কাওয়ানিশি, জাপান, ১৫ নভেম্বর, ২০২২ /পিআরনিউজওয়্যার/ — জনসংখ্যা বিস্ফোরণের কারণে বিশ্বজুড়ে জলবায়ু পরিবর্তন, প্রাকৃতিক সম্পদের অবক্ষয়, প্রজাতির বিলুপ্তি, প্লাস্টিক দূষণ এবং বন উজাড়ের মতো পরিবেশগত সমস্যাগুলি আরও তীব্রতর হচ্ছে।
কার্বন ডাই অক্সাইড (CO2) একটি গ্রিনহাউস গ্যাস এবং জলবায়ু পরিবর্তনের অন্যতম প্রধান কারণ। এই ক্ষেত্রে, "কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ (CO2 আলোক হ্রাস)" নামে পরিচিত একটি প্রক্রিয়া CO2, জল এবং সৌরশক্তি থেকে জ্বালানি এবং রাসায়নিকের জন্য জৈব ফিডস্টক তৈরি করতে পারে, ঠিক যেমন উদ্ভিদ করে। একই সাথে, তারা CO2 নির্গমনও কমায়, কারণ CO2 শক্তি এবং রাসায়নিক সম্পদ উৎপাদনের জন্য ফিডস্টক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। অতএব, কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণকে সর্বশেষ সবুজ প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি হিসাবে বিবেচনা করা হয়।
MOF (ধাতব জৈব কাঠামো) হল অতি ছিদ্রযুক্ত পদার্থ যা অজৈব ধাতু এবং জৈব লিঙ্কারের গুচ্ছ দ্বারা গঠিত। এগুলি ন্যানোমিটার পরিসরে আণবিক স্তরে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে এবং এর পৃষ্ঠতল ক্ষেত্রফল বৃহৎ। এই বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, MOFগুলি গ্যাস সঞ্চয়, পৃথকীকরণ, ধাতু শোষণ, অনুঘটক, ওষুধ সরবরাহ, জল পরিশোধন, সেন্সর, ইলেকট্রোড, ফিল্টার ইত্যাদিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে। সম্প্রতি, MOF-গুলিতে CO2 ক্যাপচার ক্ষমতা পাওয়া গেছে যা CO2, অর্থাৎ কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণকে আলোকিত করতে পারে।
অন্যদিকে, কোয়ান্টাম ডট হল অতি-পাতলা পদার্থ (০.৫-৯ ন্যানোমিটার) যার আলোকীয় বৈশিষ্ট্য কোয়ান্টাম রসায়ন এবং কোয়ান্টাম বলবিদ্যার নিয়ম মেনে চলে। এগুলিকে "কৃত্রিম পরমাণু বা কৃত্রিম অণু" বলা হয় কারণ প্রতিটি কোয়ান্টাম ডট মাত্র কয়েক বা কয়েক হাজার পরমাণু বা অণু নিয়ে গঠিত। এই আকারের পরিসরে, ইলেকট্রনের শক্তির স্তর আর অবিচ্ছিন্ন থাকে না এবং কোয়ান্টাম কনফাইনমেন্ট প্রভাব 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 অ্যালায়েন্সের অধীনে MOF এবং কোয়ান্টাম ডট উভয়ই সংশ্লেষিত করা হয়েছে। পূর্বে, তারা কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণের জন্য একটি বিশেষ অনুঘটক হিসাবে ফর্মিক অ্যাসিড তৈরি করতে MOF কোয়ান্টাম ডট কম্পোজিট উপকরণ সফলভাবে ব্যবহার করেছে। তবে, এই অনুঘটকগুলি পাউডার আকারে থাকে এবং প্রতিটি প্রক্রিয়ায় পরিস্রাবণের মাধ্যমে এই অনুঘটক পাউডারগুলি সংগ্রহ করতে হয়। অতএব, যেহেতু এই প্রক্রিয়াগুলি ক্রমাগত নয়, তাই ব্যবহারিক শিল্প ব্যবহারের জন্য এগুলি প্রয়োগ করা কঠিন।
এর জবাবে, গ্রিন সায়েন্স অ্যালায়েন্স কোং লিমিটেডের মিঃ তেতসুরো কাজিনো, মিঃ হিরোহিসা ইওয়াবায়াশি এবং ডঃ রিওহেই মোরি তাদের প্রযুক্তি ব্যবহার করে সস্তা টেক্সটাইল শিটে এই বিশেষ কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ অনুঘটকগুলিকে স্থির করে তোলেন এবং ফর্মিক অ্যাসিড উৎপাদনের জন্য একটি নতুন প্রক্রিয়া তৈরি করেন। যা ব্যবহারিক শিল্পে ক্রমাগত কাজ করতে পারে। কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ বিক্রিয়া সম্পন্ন হওয়ার পর, ফর্মিক অ্যাসিডযুক্ত জল নিষ্কাশনের জন্য বের করা যেতে পারে এবং কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ ক্রমাগত পুনরায় শুরু করার জন্য নতুন মিষ্টি জল পাত্রে যোগ করা যেতে পারে।
ফর্মিক অ্যাসিড হাইড্রোজেন জ্বালানি প্রতিস্থাপন করতে পারে। বিশ্বজুড়ে হাইড্রোজেন সমাজের বিস্তার রোধ করার একটি প্রধান কারণ হল হাইড্রোজেন মহাবিশ্বের সবচেয়ে ক্ষুদ্রতম পরমাণু, তাই এটি সংরক্ষণ করা কঠিন, এবং উচ্চ সিলিং প্রভাব সহ একটি হাইড্রোজেন ট্যাঙ্ক তৈরি করা খুব ব্যয়বহুল হবে। এছাড়াও, হাইড্রোজেন গ্যাস বিস্ফোরক হতে পারে এবং নিরাপত্তার জন্য ঝুঁকি তৈরি করতে পারে। যেহেতু ফর্মিক অ্যাসিড একটি তরল, তাই এটি জ্বালানি হিসাবে সংরক্ষণ করা সহজ। প্রয়োজনে, ফর্মিক অ্যাসিডকে হাইড্রোজেনের উৎপাদনকে অনুঘটক করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এছাড়াও, ফর্মিক অ্যাসিড বিভিন্ন রাসায়নিকের কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
যদিও কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণের দক্ষতা এখনও কম, তবুও গ্রিন সায়েন্স অ্যালায়েন্স কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণের ব্যবহারিক প্রয়োগ প্রতিষ্ঠার জন্য দক্ষতা উন্নয়নের জন্য লড়াই চালিয়ে যাবে।