ন্যানোটেকনোলজি: আণবিক স্কেলে প্রযুক্তি

ন্যানোটেকনোলজি: আণবিক স্কেলে প্রযুক্তি

স্বাগতম সবাইকে! আজকে আমরা বিজ্ঞানের এমন একটি জাদুকরী জগত নিয়ে আলোচনা করব যা আমাদের খালি চোখে দেখা সম্ভব নয়, কিন্তু যা পুরো পৃথিবীকে বদলে দিচ্ছে। আজকের টপিক ন্যানোটেকনোলজি। এই লেকচার শেষে আমরা- ১। ন্যানোটেকনোলজি ও ন্যানোমিটারের ধারণা ব্যাখ্যা করতে পারব। ২। ন্যানোটেকনোলজির দুটি পদ্ধতি অর্থাৎ টপ-ডাউন ও বটম-আপ সম্পর্কে জানতে পারব। ৩। চিকিৎসা, ইলেকট্রনিক্স ও শিল্পক্ষেত্রে এর ব্যবহার এবং ৪। এর সুবিধা ও অসুবিধাগুলো মূল্যায়ন করতে পারব। চলো শুরু করা যাক!

কয়লা যখন হীরা হয়!

তোমরা কি জানো, পেন্সিলের সিস বা কয়লা আর মহামূল্যবান হীরা—দুটোই আসলে একই জিনিস দিয়ে তৈরি? হ্যাঁ, অবাক হলেও সত্য, দুটোই কার্বন! তাহলে একটার দাম এত কম আর একটার এত বেশি কেন? কারণ হলো এদের পরমাণুগুলো কীভাবে সাজানো আছে। পাশের ছবিতে দেখো। কয়লার পরমাণুগুলো এলোমেলো, তাই সে নরম ও কালো। আর হীরার পরমাণুগুলো খুব সুন্দর জ্যামিতিক ভাবে সাজানো, তাই সে শক্ত ও উজ্জ্বল। এখন ভাবো, যদি আমাদের কাছে এমন কোনো প্রযুক্তি থাকে, যা দিয়ে আমরা কয়লার পরমাণুগুলোকে ধরে ধরে হীরার মতো সাজিয়ে দিতে পারি? তখন কী হবে? ঠিক এই কাজটাই যে প্রযুক্তির লক্ষ্য, সেটাই হলো ন্যানোটেকনোলজি।

ন্যানোটেকনোলজি কী?

তাহলে ন্যানোটেকনোলজি আসলে কী? সহজ কথায়, এটা হলো অত্যন্ত ক্ষুদ্র স্কেলে কাজ করার প্রযুক্তি। কতটা ক্ষুদ্র? ১ থেকে ১০০ ন্যানোমিটারের মধ্যে। ১ ন্যানোমিটার কত ছোট জানো? ১ মিটারকে যদি ১০০ কোটি ভাগ করো, তার ১ ভাগ হলো ১ ন্যানোমিটার! গ্রিক শব্দ 'Nanos' মানে হলো বামন বা Dwarf। বিখ্যাত পদার্থবিজ্ঞানী রিচার্ড ফাইনম্যান ১৯৫৯ সালে প্রথম বলেছিলেন, 'নিচে অনেক জায়গা আছে' (There's Plenty of Room at the Bottom)—অর্থাৎ আমরা চাইলে অণু-পরমাণু স্তরেও কাজ করতে পারি।

ন্যানোমিটার আসলে কত ছোট?

এসো একটু কল্পনা করি ন্যানো জগতটা কত ছোট। এই চার্টটা দেখো। বাঁ দিকে একটা টেনিস বল—যা প্রায় ১০ কোটি ন্যানোমিটার। এরপর মানুষের একটা চুল—যা প্রায় ১ লক্ষ ন্যানোমিটার চওড়া। মানে তোমার একটা চুল ন্যানো স্কেলের তুলনায় বিশাল পাহাড়ের মতো! আরো ছোট হলে পাই ব্যাকটেরিয়া, ভাইরাস, আর শেষে ডিএনএ (DNA) যা মাত্র ২.৫ ন্যানোমিটার। আর একটা সাধারণ পরমাণু? মাত্র ০.১ থেকে ০.৫ ন্যানোমিটার। আমরা এই পরমাণুর স্কেলেই কাজ করার কথা বলছি।

ন্যানোটেকনোলজির পদ্ধতি (Approaches)

ন্যানোটেকনোলজিতে কাজ করার দুটি প্রধান উপায় আছে। পাশের ডায়াগ্রামে দেখো। প্রথমটি টপ-ডাউন: মনে করো তুমি একটা বড় পাথর কেটে মূর্তি বানাচ্ছ। অর্থাৎ বড় জিনিসকে কেটে ছোট করে নির্দিষ্ট আকার দেওয়া। বর্তমানে আমাদের কম্পিউটার চিপগুলো এভাবেই তৈরি হয়। আর দ্বিতীয়টি হলো বটম-আপ: যা অনেকটা ইট দিয়ে দেয়াল তোলার মতো। এখানে আমরা পরমাণু বা অণুগুলোকে একটা একটা করে জোড়া লাগিয়ে বড় স্ট্রাকচার তৈরি করি। ভবিষ্যতে ন্যানোটেকনোলজির আসল জাদু এই বটম-আপ পদ্ধতিতেই দেখা যাবে।

ব্যবহার: চিকিৎসাবিজ্ঞান (Nanomedicine)

