বিশ্বের বহু অঞ্চলে সুপেয় পানির সংকট দিন দিন তীব্র হচ্ছে। বিশেষ করে মরুভূমি ও খরাপ্রবণ এলাকায় পানির উৎস সীমিত হওয়ায় মানুষের জীবনযাত্রা, কৃষি ও শিল্প উৎপাদন ব্যাহত হচ্ছে। এমন পরিস্থিতিতে বাতাস থেকেই পানি সংগ্রহের প্রযুক্তি নিয়ে নতুন আশার কথা শোনাচ্ছেন যুক্তরাষ্ট্রের ইউনিভার্সিটি অব ক্যালিফোর্নিয়া, বার্কলির অধ্যাপক ওমর এম ইয়াগি।
ধাতু-জৈব কাঠামো বা মেটাল-অর্গানিক ফ্রেমওয়ার্কস (এমওএফ) নামের বিশেষ উপাদান ব্যবহার করে বাতাসের আর্দ্রতা থেকে পানি সংগ্রহের প্রযুক্তি তৈরি করেছেন ইয়াগি ও তার গবেষক দল। তার প্রতিষ্ঠিত প্রযুক্তিপ্রতিষ্ঠান অ্যাটোকো এ পদ্ধতিকে বাণিজ্যিক পর্যায়ে নিয়ে যাওয়ার চেষ্টা করছে। লক্ষ্য, এমন একটি ব্যবস্থা তৈরি করা, যা বিদ্যুৎ গ্রিডের ওপর নির্ভর না করেও শুষ্ক বাতাস থেকে দৈনিক সর্বোচ্চ এক হাজার লিটার পানি উৎপাদন করতে পারবে।
২০২৫ সালে এমওএফ উদ্ভাবন ও উন্নয়নে অবদানের স্বীকৃতি হিসেবে জাপানের সুসুমু কিতাগাওয়া ও অস্ট্রেলিয়ার রিচার্ড রবসনের সঙ্গে রসায়নে নোবেল পুরস্কার পান ইয়াগি। নোবেল কমিটি জানায়, তাদের তৈরি এই বিশেষ কাঠামো মরুভূমির বাতাস থেকে পানি সংগ্রহ, কার্বন ডাই-অক্সাইড ধারণ, বিষাক্ত গ্যাস সংরক্ষণ এবং রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অনুঘটক হিসেবে ব্যবহারের সম্ভাবনা তৈরি করেছে।
কীভাবে বাতাস থেকে পানি সংগ্রহ করে এই প্রযুক্তি?
প্রযুক্তিটির মূল উপাদান এমওএফ। এটি ধাতব আয়ন ও জৈব অণুর সমন্বয়ে তৈরি একধরনের স্ফটিক কাঠামো। এর ভেতরে অসংখ্য অতি ক্ষুদ্র ছিদ্র রয়েছে। বিশেষভাবে তৈরি এসব ছিদ্রের মাধ্যমে বাতাসের জলীয় বাষ্প ধরে রাখা সম্ভব।
সহজভাবে বললে, উপাদানটি অনেকটা অদৃশ্য ক্ষুদ্র ছিদ্রযুক্ত স্পঞ্জের মতো কাজ করে। বাতাস এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হলে জলীয় বাষ্পের অণুগুলো ওই ছিদ্রে আটকে যায়। পরে তাপ প্রয়োগ করলে আটকে থাকা জলীয় বাষ্প বেরিয়ে আসে। সেই বাষ্প ঠান্ডা করে তরল পানিতে পরিণত করা হয়।
এমওএফের বিশেষত্ব হলো, এর গঠন ও ছিদ্রের আকার প্রয়োজন অনুযায়ী নিয়ন্ত্রণ করা যায়। ফলে নির্দিষ্ট অণু আকর্ষণ ও ধরে রাখার উপযোগী করে উপাদানটি তৈরি করা সম্ভব। অ্যাটোকোর তথ্য অনুযায়ী, এক গ্রাম বিশেষ ধরনের রেটিকুলার উপাদানের অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল একটি ফুটবল মাঠের সমান পর্যন্ত হতে পারে।
প্রচলিত অনেক বায়ুমণ্ডলীয় পানি উৎপাদন যন্ত্র বাতাস ঠান্ডা করে জলীয় বাষ্প ঘনীভূত করার পদ্ধতিতে কাজ করে। কিন্তু বাতাসে আর্দ্রতা কম থাকলে এ প্রক্রিয়ায় অনেক বেশি শক্তি প্রয়োজন হয়। অন্যদিকে, এমওএফভিত্তিক প্রযুক্তিতে জলীয় বাষ্প সরাসরি উপাদানের ছিদ্রে আটকে রাখা যায়। এ কারণে কম আর্দ্রতাসম্পন্ন পরিবেশেও পানি সংগ্রহের সম্ভাবনা তৈরি হয়েছে।
