দূষণকে রোবটে পরিণত করা
প্রতি বছর, পেট্রোলিয়াম পরিশোধন প্রক্রিয়া সাবপ্রোডাক্ট হিসাবে লক্ষ লক্ষ মেট্রিক টন প্রাথমিক সালফার তৈরি করে। এই সালফারের বেশিরভাগ অংশ পরিশোধনীর কাছাকাছি বিশাল ব্লকে সংরক্ষণ করা হয় বা সার উৎপাদনের মতো সীমিত শিল্প প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়। এটি তেল শিল্পের সবচেয়ে দৃশ্যমান বর্জ্য ব্যবস্থাপনার সমস্যাগুলির প্রতিনিধিত্ব করে।
একটি কোরিয়ান গবেষণা দল এই শিল্প বর্জ্য প্রবাহকে স্ব-চলমান, সম্পূর্ণভাবে পুনর্ব্যবহারযোগ্য নরম রোবটে রূপান্তরিত করার একটি উপায় খুঁজে পেয়েছে। প্রথমবারের মতো প্রদর্শিত একটি 4D মুদ্রণ পদ্ধতি ব্যবহার করে, Korea Research Institute of Chemical Technology-র Dr. Dong-Gyun Kim, Hanyang University-র অধ্যাপক Jeong Jae Wie এবং Sejong University-র অধ্যাপক Yong Seok Kim-এর নেতৃত্বে দল টেকসইতা এবং অত্যাধুনিক রোবটিক্সকে একটি অপ্রত্যাশিত সমন্বয়ে নিয়ে আসে এমন একটি নতুন উপাদান শ্রেণী তৈরি করেছে।
4D মুদ্রণ কী?
স্ট্যান্ডার্ড 3D মুদ্রণ স্থির বস্তু তৈরি করে — মুদ্রণ প্রক্রিয়ার পরে আকার স্থির। 4D মুদ্রণ একটি চতুর্থ মাত্রা যোগ করে: সময়। 4D মুদ্রণের মাধ্যমে তৈরি বস্তুগুলি নির্দিষ্ট পরিবেশগত ট্রিগারগুলির সংস্পর্শে আসার সময় উৎপাদনের পরে তাদের আকৃতি, কাঠামো বা বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। ফলাফল একটি মুদ্রিত বস্তু যা একটি সমাপ্ত পণ্য নয় বরং একটি প্রোগ্রাম করা উপাদান যা তার পরিবেশের প্রতি গতিশীলভাবে আচরণ করে।
কোরিয়ান দল poly(phenylene polysulfide) নেটওয়ার্ক বা PSN নামে একটি সালফার-সমৃদ্ধ পলিমারের একটি নতুন শ্রেণী ইঞ্জিনিয়ারিং করে এটি সম্ভব করেছে। এই পলিমারগুলি প্রাথমিক সালফার এবং ছোট সুগন্ধযুক্ত অণু থেকে inverse vulcanization নামক একটি বিক্রিয়ার মাধ্যমে সংশ্লেষিত হয় — সালফারের অস্থিতিশীল, স্ফটিক রূপকে একটি স্থিতিশীল, অনাকার পলিমারে রূপান্তরিত করার একটি প্রক্রিয়া যা প্রোগ্রাম যোগ্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সহ।
রোবটগুলি কীভাবে চলে
PSN উপাদানগুলি উত্তেজনা-প্রতিক্রিয়াশীল — তারা বাহ্যিক ট্রিগারগুলির সংস্পর্শে আসার সময় তাদের শারীরিক মাত্রা বা যান্ত্রিক আচরণ পরিবর্তন করে। দল তিনটি ভিন্ন উত্তেজনার প্রতিক্রিয়া প্রদর্শন করেছে: তাপ, আলো (photothermal রূপান্তরের মাধ্যমে) এবং চৌম্বক nanoparticles-এর সাথে মিশ্রিত হলে চৌম্বক ক্ষেত্র।