চিকিৎসাবিজ্ঞানে ন্যানোটেকনোলজি এক বিশাল আশীর্বাদ। বিশেষ করে ক্যান্সার চিকিৎসায়। বর্তমানে কেমোথেরাপিতে ওষুধের কারণে শরীরের ভালো কোষগুলোও ক্ষতিগ্রস্ত হয়, তাই চুল পড়ে যায়, শরীর দুর্বল হয়ে পড়ে। কিন্তু ছবিতে দেখো 'টার্গেটেড ড্রাগ ডেলিভারি'। এখানে ন্যানো পার্টিকেলগুলো ওষুধের 'স্মার্ট বাহক' হিসেবে কাজ করে। এরা শরীরের ভেতর ঘুরে বেড়াবে কিন্তু শুধুমাত্র ক্যান্সার কোষকেই খুঁজে বের করে ওষুধ পৌঁছে দেবে। সুস্থ কোষকে স্পর্শও করবে না। একে বলা হয় 'ম্যাজিক বুলেট' বা জাদুকরী বুলেট।

ব্যবহার: ইলেকট্রনিক্স ও কম্পিউটার

তোমাদের হাতের স্মার্টফোনটা এত শক্তিশালী কেন? কারণ এর প্রসেসরের ট্রানজিস্টরগুলো ন্যানো স্কেলের। যত ছোট ট্রানজিস্টর, তত বেশি ট্রানজিস্টর একটা চিপে বসানো যায়, আর কম্পিউটার তত ফাস্ট হয়। আগে কম্পিউটার ছিল বিশাল ঘরের সমান, এখন ন্যানোটেকনোলজির কারণে সেটা হাতের মুঠোয়। এছাড়া আমাদের ফোনের স্ক্রিন যে এত ঝকঝকে, সেখানেও কোয়ান্টাম ডট বা ন্যানো প্রযুক্তির ব্যবহার রয়েছে। ভবিষ্যতে হয়তো আমরা এমন ফোন পাবো যা কাগজের মতো ভাঁজ করে পকেটে রাখা যাবে।

ব্যবহার: শিল্প ও অন্যান্য ক্ষেত্র

শিল্পক্ষেত্রেও ন্যানোটেকনোলজির ব্যবহার চমকপ্রদ। পাশের ছবিটা দেখো। পদ্মপাতায় যেমন পানি গড়িয়ে পড়ে, তেমনি কাপড়ে ন্যানো-কোটিং দিলে তা পানি বা ময়লা কিছুই চুষে নেয় না। একে বলে 'লোটাস ইফেক্ট'। চা বা কফি পড়লে টিস্যু দিয়ে মুছে ফেললেই হবে, কোনো দাগ থাকবে না! আবার আমরা যে সানস্ক্রিন মাখি, সেখানেও ন্যানো পার্টিকেল থাকে যা আমাদের ত্বককে সূর্যের ক্ষতিকর রশ্মি থেকে বাঁচায়।

সুবিধা ও ক্ষতিকর দিক

সব প্রযুক্তির মতোই ন্যানোটেকনোলজিরও দুটি দিক আছে। একদিকে যেমন আমরা সুপার কম্পিউটার আর ক্যান্সার নিরাময় পাচ্ছি, অন্যদিকে এর ঝুঁকিও কম নয়। ন্যানো পার্টিকলগুলো এত ছোট যে এগুলো বাতাসের মাধ্যমে আমাদের নিঃশ্বাসের সাথে শরীরে ঢুকে ফুসফুসের ক্ষতি করতে পারে। একে বলা হয় ন্যানো-দূষণ। আবার এই প্রযুক্তি ব্যবহার করে যদি মারণাস্ত্র তৈরি করা হয়, তবে তা মানবজাতির জন্য হুমকি হয়ে দাঁড়াতে পারে। তাই আমাদের সচেতন থাকতে হবে এর সঠিক ও নিরাপদ ব্যবহার নিয়ে।

সারসংক্ষেপ

তাহলে আজ আমরা জানলাম ক্ষুদ্রের শক্তি কত বিশাল হতে পারে। ন্যানোটেকনোলজি আমাদের ভবিষ্যৎ। আশা করি তোমরা বিষয়টি বুঝতে পেরেছ। এই অধ্যায়ের পরবর্তী অংশে আমরা জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং নিয়ে আলোচনা করব, যা জীববিজ্ঞানের আরেক বিস্ময়। সেই পর্যন্ত সবাই ভালো থেকো, আর আজকের টপিকটা বই থেকে একবার রিডিং পড়ে নিও। ধন্যবাদ সবাইকে!

সৃজনশীল প্রশ্ন

সৃজনশীল প্রশ্ন ১

বিজ্ঞানীরা অতি ক্ষুদ্রাকৃতির একটি রোবট তৈরি করলেন যা মানুষের রক্তনালীর ভেতর দিয়ে চলাচল করে নির্দিষ্ট ক্যান্সার কোষ ধ্বংস করতে সক্ষম। গবেষণাগারে তারা এমন একটি বিশেষ পোশাকও তৈরি করলেন যাতে কখনো ময়লা লাগে না এবং যা সাধারণ কাপড়ের চেয়ে অনেক বেশি টেকসই।

ক) ন্যানোটেকনোলজি কী?
খ) ন্যানোটেকনোলজিকে আণবিক পর্যায়ের প্রযুক্তি বলা হয় কেন?
গ) উদ্দীপকের পোশাক তৈরিতে কোন প্রযুক্তি ব্যবহার করা হয়েছে? ব্যাখ্যা কর।
ঘ) চিকিৎসাক্ষেত্রে উদ্দীপকের রোবটটির প্রভাব ও ভবিষ্যৎ সম্ভাবনা বিশ্লেষণ কর।

