তরল বুলেট-রোধক বর্ম (Liquid bullet-proof armor)

আধুনিক যুগে এগিয়ে যাওয়ার চালিকাশক্তি বিজ্ঞান। আর বিজ্ঞানের অগ্রগতির সাথে সাইন্স-ফিকশন বা কল্পনাজগত কে বাস্তবে রূপান্তরের নিরন্তন প্রচেষ্টা চালিয়ে যাচ্ছে বিজ্ঞানীরা। তার ধারাবাহিকতায় আবিষ্কার হচ্ছে নতুন নতুন প্রযুক্তির, তৈরি হচ্ছে নতুন নতুন আধুনিক সাজ-সরঞ্জাম। প্রতিরক্ষা ক্ষেত্রে তার ব্যতিক্রম নয়। যেমন তৈরি হচ্ছে নতুন অত্যাধুনিক মারনাস্ত্রের, তেমনি তৈরি হচ্ছে মারনাস্ত্র প্রতিরোধী বিভিন্ন জিনিসের।
বেশ কিছু বছর ধরে বিজ্ঞানীরা এই অত্যাধুনিক মারনাস্ত্রের আঘাত থেকে বাচার জন্য অত্যাধুনিক, উন্নত এবং শক্তিশালী বর্মের উন্নয়ন করে যাচ্ছে। তার ধারাবাহিকতায় নতুন মারনাস্ত্র প্রতিরোধী একটি আবিষ্কার হল তরল বুলেট-রোধক বর্ম বা Liquid bullet-Proof armor. বর্তমানে ব্যবহৃত বডি আর্মারগুলো অনমনীয়, চওড়া ও অত্যাধিক ভারি। কিন্তু নতুন তরল বুলেট-রোধক বর্ম বা Liquid bullet-Proof armor টি আগের অন্য সব বডি আর্মার থেকে অনেক বেশি শক্তিশালী ও আধুনিক। এছাড়া নতুন লিকুইড বুলেটপ্রুফ আর্মারটি অন্য সকল আর্মার থেকে অনেক বেশি হালকা এবং নমনীয়।
চলুন কথা না বাড়িয়ে আলোচনায় যাওয়া যাক........ 🙂

আপনারা হয়তো সবাই সাইন্স ফিকশন মুভি The Matrix দেখে থাকতে পারেন। সেখানে অভিনেতা Keanu Reeves হাত দিয়ে একটা স্তর তৈরি করে প্রতিপক্ষের বুলেট থামিয়ে দিয়েছিলেন। অপর একটি সাইন্স ফিকশন মুভি Iron Man মুভিতে অভিনেতা Robert Downey Jr. বিশেষ ধরনের পোশাক পড়তে দেখা যায়। যা দিয়ে বুলেট বা মারণাস্ত্রের আঘাত থেকে রক্ষা করা যায়। নিচের ছবি আর ভিডিও ক্লিপ দেখলে কিছুটা ধারনা হতে পারে।

তার আগে বলুন তো, বুলেট প্রুফ ভেস্ট (Bullet-proof vest) , বুলেট রোধক বর্ম এগুলা কি? কি ভুলে গেছেন  আচ্ছা, আমি বলে দেই...

বুলেট-রোধক ভেস্ট, বুলেট রোধক-বর্ম কি? (What is Bullet-proof Vest and Bullet-proof Armor?)

বুলেট রোধক ভেস্ট এমন একটি জিনিস যা যুদ্ধক্ষেত্রে ব্যবহৃত আগ্নেয়াস্ত্র যেমন শর্টগান বা সেমি ক্যালিভারের হ্যান্ডগান বা স্নাইপিং রাইফেল থেকে নিক্ষিপ্ত তীব্র গতিসম্পন্ন বুলেট কিংবা গ্রেনেটের আঘাত, বা বিভিন্ন ধারালো অস্ত্রের আঘাত থেকে মানুষের দেহের কার্যকর সুরক্ষা দেয়। এটি কেলভারের শক্ত তন্তুজ স্তর Kevlar K-29 বা  Kevlar KM2 নিয়ে গঠিত। এটিকে ব্যালেস্টিক ভেস্ট বলা হয়ে থাকে।

তরল বুলেট-রোধক বর্ম কি? (What is Liquid bullet-proof armor?)

