পাইযোইলেকট্রিসিটি: চাপ থেকে শক্তি, বাংলাদেশে প্রয়োগ ও উপকারিতা

 

               (“পাইযোইলেকট্রিসিটি: চাপ থেকে শক্তি, বিজ্ঞানী আবিষ্কারের রহস্য”)

পাইযোইলেকট্রিসিটি (Piezoelectricity) হলো এমন বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য, যেখানে কিছু নির্দিষ্ট স্ফটিকে চাপ বা টান দিলে বৈদ্যুতিক চার্জ উৎপন্ন হয়। এটি ১৮৮০ সালে Pierre এবং Jacques Curie ভাইয়েরা আবিষ্কার করেন।

পাইযোইলেকট্রিসিটির কাজের ধরন

যখন পাইযোইলেকট্রিক স্ফটিকে চাপ বা টান দেওয়া হয়, তখন এর অভ্যন্তরীণ ডিপোল দিকনির্দেশ পরিবর্তিত হয় এবং বৈদ্যুতিক শক্তি তৈরি হয়। সূত্রে:

D = d \cdot \sigma

 = উৎপন্ন বৈদ্যুতিক স্থানান্তর

 = piezoelectric constant

 = প্রয়োগিত চাপ

উপকারিতা--

1. সেন্সর ও ডিভাইস: পাইযোইলেকট্রিক সেন্সর দিয়ে যান্ত্রিক চাপ, কম্পন, বা শক্তি মাপা যায়

2. ছোট শক্তি উৎপাদন: রাস্তার পিচ বা পদক্ষেপ থেকে ছোট শক্তি তৈরি করা সম্ভব।

3. মেডিকেল ব্যবহার: আল্ট্রাসাউন্ড মেশিন ও অন্যান্য চিকিৎসা যন্ত্রে ব্যবহৃত।

4. দীর্ঘস্থায়ী ব্যবহার: battery ছাড়াই ছোট যন্ত্র চালানো যায়।

বাংলাদেশে প্রয়োগের সম্ভাবনা--

রাস্তা, সিঁড়ি, বা স্টেডিয়ামের মেঝেতে piezoelectric প্যানেল বসিয়ে পদক্ষেপ থেকে বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদন।

সেন্সর ব্যবহার করে বন্যা, নদী বা বৃষ্টির চাপ পর্যবেক্ষণ।

চিকিৎসা ক্ষেত্রে সুলভ আল্ট্রাসাউন্ড ডিভাইস তৈরি।

সীমাবদ্ধতা--

উৎপন্ন শক্তি খুব ছোট, বড় ডিভাইস চালাতে যথেষ্ট নয়।

অতিরিক্ত চাপ বা উচ্চ তাপমাত্রায় crystal ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে।

বাংলাদেশে এখনও এই প্রযুক্তির বড় স্কেল বাস্তবায়ন সীমিত।

উপসংহার:

পাইযোইলেকট্রিসিটি দেখায় কিভাবে ছোট চাপ থেকেও শক্তি তৈরি করা যায়। যদিও বাংলাদেশে এখনো ব্যাপক ব্যবহার নেই, তবে এটি ভবিষ্যতের শক্তি এবং সেন্সর প্রযুক্তিতে সম্ভাবনাময়। সরকার, গবেষক ও স্টার্টআপরা যদি এই প্রযুক্তিতে মনোযোগ দেয়, তবে দেশের ছোট শক্তি উৎপাদন ও পরিবেশবান্ধব উদ্ভাবনে এটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখতে পারে।

Extra information :-

(১. পাইযোইলেকট্রিসিটির ইতিহাস

1880 সালে Pierre ও Jacques Curie ভাইয়েরা প্রথম piezoelectric effect আবিষ্কার করেন।

প্রথম practical application দেখা যায় piezoelectric lighter এ।

20th century এ এটি medical ultrasound, sonar, sensors এ ব্যবহৃত হতে শুরু করে।

২. বিজ্ঞানিক দিক থেকে কার্যপ্রণালী

Piezoelectric materials এ dipoles aligned থাকে। চাপ বা টান applied হলে dipoles orientation পরিবর্তিত হয়।

এভাবে external mechanical energy → electrical energy তে রূপান্তর হয়।

Reverse piezoelectric effect: Voltage apply করলে material deform হয়, যেমন actuator বা speaker-এ ব্যবহৃত।

৩. বিশেষ বৈশিষ্ট্য

Mechanical to electrical energy conversion high efficiency (small scale)

Compact size, no moving parts → low maintenance

Linear response কিছু সীমার মধ্যে, high stress বা high temp এ non-linear হতে পারে

৪. বাংলাদেশে সম্ভাব্য উদাহরণ

School/college campuses: Piezoelectric floor tiles দিয়ে night lighting powered by footsteps।

Railway platforms & stations: Train এর vibrations থেকে sensors powered করা।

Industrial machinery: Vibrations measure করে preventive maintenance।

৫. গবেষণার নতুন দিক

Flexible piezoelectric materials: Clothes বা wearable devices powered by body movement।

Nanogenerators: Tiny devices যা small vibrations বা motions থেকে electricity harvest করে।

Hybrid energy systems: Solar + Piezoelectric → consistent energy generation।

৬. চ্যালেঞ্জ

ছোট power output, তাই বড় scale applications এ সীমিত।

Heat বা over-stress এর কারণে durability কমে যায়।

বাংলাদেশে research বা local production এখনো limited।)