কাওয়ানিশ, জাপান, ১৫ নভেম্বর, ২০২২ /পিআরনিউজওয়্যার/ — বিশ্বের জনসংখ্যা বৃদ্ধির ফলে সৃষ্ট জলবায়ু পরিবর্তন, সম্পদ হ্রাস, প্রজাতির বিলুপ্তি, প্লাস্টিক দূষণ এবং বন উজাড়ের মতো পরিবেশগত সমস্যাগুলি ক্রমশ তীব্রতর হচ্ছে।
কার্বন ডাই অক্সাইড (CO2) একটি গ্রিনহাউস গ্যাস এবং জলবায়ু পরিবর্তনের অন্যতম প্রধান কারণ। এই ক্ষেত্রে, "কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ (কার্বন ডাই অক্সাইডের আলোক হ্রাস)" নামক একটি প্রক্রিয়া উদ্ভিদের মতো কার্বন ডাই অক্সাইড, জল এবং সৌরশক্তি থেকে জ্বালানি এবং রাসায়নিকের জন্য জৈব কাঁচামাল তৈরি করতে পারে। একই সাথে, তারা CO2 নির্গমন কমায়, যা শক্তি এবং রাসায়নিক উৎপাদনের জন্য ফিডস্টক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। অতএব, কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণকে সবচেয়ে উন্নত সবুজ প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি হিসাবে পরিচিত।
MOF (ধাতু-জৈব কাঠামো) হল অজৈব ধাতু এবং জৈব লিঙ্কারের গুচ্ছ দ্বারা গঠিত অতি ছিদ্রযুক্ত পদার্থ। এগুলি ন্যানো পরিসরে আণবিক স্তরে একটি বৃহৎ পৃষ্ঠক্ষেত্র সহ নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। এই বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, MOFগুলি গ্যাস সঞ্চয়, পৃথকীকরণ, ধাতু শোষণ, অনুঘটক, ওষুধ সরবরাহ, জল পরিশোধন, সেন্সর, ইলেকট্রোড, ফিল্টার ইত্যাদিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে। MOFগুলি সম্প্রতি CO2 ক্যাপচার করার ক্ষমতা রাখে বলে জানা গেছে, যা CO2 ফটোরিডাকশনের মাধ্যমে জৈব পদার্থ তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ নামেও পরিচিত।
অন্যদিকে, কোয়ান্টাম ডট হল অতি ক্ষুদ্র পদার্থ (০.৫-৯ ন্যানোমিটার) যার অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য কোয়ান্টাম রসায়ন এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নিয়ম মেনে চলে। এগুলিকে "কৃত্রিম পরমাণু বা কৃত্রিম অণু" বলা হয় কারণ প্রতিটি কোয়ান্টাম ডট মাত্র কয়েক থেকে হাজার হাজার পরমাণু বা অণু নিয়ে গঠিত। এই আকারের পরিসরে, ইলেকট্রনের শক্তির স্তর আর অবিচ্ছিন্ন থাকে না এবং কোয়ান্টাম কনফাইনমেন্ট ইফেক্ট নামে পরিচিত একটি ভৌত ​​ঘটনার কারণে পৃথক হয়ে যায়। এই ক্ষেত্রে, নির্গত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য কোয়ান্টাম ডটের আকারের উপর নির্ভর করবে। এই কোয়ান্টাম ডটগুলি তাদের উচ্চ আলো শোষণ ক্ষমতা, একাধিক এক্সিটন উৎপন্ন করার ক্ষমতা এবং বৃহৎ পৃষ্ঠক্ষেত্রের কারণে কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণেও প্রয়োগ করা যেতে পারে।
গ্রিন সায়েন্স অ্যালায়েন্স কর্তৃক MOF এবং কোয়ান্টাম ডট উভয়ই সংশ্লেষিত হয়েছে। পূর্বে, তারা কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণের জন্য একটি বিশেষ অনুঘটক হিসাবে ফর্মিক অ্যাসিড তৈরি করতে MOF-কোয়ান্টাম ডট কম্পোজিটগুলি সফলভাবে ব্যবহার করেছে। তবে, এই অনুঘটকগুলি পাউডার আকারে থাকে এবং প্রতিটি প্রক্রিয়ায় পরিস্রাবণের মাধ্যমে এই অনুঘটক পাউডারগুলি সংগ্রহ করতে হয়। অতএব, প্রকৃত শিল্পে এটি প্রয়োগ করা কঠিন কারণ এই প্রক্রিয়াগুলি ক্রমাগত নয়।
প্রতিক্রিয়ায়, গ্রিন সায়েন্স অ্যালায়েন্স কোং লিমিটেডের মিঃ কাজিনো তেতসুরো, মিঃ ইওয়াবায়াশি হিরোহিসা এবং ডঃ মোরি রিওহেই তাদের প্রযুক্তি ব্যবহার করে একটি সস্তা টেক্সটাইল কাপড়ের উপর এই বিশেষ কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ অনুঘটকগুলিকে স্থির করে তোলেন এবং একটি নতুন ফর্মিক অ্যাসিড প্ল্যান্ট খুলেন। ব্যবহারিক শিল্প প্রয়োগের জন্য প্রক্রিয়াটি ক্রমাগত চালানো যেতে পারে। কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ বিক্রিয়া সম্পন্ন হওয়ার পরে, ফর্মিক অ্যাসিডযুক্ত জল বের করে বের করা যেতে পারে এবং তারপরে কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ পুনরায় শুরু করার জন্য পাত্রে নতুন মিষ্টি জল যোগ করা যেতে পারে।
ফর্মিক অ্যাসিড হাইড্রোজেন জ্বালানি প্রতিস্থাপন করতে পারে। হাইড্রোজেন-ভিত্তিক সমাজ বিশ্বব্যাপী গ্রহণে বাধার একটি প্রধান কারণ হল, মহাবিশ্বের ক্ষুদ্রতম পরমাণু হাইড্রোজেন সংরক্ষণ করা কঠিন এবং হাইড্রোজেনের একটি ভালভাবে সিল করা জলাধার তৈরি করা খুব ব্যয়বহুল হবে। এছাড়াও, হাইড্রোজেন গ্যাস বিস্ফোরক হতে পারে এবং নিরাপত্তার জন্য ঝুঁকি তৈরি করতে পারে। ফর্মিক অ্যাসিডগুলিকে জ্বালানী হিসাবে সংরক্ষণ করা অনেক সহজ কারণ এগুলি তরল। প্রয়োজনে, ফর্মিক অ্যাসিড হাইড্রোজেন ইন সিটু তৈরির জন্য বিক্রিয়াকে অনুঘটক করতে পারে। এছাড়াও, ফর্মিক অ্যাসিড বিভিন্ন রাসায়নিকের কাঁচামাল হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণের দক্ষতা বর্তমানে খুব কম থাকলেও, গ্রিন সায়েন্স অ্যালায়েন্স দক্ষতা বৃদ্ধি এবং সত্যিকার অর্থে প্রয়োগকৃত কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ প্রবর্তনের জন্য লড়াই চালিয়ে যাবে।