হয়েছিল এবং প্যারিস জাদুঘর অফ ন্যাচারাল হিস্ট্রির অনুমতি নিয়ে অধ্যয়ন করা হয়েছিল।
ফলাফলগুলি দেখিয়েছে যে উল্কাপিণ্ডের ট্রাইডাইমাইটের একটি পারমাণবিক কাঠামো রয়েছে যা একটি সুবিন্যস্ত স্ফটিক এবং একটি নিরাকার কাচের মধ্যে অবস্থিত। উল্লেখযোগ্যভাবে, এর তাপ পরিবাহিতা 80 K এবং 380 K এর মধ্যে স্থির থাকে - যা পদার্থের জগতে বিরল।
ইস্পাত শিল্পে সম্ভাব্য প্রয়োগ
এর বৈজ্ঞানিক মূল্যের বাইরেও, এই আবিষ্কারটি ব্যবহারিক সম্ভাবনার দ্বার উন্মোচন করে। দলটি ভবিষ্যদ্বাণী করে যে ইস্পাত তৈরির চুল্লিতে অবাধ্য ইটগুলিতে কয়েক দশক ধরে তাপীয় বার্ধক্যের সময় ট্রাইডাইমাইট তৈরি হতে পারে। উৎপাদিত ১ কেজি ইস্পাত ১.৩ কেজি CO₂ নির্গত করে, যার ফলে প্রতি বছর প্রায় ১ বিলিয়ন টন ইস্পাত মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে কার্বন নির্গমনের প্রায় ৭% হয়, এই নতুন উপাদানটি আরও ভাল তাপ নিয়ন্ত্রণে অবদান রাখতে পারে, যার ফলে ইস্পাত শিল্পে নির্গমন হ্রাস পায়।
এআই, কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং তাপ নিয়ন্ত্রণের ভবিষ্যৎ
সিমোনসেলি বলেন, তার দল মেশিন লার্নিং ব্যবহার করে ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতির কম্পিউটেশনাল সীমাবদ্ধতা কাটিয়ে উঠেছে, কোয়ান্টাম নির্ভুলতার সাথে তাপ স্থানান্তর অনুকরণ করেছে। এই প্রক্রিয়াগুলি কেবল হাইব্রিড উপকরণগুলিতে তাপ স্থানান্তরের রহস্যের উপর আলোকপাত করে না, বরং পরিধেয় থার্মোইলেকট্রিক ডিভাইস, নিউরোমরফিক কম্পিউটিং এবং স্পিনট্রনিক্সের মতো নতুন প্রযুক্তির পথও প্রশস্ত করে।
"এটা কেবল শুরু। এই উপাদানটি কেবল বর্তমান তত্ত্বকে চ্যালেঞ্জ করে না বরং অনেক শিল্পের জন্য তাপ নিয়ন্ত্রণের ভবিষ্যৎও উন্মুক্ত করে," সিমোনসেলি জোর দিয়ে বলেন।
সূত্র: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/gioi-khoa-hoc-sung-sot-truoc-loai-vat-chat-ky-bi-roi-xuong-trai-dat-he-lo-bi-mat-ve-cach-nhet-di-chuyen-trong-vu-tru/20250816083300815
মন্তব্য (0)