এবার ঘর্ষণ কমাবে ‘কঠিন লুব্রিকেন্ট”

শিল্পক্ষেত্রে বিবিধ যন্ত্রাংশের মধ্যে ঘর্ষণ কমাতে, অতিরিক্ত তেতে ওঠা রোধ করতে, ক্ষয় কমাতে এবং শক্তির দক্ষতা উন্নত করতে এতদিন সাহায্য করত তরল বা থকথকে পিচ্ছিলকারী পদার্থ (লুব্রিকেন্ট), যথা তেল, গ্রিজ প্রভৃতি। কিন্তু টি ইউ উইয়েনে, গবেষকদের একটি দল নতুন ধরণের উন্নত লুব্রিকেন্ট তৈরির জন্য গবেষণা করছেন। এই দলে রয়েছেন অধ্যাপক কার্স্টেন গ্যাচোট (ট্রাইবোলজি, মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং) এবং অধ্যাপক ডোমিনিক এডার (রসায়ন), অতিথি গবেষক জুডং সুই। এই দলটি অনন্য বৈশিষ্ট্যযুক্ত এক সম্পূর্ণ নতুন উপাদান প্রবর্তন করে নতুন পথের দিশা দেখিয়েছে। চিরাচরিত তরল লুব্রিকেন্টের বিপরীতে তাঁরা প্রবর্তন করেছেন COK-47 – যা একটি কঠিন গুঁড়োর মতো পদার্থ। ন্যানো স্কেলে এটি পরমাণুগতভাবে পাতলা স্তর দিয়ে তৈরি –যেন একসাথে স্তূপীকৃত, তাসের একটি ছোট ডেকের মতো। জলের অণুর সংস্পর্শে এলে এই স্তরগুলি একে অপরের পাশ দিয়ে অনায়াসে ঘষটে ঘষটে সরে গিয়ে একটি সরের মতো ট্রাইবোফিল্ম তৈরি করে। এই ট্রাইবোফিল্ম একটি পাতলা, পিচ্ছিলকারী স্তর যা ঘর্ষণকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে। এটি COK-47 কে আর্দ্র পরিবেশে বিশেষভাবে কার্যকর করে তোলে।

বছরের পর বছর ধরে এই গবেষকদল এই ধাতব-জৈব কাঠামোটির ( MOFs ) অন্বেষণ করে আসছে । ধাতব-জৈব কাঠামো হল জৈব অণু দ্বারা সংযুক্ত অজৈব বিল্ডিং ব্লক (নির্মাণের মূল উপাদান) থেকে তৈরি উপকরণের এক নতুন শ্রেণী। এই উপকরণগুলিকে বিভিন্ন প্রয়োগের জন্য পারমাণবিক স্তরে সুকৌশলে কাজে লাগানো যেতে পারে। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, এই ধাতব-জৈব কাঠামো যৌগ হল এমন ন্যানো কণা যা জৈব যৌগ দ্বারা সংযুক্ত ধাতব পরমাণুর গুচ্ছকে ধারণ করে। COK-47 উপাদানটির একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে । বর্তমান গবেষণাপত্রর সহ-লেখক রসায়নবিদ পাবলো আয়ালা জানিয়েছেন, “এই উপাদানের অজৈব উপাদানগুলি হল টাইটানিয়াম অক্সাইডের দ্বি-মাত্রিক পাত – এবং এটি অদ্ভুতভাবে এর আচরণকে প্রভাবিত করে।”

বিস্তারিত গবেষণায় দেখা গেছে, আর্দ্র পরিবেশে জলের অণুগুলি টাইটানিয়াম অক্সাইডের পাতের মধ্যে বন্ধনগুলিকে আলাদা করে দেয় । ফলে সমতল কাঠামোগুলি একে অপরের পাশ দিয়ে ঘষটে ঘষটে (স্লাইড করে) যেতে পারে, আর এইভাবেই তৈরি হয় তথাকথিত এক ‘ট্রাইবোফিল্ম’। এই ধরনের স্লাইডিং (ঘষটে ঘষটে চলা) সর বা ফিল্ম ঘর্ষণ কমাতে অত্যন্ত কার্যকর হতে পারে, যেমন ধরা যাক, একটি মেশিনের দুটি চলমান অংশের ঘর্ষণ। গবেষণাপত্রর প্রথম লেখক ইঞ্জিনিয়ার হ্যাংলিন লি বলেছেন, “COK-47 অন্যান্য দ্বিমাত্রিক উপকরণের তুলনায় রীতিমতো বেশি টেকসই – বাস্তব জগতে এ এক গুরুত্বপূর্ণ মানদণ্ড।” এই আবিষ্কারের মাধ্যমে এই গবেষকদল ‘সলিড-স্টেট লুব্রিকেন্টে’র গবেষণার জগতে এক সম্পূর্ণ নতুন ক্ষেত্র উন্মোচন করেছে। এখন তাঁরা উপাদানটির আচরণ আরও উন্নত করে এটিকে সুনির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের সাথে কীভাবে অভিযোজিত করা যেতে পারে তা নিয়ে গবেষণা করতে আগ্রহী।

সূত্র : “Advanced Solid Lubrication with COK-47: Mechanistic Insights on the Role of Water and Performance Evaluation” by Hanglin Li, Xudong Sui, Pablo Ayala, Edoardo Marquis, Hannah Rabl, Adrian Ertl, Pierluigi Bilotto, Yazhuo Shang, Jiusheng Li, Lu Xu, Maria Clelia Righi, Dominik Eder and Carsten Gachot, 13 January 2025,Advanced Science.
DOI: 10.1002/advs.202415268