মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জির লরেন্স বার্কলে ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি (বার্কলে ল্যাব) পরিচালিত একটি গবেষণা দল অ্যাক্টিনাইড রসায়নের ক্ষেত্রে যুগান্তকারী একটি আবিষ্কার করেছে। বিজ্ঞানীরা “বার্কেলোসিন” নামে একটি নতুন অর্গানোমেটালিক অণু চিহ্নিত করেছেন, যা ভারী মৌল বার্কেলিয়াম (Bk) ধারণকারী প্রথম পরিচিত অণু। বার্কেলিয়াম একটি দুর্লভ ও অত্যন্ত তেজস্ক্রিয় কৃত্রিম মৌল। এই আবিষ্কারটি পর্যায় সারণিতে বার্কেলিয়াম ও অনুরূপ মৌলগুলোর আচরণ সম্পর্কে নতুন অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করবে।
অর্গানোমেটালিক অণুগুলোর মূল বৈশিষ্ট্য হলো—এগুলোতে একটি ধাতব আয়ন কার্বন-ভিত্তিক কাঠামো দ্বারা পরিবেষ্টিত থাকে। প্রাথমিক অ্যাক্টিনাইড যেমন ইউরেনিয়াম (পারমাণবিক সংখ্যা ৯২)-এর ক্ষেত্রে এ ধরনের অণু সাধারণত দেখা যায়। কিন্তু পরবর্তী অ্যাক্টিনাইড যেমন বার্কেলিয়াম (পারমাণবিক সংখ্যা ৯৭)-এর জন্য এ ধরনের গঠন খুবই বিরল। বার্কেলোসিন আবিষ্কারটি প্রথমবারের মতো বার্কেলিয়াম ও কার্বনের মধ্যে রাসায়নিক বন্ধনের প্রত্যক্ষ প্রমাণ প্রদান করেছে।
বার্কলে ল্যাবের কেমিক্যাল সায়েন্সেস বিভাগের বিজ্ঞানী ও গবেষণার অন্যতম প্রধান লেখক স্টেফান মিনাসিয়ান বলেন, “এই প্রথমবারের মতো বার্কেলিয়াম ও কার্বনের মধ্যে রাসায়নিক বন্ধনের গঠনের প্রমাণ পাওয়া গেছে। এই আবিষ্কারটি বার্কেলিয়াম ও অন্যান্য অ্যাক্টিনাইডের পর্যায় সারণির অন্যান্য মৌলগুলোর আচরণ সম্পর্কে নতুন বোঝাপড়া প্রদান করে।”
বার্কেলিয়াম প্রথমবার আবিষ্কৃত হয়েছিল ১৯৪৯ সালে, যখন পরমাণু বিজ্ঞানী গ্লেন সিবোর্গ বার্কলে ল্যাবের গবেষণায় এটি শনাক্ত করেন। এটি অত্যন্ত তেজস্ক্রিয় এবং বিশ্বব্যাপী খুবই সীমিত পরিমাণে উৎপাদিত হয়। বার্কেলিয়ামের গবেষণা করা অত্যন্ত চ্যালেঞ্জিং কারণ এটি দুর্লভ এবং অতিরিক্ত রিঅ্যাক্টিভ। তদুপরি, বার্কেলোসিনের মতো অর্গানোমেটালিক অণুগুলো অত্যন্ত সংবেদনশীল এবং বাতাসের সংস্পর্শে সহজেই অক্সিডাইজড হয়ে বিপজ্জনক হয়ে উঠতে পারে, এমনকি আগুনও ধরে যেতে পারে। এজন্য বিশেষায়িত পরীক্ষাগারের প্রয়োজন হয়।
ক্রেডিট: Stefan Minasian/Berkeley Lab
এই চ্যালেঞ্জগুলো মোকাবিলা করতে গবেষণা দলের সদস্যরা বিশেষ কৌশল উদ্ভাবন করেছেন। দলটির নেতৃত্বে ছিলেন স্টেফান মিনাসিয়ান, ইউসি বার্কলের অধ্যাপক ও বার্কলে ল্যাবের কেমিক্যাল সায়েন্সেস বিভাগের পরিচালক পলি আর্নল্ড এবং ইউসি বার্কলের সহযোগী অধ্যাপক রেবেকা অ্যাবারগেল। তারা অত্যন্ত সংরক্ষিত পরিবেশে মাত্র ০.৩ মিলিগ্রাম বার্কেলিয়াম-২৪৯ ব্যবহার করে বার্কেলোসিন সংশ্লেষণ করতে সক্ষম হন। এই বিশেষ আইসোটোপটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জির আইসোটোপ প্রোগ্রাম থেকে সরবরাহ করা হয়েছিল।