উত্তর

(ক) ন্যানোটেকনোলজি হলো পারমাণবিক বা আণবিক স্কেলে (১ থেকে ১০০ ন্যানোমিটার) অতি ক্ষুদ্র ডিভাইস বা সিস্টেম তৈরি ও ব্যবহারের প্রযুক্তি।

(খ) ন্যানোটেকনোলজিতে পদার্থের গঠনকে আণবিক বা পারমাণবিক পর্যায়ে পরিবর্তন বা নিয়ন্ত্রণ করা হয়। এই প্রযুক্তিতে ১ থেকে ১০০ ন্যানোমিটার স্কেলে বস্তুকে ভেঙে বা জোড়া লাগিয়ে নতুন বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন বস্তু তৈরি করা হয় বলে একে আণবিক পর্যায়ের প্রযুক্তি বলা হয়।

(গ) উদ্দীপকের পোশাক তৈরিতে ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহার করা হয়েছে।
সাধারণত কাপড়ের তন্তুর সাথে ন্যানোপার্টিকল যুক্ত করে বা ন্যানো-আবরণ দিয়ে কাপড়ের বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করা যায়। উদ্দীপকে এমন পোশাকের কথা বলা হয়েছে যাতে ময়লা লাগে না এবং যা টেকসই। ন্যানোটেকনোলজির মাধ্যমে কাপড়ে 'হাইড্রোফোবিক' বা জলবিদ্বেষী ন্যানো-উইস্কার (Nano-whiskers) যুক্ত করা হয়, যা পানি বা ময়লাকে কাপড়ে আটকাতে দেয় না। এর ফলে কাপড় দাগ ও ময়লামুক্ত থাকে। এছাড়া ন্যানোটিউব ব্যবহারের ফলে কাপড়ের ওজন কমে কিন্তু স্থায়িত্ব ও দৃঢ়তা বৃদ্ধি পায়। তাই বলা যায়, উদ্দীপকের পোশাকটি ন্যানোটেকনোলজির ফসল।

(ঘ) চিকিৎসাক্ষেত্রে উদ্দীপকের রোবটটি অর্থাৎ ন্যানোরোবট বা ন্যানোবটের প্রভাব ও ভবিষ্যৎ সম্ভাবনা অত্যন্ত সুদূরপ্রসারী।
উদ্দীপকে উল্লিখিত রোবটটি রক্তনালীর ভেতর দিয়ে গিয়ে ক্যান্সার কোষ ধ্বংস করতে পারে। প্রচলিত কেমোথেরাপিতে ওষুধের প্রভাবে ক্যান্সার কোষের পাশাপাশি সুস্থ কোষও ক্ষতিগ্রস্ত হয়। কিন্তু ন্যানোরোবট ব্যবহার করে 'টার্গেটেড ড্রাগ ডেলিভারি' বা নির্দিষ্ট কোষে ওষুধ পৌঁছে দেওয়া সম্ভব, যা সুস্থ কোষের ক্ষতি না করেই কেবল রোগাক্রান্ত কোষ ধ্বংস করবে।
ভবিষ্যৎ সম্ভাবনা:
১. নির্ভুল চিকিৎসা: ন্যানোবট শরীরের অতি সূক্ষ্ম জায়গায় পৌঁছাতে পারবে যেখানে সার্জারি করা কঠিন।
২. ব্লকেজ অপসারণ: হার্টের ব্লকেজ বা রক্তনালীর চর্বি পরিষ্কার করতে মাইক্রোসার্জারির বিকল্প হিসেবে এটি ব্যবহৃত হতে পারে।
৩. রোগ নির্ণয়: এটি শরীরের ভেতর থেকে রিয়েল-টাইম তথ্য পাঠিয়ে রোগ নির্ণয়ে সহায়তা করবে।
পরিশেষে বলা যায়, ন্যানোটেকনোলজির এই প্রয়োগ চিকিৎসাবিজ্ঞানে এক নতুন দিগন্ত উন্মোচন করবে, যা মানুষের গড় আয়ু বৃদ্ধি ও জটিল রোগ নিরাময়ে বৈপ্লবিক পরিবর্তন আনবে।

সৃজনশীল প্রশ্ন ২

মি. জামান তার ল্যাবরেটরিতে কার্বন পরমাণুগুলোকে বিশেষ বিন্যাসে সাজিয়ে এমন একটি সিলিন্ডার আকৃতির কাঠামো তৈরি করলেন যা ইস্পাতের চেয়েও শতগুণ শক্তিশালী কিন্তু ওজনে হালকা। অন্যদিকে, তার সহকর্মী এমন একটি কম্পিউটার প্রসেসর তৈরির গবেষণা করছেন যা বর্তমানের প্রসেসরের চেয়ে হাজার গুণ ছোট কিন্তু দ্রুতগতিসম্পন্ন।

ক) ন্যানোমিটার কী?
খ) 'বটম-আপ' (Bottom-up) এপ্রোচ বলতে কী বোঝ?
গ) মি. জামানের তৈরিকৃত কাঠামোটির বৈশিষ্ট্য ও ব্যবহার ব্যাখ্যা কর।
ঘ) মি. জামানের সহকর্মীর গবেষণাটি তথ্যপ্রযুক্তির বিকাশে কী ভূমিকা রাখবে? বিশ্লেষণ কর।

উত্তর

(ক) ন্যানোমিটার হলো দৈর্ঘ্যের পরিমাপের একক, যা ১ মিটারের ১০০ কোটি ভাগের এক ভাগ ($১০^{-৯}$ মিটার)।

