এক শতাব্দীরও বেশি সময় ধরে, সুপরিচিত 18-ইলেক্ট্রন নিয়মটি অর্গানমেটালিক রসায়নের ক্ষেত্রকে গাইড করেছে। এখন, ওকিনাওয়া ইনস্টিটিউট অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি (ওআইএসটি) এর গবেষকরা সফলভাবে একটি অভিনব অর্গানমেটালিক যৌগকে সংশ্লেষিত করেছেন যা এই দীর্ঘকালীন নীতিটিকে চ্যালেঞ্জ করে। তারা লোহা ভিত্তিক ধাতব-জৈব কমপ্লেক্স, ফেরোসিনের একটি স্থিতিশীল 20-ইলেক্ট্রন ডেরাইভেটিভ তৈরি করেছে, যা রাসায়নিক বিজ্ঞানের উত্তেজনাপূর্ণ সম্ভাবনার দিকে পরিচালিত করতে পারে।
“অনেক ট্রানজিশন মেটাল কমপ্লেক্সগুলির জন্য, 18 টি আনুষ্ঠানিক ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রন দ্বারা বেষ্টিত যখন এগুলি সবচেয়ে স্থিতিশীল থাকে। এটি থাম্বের একটি রাসায়নিক নিয়ম যার ভিত্তিতে ক্যাটালাইসিস এবং উপকরণ বিজ্ঞানের অনেকগুলি মূল আবিষ্কার ভিত্তিক,” প্রকৃতি যোগাযোগজার্মানি, রাশিয়া এবং জাপানের বিজ্ঞানীদের সহযোগিতায়। ফেরোসিন একটি ক্লাসিক উদাহরণ যা এই নিয়মকে মূর্ত করে। “আমরা এখন প্রথমবারের মতো দেখিয়েছি যে স্থিতিশীল 20-ইলেক্ট্রন ফেরোসিন ডেরাইভেটিভ সংশ্লেষ করা সম্ভব,” তিনি যোগ করেছেন।
এই যুগান্তকারী ধাতুগুলির কাঠামো এবং স্থায়িত্ব সম্পর্কে আমাদের বোঝার উন্নতি করে, তাদের বৈশিষ্ট্যযুক্ত “স্যান্ডউইচ” কাঠামোর জন্য পরিচিত এক শ্রেণীর যৌগিক, যেখানে একটি ধাতব পরমাণু দুটি জৈব রিংয়ের মধ্যে বসে।
আমাদের ধারণাগত বোঝার পুনর্নির্মাণ
১৯৫১ সালে প্রথম সংশ্লেষিত, ফেরোসিন তার অপ্রত্যাশিত স্থিতিশীলতা এবং অনন্য কাঠামোর সাথে রসায়নের বিপ্লব ঘটিয়েছিল, শেষ পর্যন্ত তার আবিষ্কারকদের রসায়নে 1973 সালের নোবেল পুরষ্কার অর্জন করে। বিভিন্ন উপায়ে, ফেরোসিন আমাদের ধাতব – জৈব বন্ধন সম্পর্কে বোঝার জন্য একটি নতুন অধ্যায় খোলেন এবং অর্গানমেটালিক রসায়নের আধুনিক ক্ষেত্রটি চালু করেছিলেন, যা বিজ্ঞানীদের প্রজন্মকে ধাতব – জৈব যৌগগুলি অন্বেষণ করতে অনুপ্রাণিত করে চলেছে।
এই নতুন অধ্যয়নটি সেই ভিত্তি তৈরি করে। একটি উপন্যাস লিগান্ড সিস্টেম ডিজাইন করে, দলটি 20 ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রন, সমন্বয় রসায়ন যা পূর্বে অসম্ভব বলে বিবেচিত হয়েছিল তার সাথে একটি ফেরোসিন ডেরাইভেটিভ স্থিতিশীল করতে সক্ষম হয়েছিল। “তদুপরি, অতিরিক্ত দুটি ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রন একটি অপ্রচলিত রেডক্স সম্পত্তি প্ররোচিত করেছিল যা ভবিষ্যতের