দ্বিস্তর মেটাসারফেস, মেটালেন্স

প্রায় দশ বছর আগে হার্ভার্ডের ইঞ্জিনিয়াররা ন্যানো-পর্যায়ের অতিক্ষুদ্র কাঠামো দিয়ে সাজানো অতি-পাতলা চ্যাপটা যন্ত্রকৌশলের সাহায্যে আলোর আচরণকে অতিসূক্ষ্মভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে সমর্থ হয়েছিলেন। আজ সেই কৌশলকেই কাজে লাগিয়ে টিটানিয়াম ডাই-অক্সাইড ন্যানো-কাঠামোর একটি পরতের ওপর আরেকটি পরত চাপিয়ে হার্ভার্ডের আরেক দল ইঞ্জিনিয়ার একটা দ্বিস্তর অধিপৃষ্ঠতল (মেটাসারফেস) বানাতে সমর্থ হয়েছেন। অণুবীক্ষণে দেখলে মনে হবে বুঝি সিঁড়িওয়ালা এক আকাশচুম্বী ভবন। নেচার কমিউনিকেশন পত্রিকায় এই গবেষণার বিবরণ প্রকাশিত হয়েছে। মুখ্য গবেষক ফেদেরিকো কাপাসো বলেছেন, ‘ন্যানো-প্রযুক্তির এ এক চরম সাফল্য। কারণ এর দৌলতে আলোকে কাঠামোবদ্ধ করার এক নতুন পথের সন্ধান পাওয়া গেল। তার তরঙ্গদৈর্ঘ্য, তার দশা, তার অববর্তন (পোলারাইজেশন) সবকিছুকেই আমরা এবার অভূতপূর্ব কৌশলে অদলবদল করতে পারব। … অধি-পৃষ্ঠতল (মেটাসারফেস) গবেষণার এক নতুন পথ খুলে গেল’।
যুগ যুগ ধরে কাচ বা প্লাস্টিকের বাঁকা লেন্স দিয়ে আলোর পথ বাঁকানো ও ফোকাস করা হত। এই নতুন প্রযুক্তিতে কোটি কোটি ছোটো ছোটো মৌলিক পদার্থ দিয়ে সাজানো চ্যাপটা, অতি-পাতলা কাঠামোর সাহায্যে আলোকে ন্যানোমিটার পর্যায়ে নিখুঁত ও সূক্ষ্মভাবে নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব হবে। এর ফলে তৈরি হবে ‘মেটালেন্স’। স্মার্ট ফোন, ক্যামেরা ও আরও কিছু ব্যাবহারিক যন্ত্রকৌশলে এর প্রয়োগ ঘটবে। এছাড়া এন্ডোস্কোপ, কৃত্রিম চক্ষু আর টেলিস্কোপের লেন্সও বানানো সম্ভব হবে।
এর আগে যে-অধিপৃষ্ঠতল (মেটাসারফেস) বানানো হয়েছিল তার সীমাবদ্ধতা দূর করবার জন্য অনেক দিন ধরে দ্বি-স্তর অধিপৃষ্ঠতল (মেটাসারফেস) বানানো নিয়ে তাত্ত্বিক অনুসন্ধান চলছিল। আসল সমস্যাটা ছিল কী করে ওটাকে বানানো যাবে তা নিয়ে। সহ-গবেষক আলফন্সো পামিয়েরি বলেছেন, এই নতুন পথ উদ্ভাবনের ফলে এবার বহুকর্মা দর্শনযন্ত্র তৈরির পথ প্রশস্ত হল। যেমন একই যন্ত্র একপাশ থেকে একটি এবং অন্য পাশ থেকে অন্য একটি চিত্র প্রক্ষেপ করতে পারবে। গবেষক দলের অন্য দুই সদস্য আমেদ ডোরা আর জুন-সু পার্ক এটি বানানোর এক প্রক্রিয়া উদ্ভাবন করেছেন। তাতে দুটি অধিপৃষ্ঠতল (মেটাসারফেস)-যুক্ত অবলম্বনহীন শক্তপোক্ত কাঠামো পরস্পরকে সবলে আঁকড়ে ধরে থাকে অথচ পরস্পরকে রাসায়নিকভাবে প্রতিহত করে না। সিলিকন সেমিকন্ডাক্টর তৈরির দুনিয়ায় এই ধরণের বহু-স্তর ছাঁদের ব্যবহার নতুন কিছু নয়। কিন্তু এতদিন আলোকবিজ্ঞান আর অধি-আলোকবিজ্ঞানের ক্ষেত্রে এদের নিয়ে ভালো করে চর্চা করা হয়নি। নতুন উদ্ভাবিত যন্ত্রকৌশলটির কর্মপটুতা যাচাই করবার জন্য গবেষক দল তাঁদের দ্বি-স্তর মেটালেন্সটিকে নিয়ে অববর্তিত (পোলারাইজড) আলোর ওপর সফলভাবে কাজ করেছেন। ভবিষ্যতে হয়তো তাঁরা দুইয়ের চেয়েও বেশি স্তর ব্যবহার করে আলোর অন্যান্য ধর্মকেও নিয়ন্ত্রণ করবেন। যেমন দৃশ্য আলো থেকে অবলোহিত আলোর কাছাকাছি পর্যায়ের বর্ণলিপির গোটা পাল্লা জুড়ে প্রশস্ততম ব্রডব্যান্ড চালানো। এর ফলে খুলে যাবে আরও অনেক পরিশীলিত আলো-ভিত্তিক ক্রিয়কর্মের দুয়ার।
সূত্র: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences. “Metasurfaces: Bilayer device can control many forms of polarized light.” ScienceDaily. ScienceDaily, 1 April 2025.

http://<www.sciencedaily.com/releases/2025/04/250401151633.htm>.