বিদ্যুৎ ছাড়াই পানি উৎপাদনের পরিকল্পনা
অ্যাটোকোর প্রযুক্তির অন্যতম আকর্ষণ হলো, এর অফ-গ্রিড ব্যবস্থায় পানি সংগ্রহ ও বের করে আনার কাজে প্রচলিত বিদ্যুৎ সরবরাহের প্রয়োজন হয় না। এ ক্ষেত্রে ভূতাপীয় শক্তি কিংবা শিল্পকারখানার অব্যবহৃত নিম্নমাত্রার তাপ ব্যবহার করা যায়।
প্রযুক্তি নিয়ে ওয়্যার্ড সাময়িকীর এক প্রতিবেদনে বলা হয়, ক্যালিফোর্নিয়ার ইরভিনে অ্যাটোকোর একটি পরীক্ষামূলক যন্ত্র স্থাপন করা হয়েছে। প্রায় ২০ ফুট উচ্চতার ওই যন্ত্রে বিশেষ এমওএফ উপাদানের সাহায্যে বাতাস থেকে পানি সংগ্রহ করা হয়। পরীক্ষার সময় যন্ত্রটিতে শিল্পকারখানার তাপের অনুকরণে প্রায় ১৫০ ডিগ্রি ফারেনহাইট তাপ সরবরাহ করা হয়েছিল।
যন্ত্রটির পানি সংগ্রহের মূল প্রক্রিয়ায় সৌরবিদ্যুৎ ব্যবহার করা হয়নি। একটি সৌর প্যানেল যন্ত্রের অন্যান্য কিছু ব্যবস্থা পরিচালনা করছিল। পানি সংগ্রহের জন্য প্রয়োজনীয় তাপ আসছিল আলাদা উৎস থেকে। অর্থাৎ সামাজিক যোগাযোগমাধ্যমে প্রচারিত বর্ণনায় সূর্যের তাপে পানি বের করার কথা বলা হলেও অ্যাটোকোর বর্তমান অফ-গ্রিড ব্যবস্থার ক্ষেত্রে শিল্পকারখানার অব্যবহৃত তাপ বা ভূতাপীয় শক্তি ব্যবহারের বিষয়টি বেশি গুরুত্ব পেয়েছে।
অ্যাটোকোর প্রধান নির্বাহী কর্মকর্তা সামের তাহার ভাষ্য অনুযায়ী, তাদের ব্যবহৃত উপাদান প্রায় ১০০ ডিগ্রি ফারেনহাইট তাপমাত্রাতেও জলীয় বাষ্প সংগ্রহ ও ছাড়তে পারে। আর যন্ত্রটি বাতাসের আপেক্ষিক আর্দ্রতা মাত্র ১০ শতাংশের ঘরেও কাজ করতে সক্ষম বলে প্রতিষ্ঠানটির দাবি।
পরীক্ষামূলক যন্ত্রে দিনে ৩০০ লিটার, লক্ষ্য এক হাজার
অ্যাটোকোর ইরভিন কার্যালয়ের পরীক্ষামূলক যন্ত্রটি দৈনিক সর্বোচ্চ ৩০০ লিটার পানি উৎপাদন করতে পারে। তবে প্রতিষ্ঠানটি এর চেয়ে বড় বাণিজ্যিক ব্যবস্থা তৈরির পরিকল্পনা করছে। ভবিষ্যতে একক বাণিজ্যিক ইউনিট থেকে দৈনিক এক হাজার লিটার পানি উৎপাদনের লক্ষ্য রয়েছে তাদের।
অ্যাগনেভিগেটরের এক প্রতিবেদনে বলা হয়, অ্যাটোকো শিল্পক্ষেত্রে ব্যবহারের জন্য ২০ ফুটের কনটেইনারের আকারে পানি উৎপাদনব্যবস্থা বাজারে আনার পরিকল্পনা করছে। প্রতিষ্ঠানটির হিসাব অনুযায়ী, বিদ্যুৎ-সংযুক্ত ইউনিট থেকে দৈনিক প্রায় দুই হাজার থেকে চার হাজার লিটার পানি উৎপাদন সম্ভব হতে পারে। আর অফ-গ্রিড ইউনিটের লক্ষ্য দৈনিক সর্বোচ্চ এক হাজার লিটার।
তবে এসব পরিমাণকে বর্তমান সময়ে সর্বত্র কার্যকর বাণিজ্যিক উৎপাদন হিসেবে দেখার সুযোগ নেই। এগুলো প্রতিষ্ঠানের পরিকল্পিত সক্ষমতা ও প্রযুক্তির সম্ভাব্য উৎপাদনমাত্রা। পরীক্ষামূলক যন্ত্রের উৎপাদনক্ষমতা এবং ভবিষ্যতের বাণিজ্যিক ইউনিটের লক্ষ্য এক নয়।
