স্থির-বিদ্যুৎ রহস্য সমাধানে ক্ষুদ্র কার্বন অণু

বেলুনকে চুলে ঘষলে তা চুলকে আকর্ষণ করে। কারণ বেলুনে ঋণাত্মক চার্জ এবং চুলে ধনাত্মক চার্জ তৈরি হয়। একে ‘স্ট্যাটিক ইলেকট্রিসিটি বা স্থির বিদ্যুৎ’ বলে। এই ধরনের চার্জ একে অপরকে বিকর্ষণ করে তাই চুলগুলো ছড়িয়ে যায়। এই সহজ উদাহরণটি আমরা সবাই বুঝতে পারি। একই ধরনের বস্তু যেমন বালি বা কাচ একসঙ্গে ঘষা লাগে, তখনও তারা চার্জ আদান-প্রদান করে। কিন্তু কীভাবে এবং কেন করে তা এতদিন বিজ্ঞানীদের কাছে এক রহস্যই ছিল। কখনও একটি বস্তু ধনাত্মক হয়, কখনও ঋণাত্মক। এমনকি একই পরীক্ষা বারবার করলেও ফল বদলে যায়। আগ্নেয়গিরির ছাই থেকে বজ্রপাত হওয়া বা শস্যভাণ্ডারে ধুলোর কারণে বিস্ফোরণ, এসব ঘটনার পেছনেও এই একই রহস্যময় প্রক্রিয়া কাজ করে। স্কট ওয়েটুকাইটিস এবং তাঁর সহকর্মীরা সাম্প্রতিক এক গবেষণায় এই রহস্যের একটি সম্ভাব্য ব্যাখ্যা খুঁজে পেয়েছেন। তাঁরা দেখিয়েছেন, বাতাসে থাকা অতি ক্ষুদ্র কার্বনযুক্ত অণু যা আমরা সাধারণত চোখে দেখতে পাই না, তা বস্তুর পৃষ্ঠে জমে এই চার্জ বিনিময়ের প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে। একটি অভিনব পদ্ধতি ব্যবহার করে বিজ্ঞানীরা বাইরের দূষণ কমানোর চেষ্টা করেন। শব্দতরঙ্গ ব্যবহার করে তারা একটি ছোট কাচের গোলককে বাতাসে ভাসিয়ে রাখেন এবং সেটিকে একটি কাচের পাতের সঙ্গে বারবার ঠোকাঠুকি লাগান। এরপর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র ব্যবহার করে তারা মাপেন কতটা চার্জ তৈরি হয়েছে। সবকিছুই করা হয় অন্য কিছুর সংস্পর্শ ছাড়া। তারা দেখতে পান, বহুবার এই প্রক্রিয়া পুনরাবৃত্তি করলে ধীরে ধীরে চার্জ জমে। কিন্তু আশ্চর্যের বিষয়, কখনও চার্জ ধনাত্মক, কখনও ঋণাত্মক, যেন একই বস্তু ভিন্নভাবে আচরণ করছে। এরপর বিজ্ঞানীরা আরও একধাপ এগিয়ে যান। তারা কাচের গোলক ও পাতকে প্রায় ৩০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় গরম করেন। বিশেষ পদ্ধতিতে পরিষ্কার করেন, যাতে পৃষ্ঠে থাকা সব অণু সরিয়ে ফেলা যায়। তখন দেখা যায়, চার্জ জমার হার প্রায় শূন্যে নেমে আসে। কিন্তু কিছু সময় পর আবার বাতাস থেকে অণু জমতে শুরু করলে, আগের মতোই অনিয়মিত চার্জ তৈরি হতে থাকে। মাইক্রোস্কোপে দেখা যায়, অপরিষ্কার পৃষ্ঠে কার্বনযুক্ত হাইড্রোকার্বন অণুর একটি পাতলা স্তর থাকে। অণুগুলিই চার্জ আদান-প্রদানের ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা নিচ্ছে বলে মনে করা হচ্ছে। যদিও ঠিক কীভাবে তারা এই কাজটি করে, তা এখনও পুরোপুরি স্পষ্ট নয়, তবে তারা যে প্রক্রিয়াটিকে প্রভাবিত করে, তা এখন নিশ্চিত। এই আবিষ্কার শুধু পৃথিবীর জন্যই নয়, মহাকাশ গবেষণার ক্ষেত্রেও গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে। নক্ষত্রের চারপাশে থাকা ধূলিকণাগুলো কীভাবে একত্রিত হয়ে গ্রহ তৈরি করে, এই প্রশ্নের উত্তর খুঁজতেও এই গবেষণা সাহায্য করতে পারে। যদিও কেউ কেউ মনে করেন, বাতাসের আর্দ্রতা বা জলীয় বাষ্পও এই প্রক্রিয়ায় বড় ভূমিকা নেয়। আবার প্লাস্টিকের মতো পদার্থের ক্ষেত্রে পৃষ্ঠের সূক্ষ্ম গঠনও গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে।

সূত্র: Science, March 2026