রাসায়নিক বিক্রিয়া আমাদের চারপাশে সব সময়ই ঘটছে—একটু ভাবলেই তা স্পষ্ট, কিন্তু আমরা ক'জন গাড়ি চালু করার সময়, ডিম সেদ্ধ করার সময় বা বাগানে সার দেওয়ার সময় এই বিক্রিয়াগুলো করি?
রাসায়নিক অনুঘটক বিশেষজ্ঞ রিচার্ড কং রাসায়নিক বিক্রিয়া নিয়ে ভাবছেন। তিনি নিজেকে একজন “পেশাদার সাউন্ড ইঞ্জিনিয়ার” হিসেবে পরিচয় দেন এবং এই কাজে তিনি কেবল নিজের মধ্যে উদ্ভূত বিক্রিয়াতেই আগ্রহী নন, বরং নতুন বিক্রিয়া সৃষ্টিতেও আগ্রহী।
কলা ও বিজ্ঞান মহাবিদ্যালয়ে রসায়ন ও রাসায়নিক জীববিজ্ঞানের ক্লারম্যান ফেলো হিসেবে কং এমন অনুঘটক উদ্ভাবনের জন্য কাজ করেন যা রাসায়নিক বিক্রিয়াকে কাঙ্ক্ষিত ফলাফলে চালিত করে এবং নিরাপদ ও এমনকি মূল্য সংযোজিত পণ্য তৈরি করে, যার মধ্যে এমন কিছুও রয়েছে যা মানুষের স্বাস্থ্যের উপর ইতিবাচক প্রভাব ফেলতে পারে। বুধবার।
গাড়ি জীবাশ্ম জ্বালানি পোড়ানোর ফলে যে কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গত হয়, সে প্রসঙ্গে কং বলেন, “উল্লেখযোগ্য পরিমাণ রাসায়নিক বিক্রিয়া কোনো সাহায্য ছাড়াই ঘটে থাকে। কিন্তু আরও জটিল রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলো স্বয়ংক্রিয়ভাবে ঘটে না। এখানেই রাসায়নিক অনুঘটনের ভূমিকা শুরু হয়।”
কং এবং তার সহকর্মীরা তাদের কাঙ্ক্ষিত বিক্রিয়াটি সংঘটিত করার জন্য একটি অনুঘটক তৈরি করেন এবং সেটি সংঘটিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, সঠিক অনুঘটক নির্বাচন করে এবং বিক্রিয়ার শর্তাবলী নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমে কার্বন ডাইঅক্সাইডকে ফরমিক অ্যাসিড, মিথানল বা ফরমালডিহাইডে রূপান্তরিত করা যায়।
কং-এর পদ্ধতি ল্যাঙ্কাস্টারের “আবিষ্কার-চালিত” পদ্ধতির সাথে ভালোভাবে খাপ খায়, বলেছেন কাইল ল্যাঙ্কাস্টার, রসায়ন ও রাসায়নিক জীববিজ্ঞান (এএন্ডএস) বিভাগের অধ্যাপক এবং কং-এর ফ্যাকাল্টি। ল্যাঙ্কাস্টার বলেন, “রিচার্ড তার রসায়নের উন্নতির জন্য টিন ব্যবহারের ধারণাটি দিয়েছিলেন, যা আমার পরিকল্পনায় কখনোই ছিল না। এটি কার্বন ডাই অক্সাইডকে বেছে বেছে আরও মূল্যবান কিছুতে রূপান্তরিত করার জন্য একটি অনুঘটক, এবং কার্বন ডাই অক্সাইড নিয়ে অনেক বদনাম রয়েছে।”
কং এবং তাঁর সহযোগীরা সম্প্রতি এমন একটি পদ্ধতি আবিষ্কার করেছেন যা নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে কার্বন ডাই অক্সাইডকে ফরমিক অ্যাসিডে রূপান্তরিত করতে পারে।
“যদিও আমরা বর্তমানে অত্যাধুনিক বিক্রিয়াশীলতার কাছাকাছিও নেই, আমাদের সিস্টেমটি অত্যন্ত পরিবর্তনযোগ্য,” কং বলেন। “সুতরাং আমরা আরও গভীরভাবে বুঝতে শুরু করতে পারি যে কেন কিছু অনুঘটক অন্যদের চেয়ে দ্রুত কাজ করে, কেন কিছু অনুঘটক স্বভাবতই উন্নততর। আমরা অনুঘটকগুলোর প্যারামিটারগুলো সূক্ষ্মভাবে পরিবর্তন করে বোঝার চেষ্টা করতে পারি যে কী কারণে এগুলো দ্রুত কাজ করে, কারণ এগুলো যত দ্রুত কাজ করবে, ততই ভালো – আপনি আরও দ্রুত অণু তৈরি করতে পারবেন।”
তিনি বলেন, ক্লারম্যান ফেলো হিসেবে কং পরিবেশ থেকে জলপথে চুইয়ে পড়া সাধারণ বিষাক্ত পদার্থ নাইট্রেটকে একটি নিরীহ পদার্থে রূপান্তরিত করার জন্যও কাজ করছেন।
কং অ্যালুমিনিয়াম ও টিনের মতো সাধারণ ভূ-ধাতুগুলোকে অনুঘটক হিসেবে ব্যবহার করে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করেছেন। তিনি বলেন, এই ধাতুগুলো সস্তা, অবিষাক্ত এবং ভূত্বকে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায়, তাই এগুলো ব্যবহারে টেকসইতার কোনো সমস্যা হবে না।
“আমরা এমন অনুঘটক তৈরির উপায়ও বের করছি যেখানে এই ধাতুগুলোর মধ্যে দুটি একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে,” কং বলেন। “কাঠামোতে দুটি ধাতু ব্যবহার করে, দ্বিধাতব ব্যবস্থা থেকে আমরা কী ধরনের প্রতিক্রিয়া এবং আকর্ষণীয় প্রশ্ন পেতে পারি?” “রাসায়নিক বিক্রিয়া?”
