কৃত্রিম হীরক কেলাস 

হীরকের মতো জটিল ত্রিমাত্রিক কেলাসাকার কাঠামো তৈরি করতে বিজ্ঞানীরা এতদিন নির্দিষ্ট রাসায়নিক বন্ধনের ওপর অনেকটাই নির্ভর করতেন। কিন্তু সাম্প্রতিক একটি গবেষণায় দেখা গেছে, কণার আকৃতি এবং এনট্রপিক বলকে নিয়ে সঠিকভাবে নকশা করেও একই কাজ করা সম্ভব।

গবেষকরা এক বিশেষ চার- পার্শ্বযুক্ত কণা (TLPP) তৈরি করেছেন, যেগুলোর অ-উত্তল আকৃতি একে অপরকে এমনভাবে জড়িয়ে দেয় যে তারা ধীরে ধীরে কিউবিক হীরক বিন্যাসে পৌঁছে যায়। এই প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করতে ব্যবহার করা হয়েছে depletion interaction—পলিমার বা ন্যানোকণার উপস্থিতিতে তৈরি এক ধরনের এনট্রপিক প্রভাব।

Pluronic F127, সিলিকা ও টাইটানিয়া ন্যানোকণা এবং পলিথিলিন অক্সাইড ব্যবহার করে দেখা যায়, কণাগুলো কম ঘনত্বেই DNA-ভিত্তিক পদ্ধতির তুলনায় প্রায় ১০ গুণ দ্রুত ডায়মন্ড কেলাস গঠন করতে পারে। আণুবীক্ষণিক পর্যবেক্ষণ ও কম্পিউটার সিমুলেশনও কাঠামোটির ত্রিমাত্রিক বিন্যাস নিশ্চিত করেছে।

Depletion interaction কণাগুলোর মধ্যে এমন একটি শক্তিস্তর তৈরি করে, যা তাদের ঘূর্ণনজনিত বাধা কমিয়ে কাঙ্ক্ষিত অবস্থায় পৌঁছানো সহজ করে। অর্থাৎ, কণাগুলোকে জোর করে নির্দিষ্ট জায়গায় বসানোর বদলে তাদের আকৃতিই হয়ে ওঠে সংগঠনের নির্দেশক।

পরে DNA সংযোজক ও অতি বেগুনি আলো ব্যবহার করে তৈরি কেলাসকে স্থায়ীভাবে শক্ত করা হয়েছে। এর ফলে ধোয়া, শুকানো এবং পরবর্তী ধাপে ব্যবহারের উপযোগী কাঠামো পাওয়া সম্ভব হয়েছে।

এই আবিষ্কার থেকে শিক্ষণীয় বিষয় হল রাসায়নিক বন্ধনের পরিবর্তে জ্যামিতি ও এনট্রপিকে কাজে লাগিয়েও জটিল পদার্থকে নিজে থেকেই কাঙ্ক্ষিত বিন্যাসে সাজানো যায়। ভবিষ্যতে এই কৌশল উন্নত ফোটোনিক ও আলো-নিয়ন্ত্রণকারী উপাদান তৈরিতে নতুন সম্ভাবনা তৈরি করতে পারে।

সূত্র: https://doi.org/10.1073/pnas.2607577123