(খ) 'বটম-আপ' এপ্রোচ হলো ন্যানোটেকনোলজির এমন একটি পদ্ধতি যেখানে ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র উপাদান (যেমন- পরমাণু বা অণু) জোড়া লাগিয়ে বড় কোনো কাঠামো বা জিনিস তৈরি করা হয়। এটি অনেকটা ইটের পর ইট গেঁথে দালান তৈরির মতো। এই পদ্ধতিতে আণবিক পর্যায়ে নিয়ন্ত্রণ বজায় রেখে নিখুঁত বস্তু তৈরি করা সম্ভব।

(গ) মি. জামানের তৈরিকৃত কাঠামোটি হলো কার্বন ন্যানোটিউব (Carbon Nanotube)।
এটি কার্বন পরমাণুর একটি সিলিন্ডার আকৃতির বিন্যাস। গ্রাফিন শিটকে নলাকার আকৃতি দিয়ে এটি তৈরি করা হয়।
বৈশিষ্ট্য ও ব্যবহার:
১. শক্তি: এটি ইস্পাতের চেয়ে প্রায় ১০০ গুণ বেশি শক্তিশালী কিন্তু ওজনে ৬ গুণ হালকা।
২. পরিবাহিতা: এটি তামা বা স্বর্ণের চেয়েও বিদ্যুৎ ও তাপ সুপরিবাহী।
৩. ব্যবহার: এটি বিমান ও মহাকাশযানের কাঠামো তৈরিতে, শক্তিশালী ব্যাটারি ও সুপার ক্যাপাসিটর তৈরিতে, এবং চিকিৎসা বিজ্ঞানে কৃত্রিম পেশি তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। উদ্দীপকের বর্ণনায় ইস্পাতের চেয়ে শক্তিশালী ও হালকা হওয়ার বিষয়টি কার্বন ন্যানোটিউবকেই নির্দেশ করে।

(ঘ) মি. জামানের সহকর্মীর গবেষণাটি ন্যানো-কম্পিউটিং বা ন্যানো-ইলেকট্রনিক্স এর সাথে সম্পর্কিত, যা তথ্যপ্রযুক্তির বিকাশে বৈপ্লবিক ভূমিকা রাখবে।
বর্তমানে সিলিকন চিপের আকার কমানোর একটি সীমা আছে, কিন্তু ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহার করে ট্রানজিস্টরের আকার আণবিক পর্যায়ে নামিয়ে আনা সম্ভব।
তথ্যপ্রযুক্তিতে ভূমিকা:
১. গতি ও দক্ষতা: ন্যানোস্কেল প্রসেসরে ইলেকট্রন চলাচলের পথ কমে যাবে, ফলে কম্পিউটারের গতি বহুগুণ বেড়ে যাবে এবং বিদ্যুৎ খরচ কমবে।
২. ক্ষুদ্রাকৃতি: কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ও মলিকুলার মেমোরি চিপ ব্যবহারের ফলে সুপার কম্পিউটারকে হাতের মুঠোয় নিয়ে আসা সম্ভব হবে।
৩. মেমোরি ধারণক্ষমতা: ন্যানোটেকনোলজির মাধ্যমে হার্ডডিস্ক বা মেমোরি কার্ডের ধারণক্ষমতা হাজার গুণ বাড়ানো সম্ভব হবে।
সুতরাং, উদ্দীপকের গবেষণাটি সফল হলে কম্পিউটার ও ইলেকট্রনিক্স ডিভাইসের আকার অত্যন্ত ছোট হয়ে আসবে এবং কার্যক্ষমতা অকল্পনীয়ভাবে বৃদ্ধি পাবে, যা স্মার্ট ডিভাইস ও কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার প্রসারে মূল চালিকাশক্তি হবে।

সৃজনশীল প্রশ্ন ৩

সম্প্রতি একটি আন্তর্জাতিক সম্মেলনে ড. কামাল এমন একটি গ্লাস বা কাচ প্রদর্শন করলেন যার ওপর ধুলোবালি জমে না এবং পানি পড়লে তা গড়িয়ে পড়ে যায়। তিনি জানালেন, টাইটানিয়াম ডাই-অক্সাইডের অতিশয় ক্ষুদ্র কণা ব্যবহার করে তিনি এটি তৈরি করেছেন। এই প্রযুক্তি ব্যবহার করে তিনি ভবিষ্যতে এমন সানস্ক্রিন তৈরির পরিকল্পনা করছেন যা ক্ষতিকর অতিবেগুনি রশ্মি থেকে ত্বককে পুরোপুরি রক্ষা করবে।

ক) রিচার্ড ফাইনম্যান কে?
খ) ন্যানো পার্টিকেল বলতে কী বোঝ?
গ) ড. কামালের প্রদর্শিত গ্লাসটিতে প্রযুক্তির ব্যবহার ব্যাখ্যা কর।
ঘ) ড. কামালের ভবিষ্যৎ পরিকল্পনার প্রযুক্তিটি মানবজীবনে ইতিবাচক না নেতিবাচক প্রভাব ফেলবে? যুক্তিসহ মতামত দাও।

উত্তর

(ক) রিচার্ড ফাইনম্যান হলেন একজন নোবেল বিজয়ী পদার্থবিজ্ঞানী, যাকে ন্যানোটেকনোলজির জনক বা প্রবক্তা বলা হয়।

(খ) ন্যানো পার্টিকেল হলো এমন কোনো কণা যার অন্তত একটি মাত্রা ১০০ ন্যানোমিটারের চেয়ে কম। এই কণাগুলো সাধারণ বস্তুর কণার চেয়ে ভিন্ন ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। যেমন- গোল্ড বা স্বর্ণের ন্যানো পার্টিকেল সাধারণ স্বর্ণের চেয়ে ভিন্ন রঙের ও বেশি সক্রিয় হতে পারে। এগুলো ওষুধ তৈরি, কসমেটিকস এবং ইলেকট্রনিক্সে ব্যবহৃত হয়।