লিকুইড বুলেটপ্রুফ আর্মার বা তরল বুলেট-রোধক আর্মার হল অ-নিউটনীয় ফ্লুয়িড দিয়ে তৈরি এক ধরণের তরল জাতীয় পদার্থ, যা বুলেট জাতীয় পদার্থ বা ধারালো অস্ত্রের আঘাত থেকে দেহ এবং দেহের অন্যান্য অংশকে রক্ষা করতে ব্যবহৃত হয় এবং সাধারণ আর্মারগুলোতে ব্যবহৃত কেলভার থেকে অনেক বেশি হালকা, উন্নত, আরামদায়ক এবং নমনীয়। এটি দুই ধরনের, দুই ধরনের ফ্লুয়িডই কম বা স্বাভাবিক চাপে এবং কঠিন বা উচ্চচাপ প্রয়োগে ভিন্নভিন্ন আচরণ করে। University of Delaware এর Professor Normam Wagner এর প্যাটেন্ট তৈরি করেন।

২০০৩ সাল থেকে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের আর্মি রিসার্চ ল্যাবরেটরি (এআরএল) সহ বিশ্বের বিভিন্ন প্রতিরক্ষা গবেষণা প্রতিষ্ঠান এবং বিশ্ববিদ্যালয় তরল বুলেট-রোধক আর্মার গবেষণা করে যাচ্ছে। সাম্প্রতিককালে ২০১০ সালের আগস্ট মাসে প্রকাশিত পত্রিকায় দেখা যায় ব্রিটিশ প্রতিরক্ষা বিষয়ক কোম্পানি BAE Systems plc. অ-নিউটনীয় ফ্লুয়িড নির্মিত কেলভার আর্মার নিয়ে গবেষণা করছে যেখানে কেলভারের স্তরগুলো পলিমার স্তর দিয়ে তৈরি। BAE Systems plc মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের প্রতিরক্ষা বিষয়ক গবেষণা সংস্থা Armor Holdings কে সহযোগী প্রতিষ্ঠান হিসাবে নিযুক্ত করে। এই সংস্থা সিলিকা কণার সাসপেনশনের উপর ভিত্তি করে গবেষণা করছে। এছাড়া ২০১৫ সালে পোল্যান্ডের Moratex Institute of Security Technologies এমন একটি অ-নিউটনীয় ফ্লুয়িড তরল জাতীয় পদার্থ তৈরি করেছে যা দেখতে পানির মত। বিভিন্ন তাপমাত্রা ও চাপে এর আকার পরিবর্তন হয়। বাধা প্রাপ্ত হওয়ার পর এর গতির পরিবর্তন হয় এবং কঠিন শিলার ন্যয় হয়ে থাকে। এছাড়া MIT (Massachusetts Institute of Technology) তরল বুলেট-রোধক বর্ম গবেষণা করে যাচ্ছে, যেখানে Magnetorheological ফ্লুয়িড নামে একটি তরল পদার্থ ব্যবহার করে।

আপনাদের মনে খটকা লাগতে পারে ফ্লুয়িড, নিউটনীয়, অনিউটনীয় ফ্লুয়িড এগুলা আবার কি?? মাথা তো গুলিয়ে গেলো......

অ-নিউটনীয় ফ্লুয়িড বা Shear-thickening fluid (STF) এর মাধ্যমে

Shear-thickening fluid (STF) হল পলিইথিলিন গ্লাইকল এবং সিলিকার অতি ক্ষুদ্র কণিকার সমন্বয়ে তৈরি। সিলিকা হল বালি এবং কোয়ার্টজ একটি উপাদান, এবং পলিইথিলিন গ্লাইকল হল পলিমার যা সাধারণত জোলাপ এবং লুব্রিকেন্ট তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।

