উদ্ভিদ-অনুপ্রাণিত দূষণহীন সৌরশক্তি

সালোকসংশ্লেষণের উপর পৃথিবীর প্রায় সমস্ত জীবন নির্ভরশীল। বিজ্ঞানীরা আশা করছেন যে এই একই নীতি দূষণহীন জ্বালানি তৈরির জন্য একটি নির্দেশিকা হয়ে উঠবে। তাঁদের লক্ষ্য হল, উদ্ভিদ যেভাবে আলোর রূপান্তর ঘটায় তার অনুকরণে সরাসরি সূর্যালোক থেকে শক্তিসমৃদ্ধ যৌগ তৈরি করা। এই সৌর জ্বালানিগুলির মধ্যে রয়েছে হাইড্রোজেন, মিথানল এবং সিন্থেটিক পেট্রোল। পোড়ানো হলে, এগুলি তৈরির জন্য মূলত যতটুকু কার্বন ডাইঅক্সাইড প্রয়োজন ততটুকুই নির্গত হবে। কার্যত, পুরো প্রক্রিয়াটি কার্বন-নিরপেক্ষ হবে।

নেচার কেমিস্ট্রি পত্রিকায় অধ্যাপক অলিভার ওয়েঙ্গার এবং তাঁর ডক্টরেট ছাত্র ম্যাথিস ব্র্যান্ডলিন কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণের এই গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতির কথা বর্ণনা করেছেন। তাঁরা একটি বিশেষ নকশায় অণু তৈরি করেছেন যা আলোর সংস্পর্শে এলে একই সময়ে চারটি চার্জ ধরে রাখতে পারে – দুটি ধনাত্মক এবং দুটি ঋণাত্মক। সূর্যালোককে ব্যবহারযোগ্য রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তরিত করতে হলে সাময়িকভাবে বেশ কয়েকটি চার্জ সংরক্ষণ করতে পারা একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ। এই চার্জগুলি তখন জলকে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনে বিভক্ত করার মতো বিক্রিয়া শুরু করতে পারে। অণুটি নিজেই পাঁচটি সংযুক্ত উপাদান দিয়ে তৈরি । প্রতিটির ভূমিকা স্বতন্ত্র। এক প্রান্তে, দুটি অংশে ইলেকট্রন মুক্ত করার ফলে ধনাত্মক চার্জ সৃষ্টি হয়। বিপরীত প্রান্তে, আরও দুটি অংশ সেই ইলেকট্রনগুলিকে শোষণ করার ফলে ঋণাত্মক চার্জ সৃষ্টি হয়। গবেষকরা কেন্দ্রে একটি আলোক-সংবেদী ইউনিট স্থাপন করেছেন যা সৌরশক্তি ধারণ করে ইলেকট্রন স্থানান্তর শুরু করে। চারটি চার্জ তৈরি করার জন্য গবেষকরা দুটি আলোর ঝলক ব্যবহার করে ধাপে ধাপে পদ্ধতিটির বিকাশ ঘটিয়েছিলেন। প্রথম ঝলক অণুতে আঘাত করে একটি বিক্রিয়া শুরু করে দেয়, যেখানে একটি ধনাত্মক এবং একটি ঋণাত্মক চার্জ তৈরি হয়। এই চার্জগুলি অণুর বিপরীত প্রান্তে বাইরের দিকে ভ্রমণ করে। আলোর দ্বিতীয় ঝলকের সাথে একই বিক্রিয়া আবার ঘটে, যার ফলে অণুতে দুটি ধনাত্মক এবং দুটি ঋণাত্মক চার্জ থাকে। ব্রান্ডলিন ব্যাখ্যা করে বলেছেন, “এইভাবে ধাপে ধাপে আসা উত্তেজনা বেশ ম্লান আলোকেও ব্যবহার করা সম্ভব করে তোলে। ফলস্বরূপ, আমরা ইতিমধ্যেই সূর্যালোকের তীব্রতার কাছাকাছি চলে যাচ্ছি। পূর্ববর্তী গবেষণায় অত্যন্ত শক্তিশালী লেজার আলোর প্রয়োজন হত, যা কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণের পরিমার্গ থেকে অনেক আলাদা। এছাড়াও, অণুর চার্জগুলি আরও রাসায়নিক বিক্রিয়া ও ব্যবহারের জন্য যথেষ্ট দীর্ঘ সময় স্থিতিশীল থাকে।”

তা সত্ত্বেও, নতুন অণুটি এখনও কার্যকর কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ ব্যবস্থা তৈরি করতে পারেনি। অলিভার ওয়েঙ্গার বলেছেন, ” তবে আমরা ধাঁধাটার একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ চিহ্নিত করেছি এবং তার বাস্তবায়ন ঘটিয়েছি । গবেষণার এইসব নতুন ফলাফল কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণের কেন্দ্রবিন্দুতে থাকা ইলেকট্রন স্থানান্তর সম্পর্কে আমাদের ধারণা উন্নত করতে সাহায্য করেছে।” তাঁর আশা, ভবিষ্যতের টেকসই শক্তির উদ্ভাবনে এর গুরুত্বপূর্ণ অবদান থাকবে।

সূত্র : “Photoinduced double charge accumulation in a molecular compound” by Mathis Brandlin, Bjorn Pfund and Oliver S. Wenger, 25 August 2025, Nature Chemistry.
DOI: 10.1038/s41557-025-01912-x