জেল এবং শ্যাম্পুগুলি কীভাবে চলে: RRI এটিকে কার্যকর দেখতে একটি ডিভাইস তৈরি করে৷

রামন রিসার্চ ইনস্টিটিউটের (RRI) গবেষকরা একটি নতুন ডিভাইস তৈরি করেছেন যা প্রকাশ করে যে জেল, শ্যাম্পু এবং শিল্প সমাধানের মতো প্রতিদিনের তরলগুলি গভীরভাবে কীভাবে আচরণ করে, এটি একটি অগ্রগতি যা শিল্প জুড়ে নিষ্কাশন এবং উত্পাদন প্রক্রিয়া উন্নত করতে সহায়তা করতে পারে।

এই তরলগুলি একটি একক চলমান বস্তুর প্রতিও কীভাবে প্রতিক্রিয়া দেখায় তা দেখিয়ে, পদ্ধতিটি কোম্পানিগুলিকে এমন উপকরণ ডিজাইন করার একটি পরিষ্কার উপায় দেয় যা ভাল প্রবাহিত হয়, কম শক্তি অপচয় করে এবং আরও অনুমানযোগ্যভাবে কাজ করে।

কেন এই যুগান্তকারী ব্যাপার?

দলটি ব্যাখ্যা করেছে, এটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ অনেক বাস্তব-বিশ্বের পণ্য এবং শিল্প রাসায়নিক পদার্থ, তেল-পুনরুদ্ধার তরল থেকে কসমেটিক জেল পর্যন্ত, এমন একটি গ্রুপের অন্তর্গত যা নন-নিউটনিয়ান তরল হিসাবে পরিচিত এবং জল বা রান্নার তেলের বিপরীতে, এই উপকরণগুলি বস্তুগুলিকে তাদের মাধ্যমে মসৃণভাবে পিছলে যেতে দেয় না। আন্দোলনের প্রতিক্রিয়ায় তাদের অভ্যন্তরীণ কাঠামো পুনরায় সাজাতে থাকে। এই লুকানো পুশ-এন্ড-পুল কীভাবে ভূগর্ভস্থ কূপ থেকে তেল পাম্প করা হয়, কীভাবে একটি শ্যাম্পু হাতে ছড়িয়ে পড়ে এবং জেলগুলি কীভাবে ত্বকে অনুভব করে এবং বসতি স্থাপন করে তা প্রভাবিত করে। এখন অবধি, বিজ্ঞানীদের কাছে এই পরিবর্তনগুলি যেমন ঘটেছিল তা দেখার জন্য একটি নির্ভরযোগ্য উপায় ছিল না।

নতুন ডিভাইস এটি পরিবর্তন করে। গবেষকরা একটি রিওমিটারের ভিতরে একটি কাস্টমাইজড সেট-আপ তৈরি করেছেন, একটি সাধারণ মেশিন যা পদার্থগুলি কীভাবে প্রবাহিত হয় তা অধ্যয়ন করতে ব্যবহৃত হয়, দুটি সিলিন্ডারের মধ্যে তরল ধরে রেখে এবং এর মধ্য দিয়ে একটি সূঁচের মতো প্রোব সরিয়ে নিয়ে। এটি তাদেরকে ইন-সিটু অপটিক্যাল ইমেজিং ব্যবহার করে রিয়েল টাইমে মাইক্রোস্কোপিক পরিবর্তনগুলি দেখার সময় প্রোবের উপর প্রয়োগ করা তরলটির সঠিক শক্তি পরিমাপ করার অনুমতি দেয়।

বল পরিমাপ এবং লাইভ ভিজ্যুয়ালাইজেশনের এই সংমিশ্রণটি আকর্ষণীয় আচরণ এনেছে। কম প্রোবের গতিতে, তরলটি প্রায় জলের মতো কাজ করত – বলটি সময়ের সাথে স্থির থাকে। কিন্তু একটি নির্দিষ্ট বেগ অতিক্রম করে, বলটি হঠাৎ করে বারবার উঠতে শুরু করে এবং একটি ঝাঁকুনিযুক্ত “সাউটুথ” প্যাটার্ন তৈরি করে। বিজ্ঞানীরা যাকে “বিশৃঙ্খল গতি” বলে তা তার একটি স্পষ্ট চিহ্ন ছিল, যেখানে তরলটি প্রতিরোধ গড়ে তুলতে থাকে এবং তারপরে হঠাৎ করে তা ছেড়ে দেয়।