লিকুইড বুলেটপ্রুফ আর্মার তৈরিতে shear-thickening fluid তৈরির জন্য, গবেষকরা প্রথমে ইথানল কে Shear-thickening fluid (STF) এর মাধ্যমে তরলীকৃত করা হয়। এতে কেভলার কে ডুবানো হয়। ভালোভাবে সিক্ত করার পর কেলভাবের ইথানলকে বাস্প করার জন্য তাপের সংস্পর্শে আনা হয়। তাপের সংস্পর্শে এসটিএফ কেভালারে প্রবেশ করে এবং কেভলার ক্রিস্টালের প্রতিটি জায়গা ফ্লুয়িড সহ সিলিকা কণা ধারণ করে।

 [youtube youtubeurl="LlEo5MbcaX0" ][/youtube]

এখন কেভলারে কোনো গতিময় বুলেট বা ছুরি দ্বারা আঘাত করা হয় তখন এটি কঠিন পদার্থে রূপ নেয়। যা কেভালারকে শক্তিশালী করে তোলে। কঠিনীভবন প্রক্রিয়া মাত্র কয়েক মিলিসেকেন্ডে ঘটে, এবং পরে বর্মটি থেকে চাপ বা আঘাত সরেগেলে নমনীয় হয়ে উঠে।

ল্যাবরেটরিতে পরীক্ষায় দেখা গেছে, এসটিএফ মেশানো কেলভার সাধারণ কেলভার থেকে অনেক বেশি নমনীয় ও শক্তিশালী, তাই এসটিএফ ব্যবহৃত বর্মে কেলভারের কম স্তর প্রয়োজন হয়। এসটিএফ মেশানো কেলভারের চারস্তর শক্তি সাধারণ কেলভারের ১৬ স্তরের শক্তির সমান হয়। উপরন্তু, এসটিএফ মেশানো কেলভার ফাইবার প্রসারন ক্ষমতা সাধারণ কেলভার ফাইবার প্রসারন ক্ষমতা থেকে অনেকগুন বেশি ফলে বুলেট বর্ম ভেদ করে ব্যক্তির টিস্যুতে প্রবেশ করতে পারবে না। গবেষনায় দেখা গিয়েছে একতি বুলেটের এসটিএফ মেশানো কেলভার ফাইবার ভেদ করতে অনেক বেশি আরো শক্তি লাগে যা বাস্তবে সম্ভব নয়।

Shear-thickening fluid (STF) দেখতে পানি ও আঠা জাতীয় উপাদানের মিশ্র সলিউশন মনে হয়। সলিউশনটি হালকা নাড়াতে থাকলে তখন এটি তরল পদার্থের মত মনে হয়। কিন্তু যখন এই সলিউশনটিকে কিছু দিয়ে আঘাত করা হবে তখন এটি কঠিন পদার্থের মত আচরণ করে। এটিকে বিভিন্ন শেপের মত করা যায় কিন্তু এর উপর থেকে চাপ সরিয়ে নিলে আগের মত হয়ে যাবে।

কিভাবে কাজ করে??

Shear-thickening fluid (STF) ফ্লুয়িড হল এক প্রকার কলয়েড জাতীয় পদার্থ। যা তরলের মাঝে স্থাপিত ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণা নিয়ে গঠিত। কণাগুলো একে অপরকে সামান্য ভাবে বিকর্ষণ করে। ফলে তারা কম্পন ছাড়া তরল সলিউশনে সর্বত্র সহজে ভেসে বেড়াতে পারে। কিন্তু হঠাৎ করে কোন কঠিন কিছু আঘাতের ফলে প্রচণ্ড শক্তির প্রভাবের কণাগুলির মধ্যে বিদ্যমান বিকর্ষণ শক্তির উপর ঝাঁপিয়ে পড়ে ফলে তারা একসঙ্গে কঠিন ক্রিস্টালের ন্যায় হয়ে যায়, হাইড্রোক্লাস্টার পদার্থ নামে পরিচিত।

 