(গ) ড. কামালের প্রদর্শিত গ্লাসটিতে ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহার করা হয়েছে, বিশেষ করে 'সেলফ-ক্লিনিং' বা স্বয়ংক্রিয় পরিষ্কারকরণ প্রযুক্তি।
সাধারণ কাচের ওপর টাইটানিয়াম ডাই-অক্সাইডের ন্যানো-আবরণ দেওয়া হলে তা 'সুপার-হাইড্রোফোবিক' (জলবিদ্বেষী) বৈশিষ্ট্য লাভ করে। একে 'লোটাস ইফেক্ট' বা পদ্মপাতার প্রভাবও বলা হয়।
প্রক্রিয়া: এই গ্লাসে পানি পড়লে তা ছড়িয়ে না গিয়ে ফোঁটা আকারে থাকে এবং গড়িয়ে পড়ার সময় ধুলোবালি সাথে নিয়ে পড়ে যায়। এছাড়া সূর্যালোকের উপস্থিতিতে টাইটানিয়াম ডাই-অক্সাইড ময়লা বা জৈব পদার্থকে ভেঙে ফেলে। ফলে গ্লাসটি পরিষ্কার করার প্রয়োজন হয় না। উদ্দীপকের বর্ণনায় ধুলো না জমা এবং পানি গড়িয়ে পড়ার বিষয়টি এই প্রযুক্তিরই প্রয়োগ।

(ঘ) ড. কামালের ভবিষ্যৎ পরিকল্পনায় সানস্ক্রিন তৈরিতে ন্যানোটেকনোলজির ব্যবহার মানবজীবনে মিশ্র প্রভাব (ইতিবাচক ও নেতিবাচক উভয়ই) ফেলতে পারে, তবে সঠিক ব্যবহারে ইতিবাচক দিকই বেশি।
ইতিবাচক দিক:
জিংক অক্সাইড বা টাইটানিয়াম ডাই-অক্সাইডের ন্যানো পার্টিকেল ব্যবহার করে তৈরি সানস্ক্রিন সাধারণ সানস্ক্রিনের চেয়ে অনেক বেশি কার্যকর। এটি চামড়ার ওপর সাদা আস্তরণ তৈরি না করেই অতিবেগুনি রশ্মি (UV rays) শোষণ করতে পারে, যা স্কিন ক্যান্সার প্রতিরোধে সহায়ক।
নেতিবাচক দিক/ঝুঁকি:
ন্যানো পার্টিকেলগুলো এতই ক্ষুদ্র যে তা ত্বকের লোমকূপ দিয়ে শরীরে প্রবেশ করে রক্তস্রোতে মিশে যেতে পারে। এটি কোষের ডিএনএ বা প্রোটিনের ক্ষতি করতে পারে বলে কিছু গবেষণায় আশঙ্কা করা হয়েছে। এছাড়া পানিতে মিশে এটি জলজ পরিবেশের ক্ষতি করতে পারে।
মতামত: যদিও কিছু স্বাস্থ্যঝুঁকি রয়েছে, তবুও যথাযথ নিরাপত্তা মানদণ্ড মেনে তৈরি করা হলে এটি মানুষের ত্বকের সুরক্ষায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখবে। তাই আমার মতে, সতর্কতার সাথে ব্যবহার করলে এর প্রভাব হবে ইতিবাচক।

এমসিকিউ

১। ন্যানো টেকনোলজি শব্দটির সাথে কোন এককটি সম্পর্কিত?

ক) মিটার
খ) সেন্টিমিটার
গ) ন্যানোমিটার
ঘ) কিলোমিটার

সঠিক উত্তর: গ) ন্যানোমিটার

ব্যাখ্যা: ন্যানো টেকনোলজি মূলত ১ থেকে ১০০ ন্যানোমিটার স্কেলের বস্তুকে নিয়ে কাজ করে। ১ ন্যানোমিটার হলো ১ মিটারের ১০০ কোটি ভাগের এক ভাগ ($১০^{-৯}$ মিটার)।

২। ন্যানো টেকনোলজির জনক কে?

ক) চার্লস ব্যাবেজ
খ) রিচার্ড ফাইনম্যান
গ) আলবার্ট আইনস্টাইন
ঘ) মার্ক জাকারবার্গ

সঠিক উত্তর: খ) রিচার্ড ফাইনম্যান

ব্যাখ্যা: ১৯৫৯ সালে ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজিতে 'There's Plenty of Room at the Bottom' শীর্ষক বক্তৃতায় রিচার্ড ফাইনম্যান সর্বপ্রথম ন্যানো টেকনোলজির ধারণা দেন।

৩। এক ন্যানোমিটার সমান কত মিটার?

ক) $১০^{-৬}$ মিটার
খ) $১০^{-৯}$ মিটার
গ) $১০^{-১২}$ মিটার
ঘ) $১০^{-৩}$ মিটার

সঠিক উত্তর: খ) $১০^{-৯}$ মিটার

ব্যাখ্যা: ন্যানো (Nano) শব্দটি গ্রিক শব্দ 'Nanos' থেকে এসেছে যার অর্থ বামন। গাণিতিকভাবে ১ ন্যানোমিটার = $১০^{-৯}$ মিটার।

৪। ন্যানো টেকনোলজিতে কোন পদ্ধতিটি ব্যবহৃত হয়?

