পেন্সিলের ধোঁয়ায় আবিষ্কৃত, গ্রাফিন কি নতুন সুপার উপাদান হতে পারে যা বাইক শিল্পকে রূপান্তরিত করে?
এর মুখে, গ্রাফিন একটি সাধারণ উপাদান। এটি কার্বন পরমাণুর একক স্তর 0.3 ন্যানোমিটার পুরু – এই পত্রিকার কাগজের চেয়ে এক মিলিয়ন গুণ পাতলা। তবুও এটি স্টিলের চেয়ে 150 গুণ বেশি শক্তিশালী এবং 20% বেশি স্থিতিস্থাপক। এটি প্রতি সেকেন্ডে এক মিলিয়ন মিটার গতিতে তামা বা সোনার চেয়ে ভাল বিদ্যুৎ সঞ্চালন করে। এটি দ্রুত তাপ নির্গত করে। এটি স্বচ্ছ এবং সম্পূর্ণরূপে অভেদ্য, এবং 21 শতকে এটির একই প্রভাব থাকা উচিত যেটি কার্বন ফাইবার 20 তম এবং ইস্পাত 19 তম শতাব্দীতে করেছিল৷ আশ্চর্যের কিছু নেই যে ম্যানচেস্টার ইউনিভার্সিটির দুই পদার্থ বিজ্ঞানী যারা 2003 সালে এটি আবিষ্কার করেছিলেন, আন্দ্রে গেইম এবং কনস্ট্যান্টিন নভোসেলভ, দ্রুত নোবেল পুরস্কার এবং নাইটহুডের জন্য ট্র্যাক করেছিলেন।কিন্তু বাইকের সাথে এর কি সম্পর্ক?
গ্রাফিনের প্রাথমিক গ্রহণকারী
গ্রাফিন ধারণকারী প্রথম সাইক্লিং পণ্য বাজারে আসতে শুরু করেছে৷ Vittoria তার সর্বশেষ কার্বন Qurano rims এ গ্রাফিন ব্যবহার করে (p20 দেখুন) এবং Catlikeও এটিকে তার রেঞ্জ-টপিং মিক্সিনো হেলমেটে ব্যবহার করে। Craddock Cycles-এর কাস্টম কার্বন ফ্রেমবিল্ডার রিচার্ড ক্র্যাডক বলেছেন, 'এই মুহূর্তে গ্রাফিন নিয়ে অনেক উত্তেজনা আছে, কিন্তু এগুলো শুধুমাত্র প্রথম অভিযান। প্রতিটি নতুন উপাদানের মতো, এর সম্পূর্ণ সম্ভাবনা এখনও জানা যায়নি তবে এটি সম্ভবত সর্বাধিক সুবিধা কার্বনের বিকল্প হিসাবে নয় বরং একটি বর্ধন হিসাবে। এটি প্রমাণিত হলে আমি এটি ব্যবহার করব।'
ম্যানচেস্টার ইউনিভার্সিটির ন্যাশনাল গ্রাফিন ইনস্টিটিউটের গবেষণা সহযোগী পল ওয়াইপার বলেছেন, 'গ্রাফিন একটি যৌগের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করতে পারে, কারণ এটি ইপোক্সি রজন ম্যাট্রিক্সে যোগ করার সময় স্ট্রেন ভাগ করে নিতে পারে এবং এটিকে আরও শক্ত করে তুলতে পারে৷ যদিও আপনাকে ভারসাম্য ঠিক রাখতে হবে। প্রচুর গ্রাফিন, ম্যাট্রিক্সের 10 বা 20% বলুন, এটিকে সত্যিই শক্ত করে তুলবে তবে এটি ভঙ্গুরও হবে।’
তার সহকর্মীরা বর্তমানে মহাকাশের জন্য যৌগিক ফ্রেমে গ্রাফিনের ব্যবহার নিখুঁত করছে এবং স্প্যানিশ গাড়ি প্রস্তুতকারক স্পেনিয়া ইতিমধ্যেই এটিকে তার GTA সুপারকার চ্যাসিসে অন্তর্ভুক্ত করেছে। তাই সাইকেল ফ্রেম পরবর্তী হতে পারে? 'বাইকের ফ্রেমে কেন এটি ব্যবহার করা যাবে না তার কোনও কারণ নেই এবং আমি নিশ্চিত যে কেউ ইতিমধ্যে সেগুলিতে কাজ করছে,' ওয়াইপার ভবিষ্যদ্বাণী করেছেন। ভিট্টোরিয়ার গ্রাফিনে এমন বিশ্বাস আছে, যেখানে মুখ আছে সেখানেই টাকা রেখে দেয়। ভিট্টোরিয়ার প্রেসিডেন্ট রুডি ক্যাম্পেন বলেছেন, ‘আমি পাঁচ বছর আগে ইউরোপের প্রথম গ্রাফিন কারখানাগুলির মধ্যে একটি ডিরেক্টা প্লাসের প্রতিষ্ঠাতার সাথে ডিনার করেছি এবং আমি আমাদের পণ্যগুলিতে গ্রাফিন ব্যবহারের ধারণা নিয়ে এসেছি। 'তারপর আমরা তাদের মধ্যে বিনিয়োগ করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি, কাটতি প্রান্তে থাকতে।'