গবেষকরা সিঙ্গেল-ক্রিস্টাল এক্স-রে ডিফ্রাকশন ব্যবহার করে বার্কেলোসিনের গঠন বিশ্লেষণ করেন। ফলাফলে দেখা যায় যে এটি একটি সুসামঞ্জস্যপূর্ণ আণবিক বিন্যাস গঠন করে, যেখানে বার্কেলিয়াম পরমাণুটি দুটি আট-সদস্যবিশিষ্ট কার্বন রিংয়ের মাঝে স্যান্ডউইচের মতো অবস্থান করছে। এই গঠনটি ১৯৬০-এর দশকের শেষের দিকে ইউসি বার্কলে প্রথম আবিষ্কৃত “ইউরানোসিন” নামক ইউরেনিয়াম যৌগের সাথে মিল রয়েছে।
এছাড়াও, ইউনিভার্সিটি অব বাফেলোর জোচেন আউটশবাখ দ্বারা পরিচালিত ইলেকট্রনিক স্ট্রাকচার গণনা থেকে জানা যায় যে বার্কেলোসিনের বার্কেলিয়াম পরমাণুটি অপ্রত্যাশিতভাবে চতুর্মূলক জারণ অবস্থান (Bk4+) গ্রহণ করে। এটি প্রচলিত পর্যায় সারণি অনুযায়ী অনুমিত আচরণের সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়, কারণ পূর্বানুমান করা হয়েছিল যে বার্কেলিয়াম ল্যান্থানাইড মৌল টেরবিয়ামের মতো আচরণ করবে।
বার্কলে ল্যাবের বিজ্ঞানী পলি আর্নল্ড বলেন, “বার্কেলিয়াম আয়নটি +৪ জারণ অবস্থানে অন্যান্য f-ব্লকের অনুরূপ আয়নগুলোর তুলনায় বেশি স্থিতিশীল থাকে, যা আমাদের প্রেডিকশন থেকে আলাদা।”
বার্কেলোসিনের আবিষ্কার পরবর্তী অ্যাক্টিনাইডগুলোর রসায়নের একটি নতুন পার্সপেক্টিভ প্রদান করে, যা পারমাণবিক বর্জ্য সংরক্ষণ ও পরিবেশগ পুনরুদ্ধার গবেষণার জন্য গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে। অ্যাক্টিনাইড মৌলগুলোর অন্যান্য উপাদানের সাথে ইন্টার্যাকশনের বিশদ আন্ডারস্ট্যান্ডিং তেজস্ক্রিয় পদার্থের দীর্ঘমেয়াদী স্থায়িত্ব এবং ব্যবস্থাপনা উন্নত করতে সহায়তা করতে পারে।
বার্কেলোসিনের আবিষ্কার ভারী মৌল রসায়নে একটি বড় অগ্রগতি নির্দেশ করে। এটি দেখায় যে বিরল ও জটিল মৌলগুলোর মৌলিক গবেষণা নতুন ও বিস্তৃত বৈজ্ঞানিক ও বাস্তবিক অনুসন্ধানের পথ খুলে দিতে পারে।
———
Berkelium–carbon bonding in a tetravalent berkelocene, Science (2025).
DOI: 10.1126/science.adr3346
নিয়মিত আপডেট পেতে সাবস্ক্রাইব করুন আমাদের নিউজলেটারে এবং ফলো করুন আমাদের টেলিগ্রাম, ইনস্টাগ্রাম, টুইটার এবং ফেসবুক-এ। এছাড়াও যুক্ত হতে পারেন আমাদের ফেসবুক গ্রুপে।
এই নিবন্ধটি Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License-এর অধীনে লাইসেন্সকৃত। পুনঃপ্রকাশের জন্য পুনঃপ্রকাশের নির্দেশিকা দেখুুন।
