বিজ্ঞানীরা পানির একটি নতুন অবস্থা আবিষ্কার করেছেন

2024 লেখক: Seth Attwood | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-16 15:59

স্কুলে বিজ্ঞানের ক্লাসে আমরা যে মৌলিক জিনিসগুলি শিখি তার মধ্যে একটি হল জল তিনটি ভিন্ন অবস্থায় থাকতে পারে: কঠিন বরফ, তরল জল বা বায়বীয় বাষ্প৷ কিন্তু সম্প্রতি, বিজ্ঞানীদের একটি আন্তর্জাতিক দল লক্ষণ খুঁজে পেয়েছে যে তরল জল আসলে দুটি ভিন্ন রাজ্যে থাকতে পারে।

গবেষণা কাজ পরিচালনা করার সময় - ফলাফলগুলি পরে ইন্টারন্যাশনাল জার্নাল অফ ন্যানোটেকনোলজিতে প্রকাশিত হয়েছিল - বিজ্ঞানীরা অপ্রত্যাশিতভাবে আবিষ্কার করেছিলেন যে 50 থেকে 60 ℃ তাপমাত্রার সাথে পানিতে বেশ কয়েকটি বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন হয়। জলের দ্বিতীয় তরল অবস্থার সম্ভাব্য অস্তিত্বের এই চিহ্নটি বৈজ্ঞানিক চেনাশোনাগুলিতে একটি উত্তপ্ত বিতর্কের জন্ম দিয়েছে। নিশ্চিত হলে, আবিষ্কারটি ন্যানো প্রযুক্তি এবং জীববিদ্যা সহ অনেক ক্ষেত্রে অ্যাপ্লিকেশন খুঁজে পাবে।

সমষ্টিগত অবস্থা, যাকে "পর্যায়"ও বলা হয়, হল পরমাণু এবং অণুর সিস্টেমের তত্ত্বের মূল ধারণা। মোটামুটিভাবে বলতে গেলে, অনেকগুলি অণু নিয়ে গঠিত একটি সিস্টেম তার মোট শক্তির পরিমাণের উপর নির্ভর করে একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক কনফিগারেশন আকারে সংগঠিত হতে পারে। উচ্চ তাপমাত্রায় (এবং তাই উচ্চ শক্তির স্তরে), অণুগুলির জন্য একটি বৃহত্তর সংখ্যক কনফিগারেশন উপলব্ধ থাকে, অর্থাৎ, তারা কম কঠোরভাবে সংগঠিত এবং তুলনামূলকভাবে স্বাধীনভাবে চলাচল করে (গ্যাস ফেজ)। নিম্ন তাপমাত্রায়, অণুগুলির কম কনফিগারেশন থাকে এবং আরও সংগঠিত (তরল) পর্যায়ে থাকে। তাপমাত্রা আরও কম হলে, তারা একটি নির্দিষ্ট কনফিগারেশন ধরে নেবে এবং একটি কঠিন গঠন করবে।

এটি কার্বন ডাই অক্সাইড বা মিথেনের মতো তুলনামূলকভাবে সাধারণ অণুগুলির জন্য সাধারণ অবস্থা, যার তিনটি স্বতন্ত্র অবস্থা (তরল, কঠিন এবং গ্যাস) রয়েছে। কিন্তু আরও জটিল অণুগুলির সম্ভাব্য কনফিগারেশনের একটি বৃহত্তর সংখ্যা রয়েছে, যার অর্থ হল পর্যায়গুলির সংখ্যা বৃদ্ধি পায়। এর একটি চমৎকার দৃষ্টান্ত হল তরল স্ফটিকগুলির দ্বৈত আচরণ, যা জৈব অণুর কমপ্লেক্স থেকে গঠিত এবং তরলের মতো প্রবাহিত হতে পারে, তবে এখনও একটি কঠিন স্ফটিক কাঠামো বজায় রাখে।

যেহেতু একটি পদার্থের পর্যায়গুলি তার আণবিক কনফিগারেশন দ্বারা নির্ধারিত হয়, অনেক ভৌত বৈশিষ্ট্য নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হয় যখন একটি পদার্থ এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় যায়। পূর্বোক্ত গবেষণায়, বিজ্ঞানীরা স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় অবস্থার অধীনে 0 এবং 100 ℃ এর মধ্যে পানির বেশ কয়েকটি নিয়ন্ত্রণ বৈশিষ্ট্য পরিমাপ করেছেন (যাতে জল তরল হয়)। অপ্রত্যাশিতভাবে, তারা প্রায় 50 ℃ তাপমাত্রায় জলের পৃষ্ঠের টান এবং প্রতিসরণকারী সূচক (যে সূচকটি প্রতিফলিত করে যে কীভাবে আলো জলের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করে) এর মতো বৈশিষ্ট্যগুলিতে নাটকীয় বৈচিত্র্য খুঁজে পেয়েছিল।