হাই-স্পিড ইমেজিং দেখায় যে এটি কী হয়েছে। প্রোবটি এগিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে তরলটি একটি লেজের মতো কাঠামোতে প্রসারিত হয়েছিল যা “জাগরণ” নামে পরিচিত। এই জেগে ওঠা আরও দীর্ঘ এবং শক্ত হয়ে ওঠে যতক্ষণ না এটি হঠাৎ বন্ধ হয়ে যায়, ঠিক যেমন একটি ইলাস্টিক ব্যান্ডকে প্রসারিত করা যতক্ষণ না এটি আলগা হয়ে যায় যার ফলে হঠাৎ শক্তি কমে যায়। প্রতিটি স্ন্যাপ পরে, তরল নিজেকে সংস্কার করে, এবং চক্র আবার সব শুরু.

“কাস্টম-বিল্ট সেট-আপের নকশা জটিল উপাদানের ব্যবহার, পরিমাপ এবং প্রকাশ করার জন্য অনুসন্ধান গতির পরিপ্রেক্ষিতে অনেক দিক অন্বেষণ করার নমনীয়তা এবং স্বাধীনতা প্রদান করে,” বলেছেন অভিষেক ঘদাই, RRI-এর পিএইচডি স্কলার এবং গবেষণার প্রধান লেখক।

গবেষণা দেখায় যে এই আচরণটি ঐতিহ্যগত বাল্ক পরিমাপ ব্যবহার করে ক্যাপচার করা যায় না, যা তরলকে একটি অভিন্ন সমগ্র হিসাবে বিবেচনা করে। পরিবর্তে, অনুসন্ধানগুলি হাইলাইট করে যে কীভাবে স্থানীয় কাঠামো – তরলের ভিতরে ক্ষুদ্র, ক্রমাগত পরিবর্তিত ক্লাস্টারগুলি প্রকৃতপক্ষে কোনও বস্তু কীভাবে এটির মধ্য দিয়ে চলে তা নিয়ন্ত্রণ করে।

“আমাদের গবেষণায় অ্যাপ্লিকেশন এবং মৌলিক বৈজ্ঞানিক স্বার্থগুলির জন্য জটিল উপকরণগুলি বোঝার জন্য বিভিন্ন দৈর্ঘ্যের স্কেলে উপকরণের মেকানিক্স তদন্তের গুরুত্ব তুলে ধরা হয়েছে,” বলেছেন প্রফেসর সায়ন্তন মজুমদার, RRI-এর ফ্যাকাল্টি সদস্য, যিনি এই প্রকল্পের নেতৃত্ব দিয়েছেন৷

কিভাবে শিল্প উপকৃত হতে পারে

এই পদ্ধতিটি, দলটি বলেছে, শিল্পগুলিকে আরও দক্ষতার সাথে উপকরণগুলিকে সূক্ষ্ম সুর করতে সাহায্য করতে পারে, এটি তেল খাতে ড্রিলিং রাসায়নিকের প্রবাহকে উন্নত করে বা প্রসাধনী পণ্য তৈরি করে যা আরও ধারাবাহিকভাবে ছড়িয়ে পড়ে। যখন শিল্পগুলি সঠিকভাবে জানে যে কীভাবে একটি তরল ঘন হয়, পাতলা হয় বা আন্দোলনকে প্রতিরোধ করে, তখন তারা তাদের মেশিনগুলিকে আরও ভালভাবে পরিচালনা করতে পারে যার ফলে মসৃণ উত্পাদন এবং পণ্যগুলি যা গ্রাহকদের জন্য আরও ধারাবাহিকভাবে আচরণ করে, গবেষকরা বলেছেন।