ক) টপ-ডাউন ও বটম-আপ
খ) এনালগ ও ডিজিটাল
গ) হাইব্রিড ও সুপার
ঘ) বায়ো ও কেমিক্যাল

সঠিক উত্তর: ক) টপ-ডাউন ও বটম-আপ

ব্যাখ্যা: ন্যানো প্রযুক্তিতে দুটি প্রধান পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়: ১. টপ-ডাউন (বড় জিনিসকে কেটে ছোট করা) এবং ২. বটম-আপ (ক্ষুদ্র অণু-পরমাণু জোড়া দিয়ে বড় করা)।

৫। আণবিক পর্যায়ে পদার্থকে পরিবর্তন ও নিয়ন্ত্রণ করার প্রযুক্তিকে কী বলে?

ক) বায়োইনফরমেটিক্স
খ) জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং
গ) ন্যানোটেকনোলজি
ঘ) ক্রায়োসার্জারি

সঠিক উত্তর: গ) ন্যানোটেকনোলজি

ব্যাখ্যা: ন্যানোটেকনোলজি হলো এমন এক প্রযুক্তি যেখানে আণবিক বা পারমাণবিক পর্যায়ে (১-১০০ ন্যানোমিটার) পদার্থের গঠন পরিবর্তন করে নতুন বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন বস্তু তৈরি করা হয়।

৬। খাদ্যদ্রব্যের মান ও স্বাদ অক্ষুণ্ণ রাখতে প্যাকেজিং-এ কোন প্রযুক্তি ব্যবহৃত হয়?

ক) বায়োমেট্রিক্স
খ) ন্যানোটেকনোলজি
গ) ভার্চুয়্যাল রিয়েলিটি
ঘ) আর্টিফিসিয়াল ইন্টেলিজেন্স

সঠিক উত্তর: খ) ন্যানোটেকনোলজি

ব্যাখ্যা: ন্যানো-পলিমার বা ন্যানো-সেন্সর ব্যবহার করে ফুড প্যাকেজিং তৈরি করা হয় যা বাতাস বা আর্দ্রতা ঢুকতে বাধা দেয় এবং খাবারের সতেজতা বজায় রাখে।

৭। কার্বন ন্যানোটিউব (CNT) এর বৈশিষ্ট্য কোনটি?

ক) এটি ইস্পাতের চেয়েও শক্তিশালী
খ) এটি বিদ্যু ও তাপ কুপরিবাহী
গ) এটি ওজনে অনেক ভারী
ঘ) এটি সহজে ভেঙে যায়

সঠিক উত্তর: ক) এটি ইস্পাতের চেয়েও শক্তিশালী

ব্যাখ্যা: কার্বন ন্যানোটিউব ইস্পাতের চেয়ে প্রায় ১০০ গুণ বেশি শক্তিশালী কিন্তু ওজনে ৬ গুণ হালকা। এটি বিদ্যুৎ ও তাপ সুপরিবাহী।

৮। ন্যানো পার্টিকেল ব্যবহার করে তৈরি সানস্ক্রিন কী কাজ করে?

ক) ত্বক ফর্সা করে
খ) অতিবেগুনি রশ্মি প্রতিরোধ করে
গ) মশা তাড়াতে সাহায্য করে
ঘ) শরীর ঠান্ডা রাখে

সঠিক উত্তর: খ) অতিবেগুনি রশ্মি প্রতিরোধ করে

ব্যাখ্যা: জিংক অক্সাইড বা টাইটানিয়াম ডাই-অক্সাইডের ন্যানো পার্টিকেল অতিবেগুনি রশ্মি (UV rays) শোষণ বা প্রতিফলন করে ত্বককে ক্যান্সার ও পোড়া থেকে রক্ষা করে।

৯। ন্যানো প্রযুক্তির অসুবিধা বা ঝুঁকি কোনটি?

ক) পণ্যের স্থায়িত্ব বৃদ্ধি
খ) ন্যানো দূষণ বা ন্যানো টক্সিসিটি
গ) উৎপাদন খরচ কম
ঘ) শক্তির অপচয় রোধ

সঠিক উত্তর: খ) ন্যানো দূষণ বা ন্যানো টক্সিসিটি

ব্যাখ্যা: ন্যানো পার্টিকেলগুলো অতি ক্ষুদ্র হওয়ায় তা শ্বাস-প্রশ্বাসের মাধ্যমে শরীরে প্রবেশ করে ফুসফুস বা কোষের ক্ষতি করতে পারে, যা ন্যানো দূষণ নামে পরিচিত।

১০। টেনিস বলের স্থায়িত্ব বাড়াতে কোন প্রযুক্তি ব্যবহৃত হয়?

ক) জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং
খ) ন্যানোটেকনোলজি
গ) বায়োমেট্রিক্স
ঘ) রোবোটিক্স

সঠিক উত্তর: খ) ন্যানোটেকনোলজি

ব্যাখ্যা: টেনিস বলের ভেতর বাতাসের চাপ ধরে রাখতে এবং বলটিকে দীর্ঘস্থায়ী করতে এর রাবারের সাথে ন্যানো-ক্লে (Nano-clay) কণা মিশিয়ে ন্যানো-কম্পোজিট তৈরি করা হয়।

১১। ন্যানোটেকনোলজির প্রয়োগ ক্ষেত্র হলো—
i. চিকিৎসাবিজ্ঞান
ii. ইলেকট্রনিক্স
iii. বস্ত্রশিল্প

নিচের কোনটি সঠিক?