অ্যাপ্লিকেশনগুলির সম্ভাবনা রাখে,” ডাঃ টেকবায়াশি উল্লেখ করেছিলেন। এটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ যদিও ফেরোসিন ইতিমধ্যে রেডক্স প্রতিক্রিয়া হিসাবে পরিচিত বৈদ্যুতিন স্থানান্তর জড়িত প্রতিক্রিয়াগুলিতে ইতিমধ্যে ব্যবহৃত হয়, এটি tradition তিহ্যগতভাবে জারণ রাষ্ট্রগুলির সংকীর্ণ পরিসরে সীমাবদ্ধ ছিল। এই ডেরাইভেটিভে একটি ফে – এন বন্ড গঠনের মাধ্যমে নতুন জারণ রাজ্যে অ্যাক্সেস সক্ষম করার মাধ্যমে, এটি ফেরোসিন যেভাবে ইলেক্ট্রনগুলি অর্জন করতে বা হারাতে পারে তা প্রসারিত করে। ফলস্বরূপ, এটি শক্তি সঞ্চয় থেকে রাসায়নিক উত্পাদন পর্যন্ত বিভিন্ন ক্ষেত্র জুড়ে অনুঘটক বা কার্যকরী উপাদান হিসাবে আরও কার্যকর হয়ে উঠতে পারে।
রাসায়নিক স্থিতিশীলতার নিয়মগুলি কীভাবে ভাঙা এবং পুনর্নির্মাণ করবেন তা বোঝা গবেষকদের দর্জি দ্বারা তৈরি বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে অণুগুলি ডিজাইন করতে সক্ষম করে। এই অন্তর্দৃষ্টিগুলি সবুজ অনুঘটক এবং পরবর্তী প্রজন্মের উপকরণগুলির বিকাশ সহ টেকসই রসায়নকে এগিয়ে নেওয়ার লক্ষ্যে নতুন গবেষণাকে অনুপ্রাণিত করতে পারে।
ভবিষ্যতের উদ্ভাবনের জন্য একটি প্ল্যাটফর্ম
সোলার সেল এবং ফার্মাসিউটিক্যালস থেকে শুরু করে মেডিকেল ডিভাইস এবং উন্নত অনুঘটক থেকে শুরু করে ফেরোসিন ডেরাইভেটিভস ইতিমধ্যে বিভিন্ন প্রযুক্তিতে প্রবেশ করেছে। রসায়নবিদদের কাছে উপলব্ধ ধারণাগত টুলকিটটি প্রসারিত করে, এই সর্বশেষতম অগ্রগতি সম্পূর্ণ নতুনকে অনুপ্রাণিত করার সময় এই অ্যাপ্লিকেশনগুলি তৈরি এবং বৈচিত্র্যময় করতে সহায়তা করতে পারে।
দ্য অর্গানমেটালিক কেমিস্ট্রি গ্রুপ ওআইটি-তে ধাতব-জৈব মিথস্ক্রিয়াকে পরিচালনা করে এমন মৌলিক নীতিগুলি উদঘাটনের দিকে মনোনিবেশ করে এবং সেগুলি বাস্তব-বিশ্বের চ্যালেঞ্জগুলিতে প্রয়োগ করে। এই গবেষণায় রিপোর্ট করা 20-ইলেক্ট্রন ফেরোসিন ডেরাইভেটিভের মতো স্ট্যান্ডার্ড রাসায়নিক বিধিগুলিকে অস্বীকার করে এমন অপ্রচলিত যৌগগুলিতে এই দলের একটি বিশেষ আগ্রহ রয়েছে।
এই কাজটি জাপান সোসাইটি ফর প্রমোশন অফ সায়েন্স (জেএসপিএস), জাপানের শীর্ষ গবেষণা বিশ্ববিদ্যালয় গঠনের জন্য জেএসপিএস প্রোগ্রাম, ওকিনাওয়া ইনস্টিটিউট অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি গ্র্যাজুয়েট বিশ্ববিদ্যালয় (ওআইএসটি) এর ইনস্ট্রুমেন্টাল অ্যানালাইসিস এবং ইঞ্জিনিয়ারিং বিভাগ এবং ওআইএসটি বুরিবুশী ফেলোশিপ দ্বারা সমর্থিত ছিল।