ভিটোরিয়া দাবি করেছেন নতুন কোরানো কার্বন চাকায় গ্রাফিন ব্যবহার করে এটি স্পোক-হোলের শক্তি এবং রিমের পার্শ্বীয় শক্ততা 30% পর্যন্ত বাড়িয়েছে। কিন্তু সর্বোপরি, ক্যাম্পেন উত্সাহ দেয়, 'গ্রাফিনের উন্নত তাপ অপচয় রিমের [ব্রেকিংয়ের অধীনে] জমা হওয়া তাপমাত্রাকে কমিয়ে দেয়, এটিকে প্রান্তিকের নীচে রাখে যেখানে কার্বন ফাইবার বিচ্ছিন্ন হতে শুরু করবে।’
কার্বনে গ্রাফিন যোগ করা আপনার কফিতে চিনি যোগ করার মতো সহজ নয়। ডাইরেক্টা প্লাস ভিটোরিয়াকে গ্রাফিন সরবরাহ করে 'ন্যানো-প্ল্যাটলেট' হিসাবে, যা মাত্র তিন থেকে সাতটি পরমাণু পুরু। ক্যাম্পেন বলেছেন, 'প্রিপ্রেগ কার্বন শীটের জন্য ইপোক্সি রেজিনের মাস্টার ব্যাচে গ্রাফিনের প্রায় নিখুঁত বিচ্ছুরণ অর্জন করা ছিল বড় চ্যালেঞ্জ।'
অনুপ্রেরণার টুকরো
‘লোকেরা কয়েক দশক ধরে অনুমান করেছিল যে গ্রাফাইট, কয়লা এবং হীরার মতো কার্বন পদার্থের অ্যালোট্রপগুলির মধ্যে গ্রাফিনের অস্তিত্ব রয়েছে, কিন্তু কেউই জানত না যে এটিকে কীভাবে একক দ্বি-মাত্রিক স্তর হিসাবে তৈরি করা যায়,’ ওয়াইপার বলেছেন। অনুপ্রাণিত মুহুর্তে, গেইম এবং নভোসেলভ স্ফটিক গ্রাফাইটের ধোঁয়া দিয়ে শুরু করেছিলেন - কার্যকরভাবে একটি পেন্সিল চিহ্ন - যা গ্রাফিনের একাধিক, স্তুপীকৃত স্তর দিয়ে গঠিত এবং আঠালো টেপ ব্যবহার করে তারা গ্রাফাইটের কিছু অংশ ছিনিয়ে নিয়েছিল।কৌতূহলী হওয়ার কারণে, তারা এটি বারবার করেছে, শেষ পর্যন্ত তারা একটি একক স্তর - বিশুদ্ধ গ্রাফিন বিচ্ছিন্ন করা পর্যন্ত। তারপর তারা এটি পরীক্ষা করে।
‘সাধারণত যখন আপনি উপাদানগুলিকে আরও পাতলা এবং পাতলা করে তোলেন, তখন তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি খারাপ হয়ে যায়,’ নিজেই বলেছেন গেইম। 'কিন্তু গ্রাফিনের সাহায্যে আমরা দেখতে পেলাম যে জিনিসগুলি আরও ভাল হয়েছে৷'
বিশ্বব্যাপী ল্যাবগুলি এখন বিভিন্ন উপায়ে গ্রাফিন তৈরি করে, বিভিন্ন বিশুদ্ধতা, বিভিন্ন নমুনার আকার এবং ব্যাচ পরিমাণে। উদাহরণস্বরূপ, ক্যাটলাইক বলে যে এটি তার মিক্সিনো হেলমেটের শক্তি বজায় রাখতে ন্যানো-ফাইবার ব্যবহার করে, যা এখন আগের মডেলের তুলনায় 10 গ্রাম হালকা। অন্যরা ন্যানো-ফিতা আকারে এটি ব্যবহার করছে এবং স্যামসাং এবং সনি অবিচ্ছিন্ন শীট তৈরির উপায় উদ্ভাবন করেছে বলে দাবি করেছে। যা সম্ভবত আশ্চর্যজনক, যদিও, এটি অত্যধিক ব্যয়বহুল নয়। আপনি 150 পাউন্ডের কম দামে এক কিলো ন্যানো-প্লেটলেট কিনতে পারেন। যেহেতু উপাদানটির আরও সংস্করণ তৈরি করা হয়েছে, এটি নিশ্চিত যে বিপণন উপাদানে 'গ্রাফিন' শব্দের ব্যবহার ভোক্তাদের জন্য বিভ্রান্তি তৈরি করবে। 