বিস্ময়কর উপাদান এরোজেল

১৯৩১ সালে আমেরিকান বিজ্ঞানী এবং কেমিক্যাল ইঞ্জিনিয়ার Professor Samuel Kistler তার সহযোগী Charles Learned এর সাথে খুবই ছোট্ট একটা বাজি ধরে ফেলেন। বাজিটি ছিল, প্রফেসরকে যেকোনো জেলি থেকে সব liquid বের করে নিতে হবে Solid Structure এর কোনো পরিবর্তন ছাড়া।
ব্যাপারটা শুনতে খুব সহজ মনে হলেও তত সোজা ছিল না। কারন liquid বের করে নেয়ার সাথে সাথেই solid structure shrinkage দেখা দিচ্ছিলো।
কিন্তু Professor দমে যাবার পাত্র নন। তিনি ঠিক করলেন জেলির মধ্যে থাকা liquid কে সরাবেন না। বরং এটিকে Critical temperature এ heat করে Super critical fluid তৈরি করবেন। বলে রাখা ভালো, supercritical fluid হচ্ছে এমন একটি অবস্থা যেখানে fluid এর phase liquid এবং gaseous এই দু'টোর মাঝামাঝি থাকে(ঠিক Critical point এ পদার্থের তিন অবস্থার সংমিশ্রণের মত)।
কিন্তু জেলির ভিতরে থাকা liquid কে তো আর চাইলেই super critical condition এ নেয়া সম্ভব না। তাই প্রফেসর ঠিক করলেন প্রথমে জেলির ভেতরে থাকা liquid কে replace করবেন অন্য আরেকটি liquid দ্বারা। এরপর সেই জেলিকে Autoclave এর সাহায্যে critical temperature and pressure এ heat করে তার মধ্যে থাকা liquid কে supercritical condition এ নিয়ে আসবেন। যেই ভাবা, সেই কাজ। প্রফেসর জেলির solid structure এর কোনো প্রকার deformation ছাড়াই তৈরি করলেন এমন হালকা একটি পদার্থ যেটি কিনা 99.8% air. আর এই পদার্থটিই Aerogel নামে পরিচিত।

Aerogel এর সুবিধা কিন্তু নেহাত কম না। এত lightweight Material এখনো পর্যন্ত আর একটাও নেই। শুধু lightweight নয়, এর Thermal conductivity এতটাই কম যে, একটা আধা ইঞ্চি পুরুত্বের Aerogel এর স্যুট পরিয়ে আপনাকে আগুনে ফেলে দিলেও দিব্যি ৪-৫ মিনিট কোনো উত্তাপ পাবেন না। এজন্যই তো NASA তাদের space rover গুলোতে insulating material হিসেবে শুধুমাত্র Aerogel এর উপরই ভরসা করে। Curiosity rover এর কথা নিশ্চয়ই মনে আছে? সেটিও Mars এর হিমশীতল পরিবেশে নিজের Electronics কে ঠান্ডা হওয়া থেকে রক্ষা করছে শুধুমাত্র Aerogel এর সাহায্যেই। NASA এর Stardust capturing mission এ Aerogel ব্যবহার করেই comet থেকে particle capture করা সম্ভব হয়েছে। তাছাড়া এটি খুবই ভালো Acoustic insulator.

এত এত সুবিধার পরও কিছু অসুবিধা থেকেই যায়। Aerogel এর ঘনত্ব খুব কম হওয়ার দরুন এটি খুবই দূর্বল। খুবই কম পরিমাণ বল প্রয়োগ করে এটিকে ভেঙে ফেলা সম্ভব। এর Brittleness খুব বেশি। তাই loading এর ক্ষেত্রে এটি ব্যবহার করা সম্ভব নয় এখনো। আশার কথা হলো Aerogel এর মধ্যে পলিমার ব্যবহার করে এর ductility বাড়ানো সম্ভব হয়েছে। যেটি Airloy নামে পরিচিত(এটি নিয়ে পরে একসময় বিস্তারিত আলোচনা করব)। তাছাড়া এটি খুবই ভাল Thermal Insulator হওয়া সত্ত্বেও Radiation heat transfer থামাতে সক্ষম নয়(কারন এর মধ্যে দিয়ে Infrared রশ্মি সহজেই অতিক্রম করতে পারে)। এর উৎপাদন খরচ অত্যন্ত বেশি হওয়ার বাণিজ্যিকভাবে Aerogel খুব একটা উৎপাদন করা হয় না।

তবে আশা করতে তো আর দোষ নেই। তাই NASA এর Jet Propulsion Laboratory এর বিজ্ঞানী Dr. Steven Jones বিশ্বাস করেন হয়ত সুদূর ভবিষ্যতে মানুষ যখন Antarctica তে আকাশচুম্বী ভবন নির্মান করবে, তখন ১০-১২ ফিটের fiberglass insulation ব্যবহার না করে ৫ ইঞ্চি Aerogel insulation ব্যবহার করবে।

-সাইফ হাসান সিফাত
ডিপার্টমেন্ট অব মেটেরিয়ালস সাইন্স এন্ড ইঞ্জিনিয়ারিং, RUET