ক) i ও ii
খ) i ও iii
গ) ii ও iii
ঘ) i, ii ও iii

সঠিক উত্তর: ঘ) i, ii ও iii

ব্যাখ্যা: ন্যানোটেকনোলজি চিকিৎসা (ড্রাগ ডেলিভারি), ইলেকট্রনিক্স (ক্ষুদ্র চিপ), বস্ত্রশিল্প (দাগমুক্ত কাপড়), জ্বালানি, মহাকাশ গবেষণা সব ক্ষেত্রেই ব্যবহৃত হচ্ছে।

১২। ন্যানো স্কেলে বস্তুর—
i. রাসায়নিক ধর্ম পরিবর্তিত হয়
ii. ভৌত ধর্ম একই থাকে
iii. যান্ত্রিক শক্তি বৃদ্ধি পায়

নিচের কোনটি সঠিক?

ক) i ও ii
খ) i ও iii
গ) ii ও iii
ঘ) i, ii ও iii

সঠিক উত্তর: খ) i ও iii

ব্যাখ্যা: ন্যানো স্কেলে বস্তুর পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল বেড়ে যায়, ফলে রাসায়নিক বিক্রিয়ার হার ও যান্ত্রিক শক্তি বৃদ্ধি পায়। ভৌত ধর্ম (যেমন- গলনাঙ্ক, রং) পরিবর্তিত হতে পারে।

১৩। বটম-আপ (Bottom-up) এপ্রোচে—
i. ক্ষুদ্র জিনিস জোড়া দিয়ে বড় জিনিস তৈরি করা হয়
ii. বড় জিনিস কেটে ছোট করা হয়
iii. আণবিক পর্যায়ে নিয়ন্ত্রণ থাকে

নিচের কোনটি সঠিক?

ক) i ও ii
খ) i ও iii
গ) ii ও iii
ঘ) i, ii ও iii

সঠিক উত্তর: খ) i ও iii

ব্যাখ্যা: বটম-আপ পদ্ধতিতে পরমাণু বা অণু স্তরে জোড়া লাগিয়ে ন্যানো কাঠামো তৈরি করা হয়। বড় জিনিস কেটে ছোট করা হলো টপ-ডাউন পদ্ধতি।

নিচের উদ্দীপকটি পড় এবং ১৪ ও ১৫ নং প্রশ্নের উত্তর দাও:
মি. রফিক একটি বিশেষ ধরনের গ্লাস বা কাচ উদ্ভাবন করলেন যাতে পানি পড়লে তা গড়িয়ে পড়ে যায় এবং কোনো দাগ থাকে না। তিনি জানালেন, টাইটানিয়াম ডাই-অক্সাইড ব্যবহার করে তিনি এটি তৈরি করেছেন।

১৪। উদ্দীপকে কোন প্রযুক্তির ব্যবহার করা হয়েছে?

ক) বায়োইনফরমেটিক্স
খ) ন্যানোটেকনোলজি
গ) জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং
ঘ) ভার্চুয়্যাল রিয়েলিটি

সঠিক উত্তর: খ) ন্যানোটেকনোলজি

ব্যাখ্যা: উদ্দীপকে 'সেলফ-ক্লিনিং গ্লাস' বা স্বয়ংক্রিয় পরিষ্কারকরণ কাচের কথা বলা হয়েছে, যা ন্যানোটেকনোলজির একটি প্রয়োগ।

১৫। উদ্দীপকের প্রযুক্তিটির ফলে—
i. গ্লাস পরিষ্কার করার খরচ কমবে
ii. পরিবেশ দূষণ কমবে
iii. গ্লাসের স্থায়িত্ব বাড়বে

নিচের কোনটি সঠিক?

ক) i ও ii
খ) i ও iii
গ) ii ও iii
ঘ) i, ii ও iii

সঠিক উত্তর: ঘ) i, ii ও iii

ব্যাখ্যা: এই গ্লাসে ময়লা জমে না তাই পরিষ্কার করার পানি ও ডিটারজেন্ট খরচ বাঁচে (পরিবেশবান্ধব)। ন্যানো-আবরণ গ্লাসকে স্ক্র্যাচ বা দাগ থেকে রক্ষা করে স্থায়িত্ব বাড়ায়।

নিচের উদ্দীপকটি পড় এবং ১৬ ও ১৭ নং প্রশ্নের উত্তর দাও:
ডা. হাসান তার রোগীর হার্টের ব্লকেজ দূর করার জন্য অস্ত্রোপচার না করে রক্তনালীর ভেতর দিয়ে অতি ক্ষুদ্র একটি রোবট প্রবেশ করিয়ে দিলেন।

১৬। উদ্দীপকে ব্যবহৃত যন্ত্রটিকে কী বলা হয়?

ক) ড্রোন
খ) ন্যানোবট
গ) আইসি
ঘ) প্রসেসর

সঠিক উত্তর: খ) ন্যানোবট

ব্যাখ্যা: ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহার করে তৈরি অতি ক্ষুদ্র রোবটকে ন্যানোবট বা ন্যানো-রোবট বলে যা চিকিৎসার কাজে ব্যবহৃত হয়।

১৭। উক্ত প্রযুক্তির সুবিধা হলো—
i. সুস্থ কোষের ক্ষতি হয় না
ii. নির্দিষ্ট স্থানে ওষুধ প্রয়োগ করা যায়
iii. পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া বেশি

নিচের কোনটি সঠিক?

ক) i ও ii
খ) i ও iii
গ) ii ও iii
ঘ) i, ii ও iii

সঠিক উত্তর: ক) i ও ii

ব্যাখ্যা: ন্যানোবটের মাধ্যমে 'টার্গেটেড ড্রাগ ডেলিভারি' সম্ভব, ফলে সুস্থ কোষের ক্ষতি হয় না এবং পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া কমে যায়।

১৮। কম্পিউটার প্রসেসরের গতি বাড়াতে কোনটি ব্যবহৃত হয়?