বিশেষ কাঠামো

এটা কিভাবে সম্ভব? জলের অণুর গঠন, H₂O, খুবই আকর্ষণীয় এবং এটিকে এক ধরণের তীর হিসাবে চিত্রিত করা যেতে পারে, যেখানে অক্সিজেন পরমাণু শীর্ষে অবস্থিত এবং দুটি হাইড্রোজেন পরমাণু এটির পাশ থেকে "সঙ্গত" করে৷ অণুতে ইলেকট্রনগুলি অসমমিতভাবে বিতরণ করা হয়, যার কারণে অণু হাইড্রোজেন পার্শ্বের তুলনায় অক্সিজেনের দিক থেকে ঋণাত্মক চার্জ গ্রহণ করে। এই সাধারণ কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যটি এই সত্যের দিকে পরিচালিত করে যে জলের অণুগুলি একটি নির্দিষ্ট উপায়ে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে শুরু করে, তাদের বিপরীত চার্জগুলি আকর্ষণ করে, একটি তথাকথিত হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করে।

এটি অনেক ক্ষেত্রে জলকে অন্যান্য সাধারণ তরলগুলি যা পর্যবেক্ষণ করেছে তার থেকে আলাদাভাবে আচরণ করতে দেয়। উদাহরণস্বরূপ, অন্যান্য পদার্থের বিপরীতে, জলের একটি নির্দিষ্ট ভর একটি তরল অবস্থার চেয়ে কঠিন অবস্থায় (বরফের আকারে) বেশি জায়গা নেয়, কারণ এর অণুগুলি একটি নির্দিষ্ট নিয়মিত কাঠামো তৈরি করে।আরেকটি উদাহরণ হল তরল জলের পৃষ্ঠের টান, যা অন্যান্য নন-পোলার, সরল তরলগুলির দ্বিগুণ।

জল বেশ সহজ, কিন্তু অপ্রতিরোধ্য নয়। এর মানে হল যে জলের অতিরিক্ত পর্যায়ের একমাত্র ব্যাখ্যা যা নিজেকে প্রকাশ করেছে তা হল এটি একটি তরল স্ফটিকের মতো আচরণ করে। অণুগুলির মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধন কম তাপমাত্রায় একটি নির্দিষ্ট ক্রম বজায় রাখে, তবে তারা তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে অন্য, আরও মুক্ত অবস্থায় আসতে পারে। এটি গবেষণার সময় বিজ্ঞানীদের দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা উল্লেখযোগ্য বিচ্যুতিগুলি ব্যাখ্যা করে।

যদি এটি নিশ্চিত করা হয়, লেখকের উপসংহারের অনেক ব্যবহার থাকতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যদি পরিবেশের পরিবর্তন (বলুন, তাপমাত্রা) পদার্থের ভৌত বৈশিষ্ট্যে পরিবর্তন আনে, তাত্ত্বিকভাবে এটি শব্দের সরঞ্জাম তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। অথবা আপনি আরও মৌলিকভাবে এটির কাছে যেতে পারেন - জৈবিক সিস্টেমগুলি প্রধানত জল দিয়ে গঠিত। জৈব অণুগুলি (যেমন প্রোটিন) একে অপরের সাথে কীভাবে যোগাযোগ করে তা নির্ভর করে কীভাবে জলের অণুগুলি তরল পর্যায় গঠন করে। আপনি যদি বুঝতে পারেন যে জলের অণুগুলি বিভিন্ন তাপমাত্রায় গড়ে কীভাবে আচরণ করে, আপনি কীভাবে তারা জৈবিক সিস্টেমে যোগাযোগ করে তা স্পষ্ট করতে পারেন।

এই আবিষ্কারটি তাত্ত্বিক এবং পরীক্ষকদের জন্য একটি দুর্দান্ত সুযোগ, সেইসাথে এই সত্যটির একটি দুর্দান্ত উদাহরণ যে এমনকি সবচেয়ে পরিচিত পদার্থও নিজের মধ্যে গোপনীয়তা লুকিয়ে রাখতে পারে।

রদ্রিগো লেডেসমা আগুইলার