পাথেয় টোয়েন্টিফোর ডটকম: কয়লা বিশ্বজুড়ে গুরুত্বপূর্ণ জীবাশ্ম জ্বালানি হিসেবে পরিচিত। আর তাই কয়লার বিকল্প শক্তি উৎপাদনের নানা পদ্ধতি নিয়ে গবেষণা করছেন বিজ্ঞানীরা। শুধু তা–ই নয়, অর্থনৈতিক ভূমিকা বিবেচনা করে কয়লার নতুন ব্যবহার নিয়েও ভাবছেন তাঁরা। এরই মধ্যে যুক্তরাষ্ট্রের দক্ষিণ-পূর্ব কেনটাকিতে বিটুমিনাস ব্লু জেম কয়লা থেকে বিভিন্ন ধরনের বৈদ্যুতিক যন্ত্র তৈরি শুরু হয়েছে। ভবিষ্যৎ প্রজন্মের ইলেকট্রনিক যন্ত্রে কীভাবে কয়লাকে ভিন্নমাত্রায় ব্যবহার করা যায়, তা নিয়ে যৌথভাবে গবেষণাও করছে যুক্তরাষ্ট্রের ইউনিভার্সিটি অব ইলিনয়, ইউনিভার্সিটি অব আরবানা-শ্যাম্পেইন, ন্যাশনাল এনার্জি টেকনোলজি ল্যাবরেটরি, ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি এবং তাইওয়ান সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং কোম্পানি।
বর্তমানে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তাসহ বিভিন্ন প্রযুক্তির জন্য কার্যকর বৈদ্যুতিক যন্ত্রাংশ প্রয়োজন। বর্তমানে কার্বননির্ভর যেসব বৈদ্যুতিক যন্ত্রাংশ ব্যবহার করা হচ্ছে, তা তুলনামূলক ধীরগতির। ভবিষ্যতের দ্রুতগতির প্রযুক্তির জন্য ভিন্ন কাঠামোর বৈদ্যুতিক যন্ত্রাংশের চাহিদা বাড়বে। এ বিষয়ে বিজ্ঞানী কিং কাও বলেন, ‘কয়লাকে সাধারণত ভারী ও নোংরা কিছু মনে করা হয়। আমরা কয়লাকে উচ্চমাত্রার বিশুদ্ধ পদার্থে রূপান্তরিত করতে কাজ করছি। কয়লার অনন্য পারমাণবিক কাঠামো ও বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যে কারণে অত্যাধুনিক উপায়ে উচ্চতর কর্মক্ষমতার ছোট বৈদ্যুতিক যন্ত্র তৈরির জন্য আদর্শ হচ্ছে কয়লা। কয়লার মাধ্যমে ন্যানোস্কেল কার্বন ডিস্ক তৈরি করা হচ্ছে, যা কার্বন ডটস নামে পরিচিত। দ্বিমাত্রিক ট্রানজিস্টর ও মেমোরিস্টর উভয় ক্ষেত্রে কয়লা দিয়ে তৈরি পারমাণবিক পাতলা ঝিল্লি তৈরি করা হচ্ছে। এই প্রযুক্তি আরও উন্নত বৈদ্যুতিক যন্ত্রাংশ নির্মাণের জন্য গুরুত্বপূর্ণ হবে।’
কয়লার ভিন্নমাত্রিক ব্যবহার নিয়ে এরই মধ্যে কমিউনিকেশন ইঞ্জিনিয়ারিং জার্নালে একটি গবেষণাপত্র প্রকাশিত হয়েছে।
দীর্ঘদিন ধরে ছোট আকৃতির কার্যকর বৈদ্যুতিক যন্ত্রাংশ তৈরির জন্য গবেষণা চলছে। এরই মধ্যে এক বা দুটি পরমাণুর সমান পুরু যন্ত্র তৈরির পদ্ধতি আবিষ্কার করেছেন বিজ্ঞানীরা। তাঁদের দাবি, এর চেয়ে ছোট যন্ত্র তৈরি করা প্রায় অসম্ভব। ছোট যন্ত্রাংশগুলো অনেক দ্রুত কাজ করে ও কম শক্তি খরচ করে। বিশৃঙ্খল পারমাণবিক কাঠামোর কার্বন দিয়ে পাতলা স্তরবিশিষ্ট দ্বিমাত্রিক যন্ত্র তৈরির কাজ চলছে। কয়লা থেকে পাওয়া কার্বন বিন্দু থেকে এ ধরনের কার্বনস্তর তৈরি করা হতে পারে। বিজ্ঞানীরা এরই মধ্যে দ্বি-মাত্রিক যন্ত্রের দুটি নমুনা তৈরি করেছেন। বিজ্ঞানী কাও আরও বলেন, ‘প্রথমবারের মতো কয়লার অন্যরকম ব্যবহার করছি আমরা। কয়লাকে আমরা সাধারণত স্বল্প প্রযুক্তির উৎস হিসেবে দেখি। সেখানে এখন মাইক্রো ইলেকট্রনিকসের দুনিয়াতে কয়লা ব্যবহারের সুযোগ তৈরি হয়েছে।’
বিজ্ঞানীরা কয়লা থেকে প্রাপ্ত কার্বনস্তর নিয়ে কাজ করছেন। এই স্তরে সেমিমেটাল গ্রাফিন বা সেমিকন্ডাক্টর মলিবডেনাম ডাইসালফাইডের দ্বিমাত্রিক ট্রানজিস্টরে গেট ডাই–ইলেকট্রিক হিসেবে ব্যবহার করা হয়। এতে কম শক্তি খরচ হওয়ায় যন্ত্রের কাজের গতি দুই গুণের বেশি বৃদ্ধি পায়। অন্যান্য পারমাণবিকভাবে পদার্থের মতো কয়লা থেকে পাওয়া কার্বনস্তরের কোনো বন্ধনে আবদ্ধ ইলেকট্রন থাকে না।