ক) সিলিকন চিপ
খ) ন্যানো চিপ বা ন্যানো ট্রানজিস্টর
গ) ভ্যাকুয়াম টিউব
ঘ) আইসি

সঠিক উত্তর: খ) ন্যানো চিপ বা ন্যানো ট্রানজিস্টর

ব্যাখ্যা: ন্যানোটেকনোলজি ব্যবহার করে তৈরি ন্যানো ট্রানজিস্টর বা চিপ আকারে ছোট কিন্তু গতিতে অনেক বেশি দ্রুত এবং কম বিদ্যুৎ খরচ করে।

১৯। পানি বিশুদ্ধকরণে ন্যানোটেকনোলজির ভূমিকা কী?

ক) পানির স্বাদ বৃদ্ধি করা
খ) আর্সেনিক ও ভারী ধাতু দূর করা
গ) পানির পরিমাণ বৃদ্ধি করা
ঘ) পানিকে বরফে পরিণত করা

সঠিক উত্তর: খ) আর্সেনিক ও ভারী ধাতু দূর করা

ব্যাখ্যা: ন্যানো-ফিল্টার বা ন্যানো-মেমব্রেন ব্যবহার করে পানি থেকে আর্সেনিক, ব্যাকটেরিয়া এবং অন্যান্য ভারী ধাতব কণা খুব সহজেই দূর করা যায়।

২০। 'মলিকুলার ম্যানুফ্যাকচারিং' (Molecular Manufacturing) কোনটির সাথে সম্পর্কিত?

ক) মহাকাশ গবেষণা
খ) ন্যানোটেকনোলজি
গ) রোবোটিক্স
ঘ) জেনেটিক্স

সঠিক উত্তর: খ) ন্যানোটেকনোলজি

ব্যাখ্যা: অণু বা পরমাণু স্তরে একটির পর একটি অণু সাজিয়ে কোনো বস্তু তৈরি করার পদ্ধতিই হলো মলিকুলার ম্যানুফ্যাকচারিং, যা ন্যানোটেকনোলজির অংশ।

২১। ন্যানো ফাইবার বা ন্যানো সুতা কোথায় ব্যবহৃত হয়?

ক) চিকিৎসা সেলাই ও ড্রেসিং-এ
খ) রাস্তা তৈরিতে
গ) খাবার তৈরিতে
ঘ) বই বাঁধাই করতে

সঠিক উত্তর: ক) চিকিৎসা সেলাই ও ড্রেসিং-এ

ব্যাখ্যা: ন্যানো ফাইবার দিয়ে তৈরি সার্জিক্যাল সুতা বা ড্রেসিং মেটেরিয়াল ক্ষত দ্রুত সারাতে সাহায্য করে এবং সংক্রমণ রোধ করে।

২২। কৃত্রিম পেশি (Artificial Muscle) তৈরিতে কোনটি ব্যবহৃত হয়?

ক) প্লাস্টিক
খ) কার্বন ন্যানোটিউব
গ) লোহা
ঘ) সিলিকন

সঠিক উত্তর: খ) কার্বন ন্যানোটিউব

ব্যাখ্যা: কার্বন ন্যানোটিউব সংকুচিত ও প্রসারিত হওয়ার ক্ষমতার কারণে এটি দিয়ে কৃত্রিম পেশি তৈরি করা সম্ভব যা মানুষের পেশির চেয়েও শক্তিশালী।

২৩। ন্যানোটেকনোলজির মাধ্যমে তৈরি ব্যাটারির সুবিধা কী?

ক) আকার বড় হয়
খ) চার্জ হতে সময় বেশি লাগে
গ) দীর্ঘস্থায়ী ও দ্রুত চার্জ হয়
ঘ) ওজন বেশি হয়

সঠিক উত্তর: গ) দীর্ঘস্থায়ী ও দ্রুত চার্জ হয়

ব্যাখ্যা: ন্যানো ম্যাটেরিয়াল দিয়ে তৈরি ব্যাটারি বা সুপার ক্যাপাসিটর সাধারণ ব্যাটারির চেয়ে অনেক গুণ বেশি চার্জ ধরে রাখতে পারে এবং খুব দ্রুত চার্জ হয়।

২৪। নিচের কোনটি ন্যানো স্কেলের পরিমাপ?

ক) ১ - ১০০ মি.মি.
খ) ১ - ১০০ সে.মি.
গ) ১ - ১০০ ন্যানোমিটার
ঘ) ১ - ১০০ মাইক্রোমিটার

সঠিক উত্তর: গ) ১ - ১০০ ন্যানোমিটার

ব্যাখ্যা: ন্যানোটেকনোলজির কার্যপরিধি বা স্কেল হলো ১ থেকে ১০০ ন্যানোমিটার।

২৫। ন্যানোটেকনোলজি শব্দটি কে প্রথম ব্যবহার করেন?

ক) রিচার্ড ফাইনম্যান
খ) এরিক ড্রেক্সলার
গ) চার্লস ডারউইন
ঘ) বিল গেটস

সঠিক উত্তর: খ) এরিক ড্রেক্সলার

ব্যাখ্যা: রিচার্ড ফাইনম্যান ধারণা দিলেও 'ন্যানোটেকনোলজি' শব্দটি প্রথম ব্যবহার করেন বা জনপ্রিয় করেন অধ্যাপক এরিক ড্রেক্সলার (Eric Drexler) তার 'Engines of Creation' বইয়ে।