'গ্রাফিন-বর্ধিত' বলে দাবি করে এমন একটি পণ্যে সত্যিই সাব-অণুবীক্ষণিক উপাদান রয়েছে কিনা বা এটি কোনও ভাল কাজ করছে কিনা তা নিশ্চিত করা কঠিন হবে।এটি এমন একটি ফাঁকা পথ যা অসাধুরা কাজে লাগাতে পারে৷
‘একটি ল্যাব উপাদানটি পরীক্ষা করে দেখতে পারে যে এটি দাবি করা অনুসারে কাজ করে কিনা, তবে গ্রাফিন উপস্থিত আছে কিনা তা নিশ্চিত করার জন্য আপনাকে একটি রাসায়নিক পরীক্ষা করতে হবে,’ ওয়াইপার বলেছেন। এবং যেহেতু গ্রাফিন বেশিরভাগ ধরনের কার্বন, এমনকি কয়লা ধুলোর মধ্যে বিদ্যমান, এটি ট্রেডস বর্ণনা আইন নরক হতে পারে। কিন্তু ডান হাতে, সাইক্লিং শিল্পের জন্য এর প্রতিশ্রুতি বিশাল। গ্রাফিনের সম্ভাব্য ব্যবহারগুলির মধ্যে রয়েছে রিম, চেইনরিং এবং স্পোকের মতো উন্মুক্ত অংশগুলিতে ক্ষয় রোধ করা বা, যদি কার্বন উপাদানগুলিতে এম্বেড করা থাকে তবে গ্রাফিন ন্যানো-ফাইবারগুলি বিদ্যুৎ পরিচালনা করতে পারে বা এমনকি ডেটা স্থানান্তর করতে পারে। এটি ইলেকট্রনিক স্থানান্তর এবং বাইক কম্পিউটারের জন্য ক্যাবলিং হ্রাস করবে। বিকল্পভাবে এটি কার্বন হাব, ক্র্যাঙ্ক, প্যাডেল, চেইনরিং বা জুতার তলগুলিতে স্ট্রেন গেজ তৈরি করতে পারে, যেখানে এর ন্যানো-ফাইবার জটিলতা কমিয়ে দেবে এবং সম্ভাব্য বিদ্যুতের মিটারের দাম কমিয়ে দেবে।
ন্যানো-হীরে ইতিমধ্যেই সুপার-লুব্রিকেন্ট তৈরির জন্য গ্রাফিনের সাথে প্রলেপ দেওয়া হয়েছে, যা বিয়ারিং থেকে প্রায় সমস্ত ঘর্ষণ দূর করতে পারে এবং সুপার-উজ্জ্বল, গ্রাফিন-বর্ধিত এলইডি পরের বছরের মধ্যেই প্রতিশ্রুতি দেওয়া হয়েছে।একটি গ্রাফিন সুপারক্যাপাসিটর সম্ভাব্য যেকোনো বিদ্যমান ব্যাটারির চেয়ে বেশি শক্তি সঞ্চয় করতে পারে, তাই যথেষ্ট পরিমাণে হালকা ইলেকট্রনিক স্থানান্তরকারী উপাদানগুলিও সম্ভব হবে। আরও কী, পলিপ্রোপিলিন ফাইবারগুলিতে গ্রাফিন ইলেক্ট্রোড এম্বেড করার ট্রায়ালগুলিও চলছে, তাই পোশাকের পোশাকগুলিতে ভবিষ্যতে অন্তর্ভুক্তির কিছু সম্ভাবনাও রয়েছে। এই পর্যায়ে এটি অনুমানমূলক কিন্তু এমন একটি সময় থাকতে পারে যখন আপনার জার্সি এবং শর্টস স্মার্ট হয়ে ওঠে, আপনার হৃদস্পন্দন, রক্তচাপ, তাপমাত্রা, ঘামের হার এবং এমনকি পৃথক পেশীগুলির কার্যকলাপকে অনুধাবন করে। এটা সত্যিই মনে হচ্ছে এর ব্যবহার এবং সুবিধার কিছু সীমা আছে।
'গ্রাফিন স্পষ্টতই এত নতুন যে এর অ্যাপ্লিকেশনগুলি কেবলমাত্র অধ্যয়ন করা শুরু হয়েছে,' ক্যাম্পেন বলেছেন। বিদ্যমান পণ্যগুলির নতুন নতুন উন্নতি বা নতুন অ্যাপ্লিকেশন এবং পরিমার্জন নিয়ে আসতে অনেক বছর ধরে মৌলিক এবং প্রয়োগকৃত অধ্যয়ন লাগবে। যাত্রা মাত্র শুরু।’