Magnetorheological ফ্লুয়িড এর মাধ্যমে

Magnetorheological fluid হল লোহার অতি ক্ষুদ্র কণা দিয়ে তৈরি সাসপেনশন বা ঘন তৈলাক্ত পদার্থ। যেখানে তৈলাক্ত পদার্থটি ক্যারিয়ার হিসাবে কাজ করে। আর এই ফ্লুয়িডটি স্মার্ট ফ্লুয়িড নামেও পরিচিত। এটি দেখতে স্বচ্ছ ও পরিস্কার। সাসপেনশনে সারফেকটেন্টগুলো লোহা কণার চার দিকে ঘিরে থাকে। সাসপেনশনে প্রায় ২০ থেকে ৪০ শতাংশ লোহার ক্ষুদ্র কণা থাকে। ক্ষুদ্র লোহা কণার দৈর্ঘ্য ৩ থেকে ১০ মাইক্রন। সাসপেনশনে লোহা কণার শক্তিশালী প্রভাব বিদ্ধমান থাকে। যখন সাসপেনশনের উপর চৌম্বকক্ষেত্র বা তড়িৎক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয়, লোহা কণা সারিবদ্ধ হয়ে যায়। চুম্বকীয় কণা তরল সাসপেনশনটিকে ঘন করে তোলে কিন্তু তরলের সান্দ্রতা বজায় রাখে এবং তরল সাসপেনশনটি ক্ষণস্থায়ী নিরেট শক্ত হয়ে যায়। এই কঠিন হওয়া প্রক্রিয়া শেষ হতে অতি ক্ষুদ্র সময় প্রায় ২২ হাজার ভাগের এক সেকেন্ড সময় লাগে।

ফলে গতিসম্পূর্ণ বুলেট বা ধারালো অস্ত্রের আঘাত করলেও তা ভিতরে প্রবেশ করতে পারে না। ফলে বুলেটটি বা ধারালো অস্ত্রটি এই কঠিন অবস্থায় আঘাতপ্রাপ্ত হয় এবং গতিশক্তি হ্রাস পেতে থাকে। চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগের উপর এর দৃঢ় হওয়া নির্ভর করে। এটি একটি সুইচের মাধ্যমে বর্মটির এটি অনমনীয় থেকে নমনীয় হওয়া নিয়ন্ত্রণ করা হয়।

রিওলজি (Rheology) হল বলবিজ্ঞানের এমন একটি শাখা, যেখানে বল এবং বল প্রয়োগে কোনো পদার্থের আকৃতির পরিবর্তনের গুরুত্ত্ব দেয় হয়। এখানে চৌম্বক শক্তিও Magnetorheological ফ্লুয়িডের আকৃতি এবং সান্দ্রতা উভয়ই পরিবর্তন করতে পারে। চৌম্বকক্ষেত্র বা তড়িৎক্ষেত্র প্রভাবের উপর ভিত্তি করে তরল ফ্লুয়িডের গঠন আকার, আকৃতি এবং শক্তির নাটকীয়ভাবে পরিবর্তন লক্ষ্য করা যায়।

উদাহরণস্বরূপ, এমআইটি গবেষকরা গোলাকার লোহা কণা পরীক্ষা করে দেখেন যে, চৌম্বকীয়ক্ষেত্র উপস্থিত থাকার পরেও কণাগুলো পরস্পর থেকে স্থানচ্যুতি করতে পারে। এটি প্রমান করে যে তা কতটা কঠিন হতে পারে।

সাম্প্রতিক কালে, US Army এর ওয়েবসাইটে বলা হয়েছে, তড়িৎ বা চুম্বকক্ষেত্রের প্রভাবে Magnetorheological fluid নিরেট শক্ত বর্মে রূপান্তরিত হয়, তেমনি আবার আগের অবস্থায় ফিরে আসে।

Shear-thickening fluid (STF) ও Magnetorheological fluid দিয়ে তৈরি বর্ম এখনও গবেষণা পর্যায় রয়েছে। ধারনা করা হয় যে ২০১৮ সালের মাঝে US Navy SEALs and Special Forces এর মাঝে এর তৈরি করা পোষাক টেস্টিং করার জন্য দেওয়া হবে।

লিখাটি নিয়ে আপনার অভিমত কি?