কং-এর মতে, স্ক্যাফোল্ডিং হলো সেই রাসায়নিক পরিবেশ যেখানে এই ধাতুগুলো অবস্থান করে।
গত ৭০ বছর ধরে রাসায়নিক রূপান্তর সাধনের জন্য একটিমাত্র ধাতব কেন্দ্র ব্যবহার করাই প্রচলিত রীতি ছিল, কিন্তু গত এক দশক বা তারও বেশি সময় ধরে এই ক্ষেত্রের রসায়নবিদরা রাসায়নিকভাবে সংযুক্ত বা সংলগ্ন দুটি ধাতুর মধ্যে সমন্বিত মিথস্ক্রিয়া অন্বেষণ করতে শুরু করেছেন। কং বলেন, “এটি আপনাকে আরও বেশি স্বাধীনতার সুযোগ দেয়।”
কং বলেন, এই দ্বিধাতব অনুঘটকগুলো রসায়নবিদদেরকে তাদের শক্তি ও দুর্বলতার ওপর ভিত্তি করে ধাতব অনুঘটকগুলোকে একত্রিত করার ক্ষমতা দেয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি ধাতব কেন্দ্র যা কোনো অধঃস্তরের সাথে দুর্বলভাবে আবদ্ধ হয় কিন্তু ভালোভাবে বন্ধন ভাঙতে পারে, সেটি এমন আরেকটি ধাতব কেন্দ্রের সাথে কাজ করতে পারে যা দুর্বলভাবে বন্ধন ভাঙে কিন্তু অধঃস্তরের সাথে ভালোভাবে আবদ্ধ হয়। দ্বিতীয় ধাতুটির উপস্থিতি প্রথম ধাতুটির বৈশিষ্ট্যকেও প্রভাবিত করে।
“দুটি ধাতব কেন্দ্রের মধ্যে এক ধরনের সমন্বিত প্রভাব দেখা যেতে পারে,” কং বলেন। “দ্বিধাতব অনুঘটনের ক্ষেত্রে কিছু সত্যিই অনন্য ও চমৎকার বিক্রিয়া আবির্ভূত হতে শুরু করেছে।”
কং বলেন, আণবিক রূপে ধাতুগুলো কীভাবে একে অপরের সাথে বন্ধন তৈরি করে, সে সম্পর্কে এখনও অনেক অনিশ্চয়তা রয়েছে। তিনি ফলাফলের মতোই রসায়নের নিজস্ব সৌন্দর্যেও সমানভাবে উচ্ছ্বসিত ছিলেন। এক্স-রে স্পেকট্রোস্কোপিতে তাদের দক্ষতার জন্য কং-কে ল্যাঙ্কাস্টারের গবেষণাগারে আনা হয়েছিল।
“এটি একটি মিথোজীবিতা,” ল্যাঙ্কাস্টার বললেন। “এক্স-রে স্পেকট্রোস্কোপি রিচার্ডকে বুঝতে সাহায্য করেছে যে এর ভেতরের কার্যপ্রণালী কী এবং কী কারণে টিন বিশেষভাবে সক্রিয় ও এই রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটাতে সক্ষম। আমরা মেজর গ্রুপ রসায়ন বিষয়ে তাঁর ব্যাপক জ্ঞান থেকে উপকৃত হই, যা একটি নতুন ক্ষেত্রের দ্বার উন্মোচন করেছে।”
কং বলেন, এর সবকিছুই মৌলিক রসায়ন ও গবেষণার ওপর নির্ভর করে, যা ওপেন ক্লারম্যান ফেলোশিপের মাধ্যমে সম্ভব হয়েছে।
“সাধারণত আমি ল্যাবে বিক্রিয়াটি চালাতে পারি অথবা কম্পিউটারে বসে অণুটি সিমুলেট করতে পারি,” তিনি বললেন। “আমরা রাসায়নিক কার্যকলাপের যতটা সম্ভব একটি পূর্ণাঙ্গ চিত্র পাওয়ার চেষ্টা করছি।”