4D-মুদ্রিত PSN কাঠামোর জ্যামিতি ডিজাইন করে এবং সেই কাঠামোগুলির মধ্যে বিভিন্ন উপাদান গঠন কোথায় স্থাপন করা হয় তা চয়ন করে, গবেষকরা নির্দিষ্ট বিকৃতি ক্রম প্রোগ্রাম করতে পারেন — রোবট গরম হলে কার্ল করে, ঠান্ডা হলে সোজা হয়ে যায়, চৌম্বক ক্ষেত্রের দিকে বাঁকে। এই প্রোগ্রাম করা যান্ত্রিক আচরণগুলি, উপাদানের বৃহৎ, অপ্রতিরোধ্য বিকৃতির ক্ষমতার সাথে মিলিয়ে, যখন রোবটটি একটি উপযুক্ত পরিবেশে রাখা হয় তখন স্বায়ত্তশাসিত লোকোমোশন তৈরি করে।
পুনর্ব্যবহারযোগ্যতার সুবিধা
PSN-ভিত্তিক নরম রোবটগুলির সবচেয়ে বাণিজ্যিক এবং পরিবেশগতভাবে উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্যগুলি হল তাদের পুনর্ব্যবহারযোগ্যতা। নরম রোবটিক্সে ব্যবহৃত প্রচলিত elastomers থেকে ভিন্ন, PSN নেটওয়ার্কগুলি গতিশীল সহযোজক সালফার-সালফার বন্ধন ধারণ করে যা উপযুক্ত অবস্থার অধীনে বিভক্ত এবং সংস্কার করা যায়। একটি ক্ষতিগ্রস্ত বা জীবনের শেষ PSN রোবট দ্রবীভূত, পুনর্প্রক্রিয়া এবং উল্লেখযোগ্য উপাদান ক্ষতি ছাড়াই পুনর্মুদ্রণ করা যায় — একটি সত্যিকারের সার্কুলার উপাদান জীবনচক্র।
বর্জ্য-উত্সারিত ফিডস্টক এবং একটি পুনর্ব্যবহারযোগ্য উপাদান জীবনচক্রের সমন্বয় PSN প্ল্যাটফর্মকে উন্নত উপাদান গবেষণায় অস্বাভাবিক একটি স্থিতিশীলতা প্রোফাইল দেয়। বেশিরভাগ উচ্চ-কর্মক্ষমতা উপাদানগুলিতে বিরল বা পুনর্ব্যবহার করা কঠিন উপাদান থাকে; PSN পদ্ধতি একটি প্রচুর বর্জ্য প্রবাহ থেকে কর্মক্ষমতা তৈরি করে এবং পণ্যের সম্পূর্ণ জীবনচক্রে সেই উপাদানটিকে পুনরুদ্ধারযোগ্য আকারে সংরক্ষণ করে।
সম্ভাব্য প্রয়োগ
নরম রোবটিক্স — কঠোর কাঠামোর পরিবর্তে সঙ্গতিপূর্ণ, বিকৃত করা যায় এমন উপাদান থেকে তৈরি রোবট — এমন প্রয়োগ রয়েছে যেখানে প্রচলিত রোবটগুলি অনুপযুক্ত। ন্যূনতম আক্রমণাত্মক চিকিৎসা ডিভাইস যা শরীরের গহ্বরের মাধ্যমে নেভিগেট করে, গ্রিপার যা সূক্ষ্ম বস্তুগুলি ক্ষতি ছাড়াই পরিচালনা করে, পরিদর্শন রোবট যা অনিয়মিত সীমাবদ্ধ স্থানের মাধ্যমে যায় এবং অনুসন্ধান-এবং-উদ্ধার রোবট যা ধ্বংসাবশেষের মধ্য দিয়ে ফিট করার জন্য বিকৃত হয় সবই সক্রিয় নরম রোবটিক উন্নয়ন এলাকা। PSN প্ল্যাটফর্মের পরিবেশগত উত্তেজনায় স্বায়ত্তশাসিত প্রতিক্রিয়াশীলতা, এর পুনর্ব্যবহারযোগ্যতার সাথে মিলিয়ে এবং বর্জ্য-উত্সারিত ফিডস্টক, এটিকে এই ক্ষেত্রে সম্ভাব্য উল্লেখযোগ্য অবদান হিসাবে অবস্থান করে।
এই নিবন্ধ Interesting Engineering-এর রিপোর্টিংয়ের উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধ পড়ুন।
Originally published on interestingengineering.com