মরুভূমিতেও পরীক্ষা
অ্যাটোকো ক্যালিফোর্নিয়ার ডেথ ভ্যালি ন্যাশনাল পার্কের অত্যন্ত শুষ্ক পরিবেশে তাদের প্রযুক্তি পরীক্ষা করেছে। প্রতিষ্ঠানটির পণ্যবাজারবিষয়ক বিশেষজ্ঞ হান পার্কের ভাষ্য অনুযায়ী, সেখানে বাতাস থেকে পানি সংগ্রহ করা সম্ভব হয়েছে। উৎপাদিত পানির মান প্রায় পাতিত পানির কাছাকাছি ছিল বলে তিনি দাবি করেন।
এমওএফভিত্তিক প্রযুক্তি কম আর্দ্রতার পরিবেশে পানি সংগ্রহের জন্য তৈরি করা হচ্ছে। তবে পানিকে সরাসরি পানযোগ্য করতে প্রয়োজনীয় খনিজ উপাদান যোগ করার বিষয়টিও গুরুত্বপূর্ণ। এমওএফ প্রযুক্তিতে পাওয়া পানি অত্যন্ত বিশুদ্ধ হতে পারে; কিন্তু পাতিত পানির মতো বিশুদ্ধ পানিতে প্রয়োজনীয় খনিজের ঘাটতি থাকতে পারে।
পানি সংকট মোকাবিলায় কতটা কার্যকর হবে?
প্রযুক্তিটি সফলভাবে বাণিজ্যিক পর্যায়ে পৌঁছাতে পারলে মরুভূমি, দ্বীপ, প্রত্যন্ত গ্রাম ও খরাপ্রবণ এলাকায় বিকল্প পানির উৎস তৈরি হতে পারে। বিশেষ করে যেসব এলাকায় ভূগর্ভস্থ পানি বা নদী-হ্রদের পানি সহজে পাওয়া যায় না, সেখানে এটি সহায়ক হতে পারে।
কৃষিক্ষেত্রেও প্রযুক্তিটি ব্যবহারের সম্ভাবনা রয়েছে। অ্যাটোকোর পরিকল্পনায় নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে কৃষিকাজ, গ্রিনহাউস ও ইনডোর ফার্মে পানি সরবরাহের বিষয়টি গুরুত্ব পেয়েছে। এসব স্থানে বাতাসের আর্দ্রতা নিয়ন্ত্রণের পাশাপাশি পানি সংগ্রহ করা গেলে কৃষি উৎপাদনে পানির চাহিদা কিছুটা কমানো সম্ভব হতে পারে।
এ ছাড়া কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তাভিত্তিক ডেটা সেন্টারগুলো প্রচুর তাপ উৎপন্ন করে। এসব প্রতিষ্ঠানে সার্ভার ঠান্ডা রাখতে বিপুল পরিমাণ পানি ও শক্তির প্রয়োজন হয়। অ্যাটোকো চাইছে, ডেটা সেন্টারের অব্যবহৃত তাপ কাজে লাগিয়ে বাতাস থেকে পানি উৎপাদন করতে। এতে একদিকে বর্জ্য তাপের ব্যবহার বাড়বে, অন্যদিকে পানি সরবরাহের বিকল্প উৎস তৈরি হতে পারে।
এখনো রয়েছে কিছু সীমাবদ্ধতা
প্রযুক্তিটির সম্ভাবনা বড় হলেও একে বিশ্বব্যাপী পানিসংকটের তাৎক্ষণিক সমাধান হিসেবে দেখছেন না বিশেষজ্ঞরা। ইউনিভার্সিটি অব ক্যালিফোর্নিয়া, আরভাইনের অধ্যাপক শেঠ কোহেন সতর্ক করে বলেছেন, এমওএফের সম্ভাবনা অনেক হলেও এটি সর্বত্র পানির সংকট দূর করার একক সমাধান নয়।
বিশেষ করে প্রত্যন্ত এলাকায় তাপের নির্ভরযোগ্য উৎস পাওয়া কঠিন হতে পারে। কারণ, পানি সংগ্রহের পর এমওএফ থেকে জলীয় বাষ্প বের করতে তাপ প্রয়োজন। পাশাপাশি প্রযুক্তিটি বড় পরিসরে দীর্ঘ সময় ধরে কতটা কার্যকর থাকে, উৎপাদন ব্যয় কত হয় এবং বাণিজ্যিকভাবে কতটা সম্প্রসারণ সম্ভব—এসব প্রশ্নেরও উত্তর পাওয়া প্রয়োজন।
অ্যাটোকো যুক্তরাষ্ট্র ও উপসাগরীয় সহযোগিতা পরিষদভুক্ত দেশগুলোর অংশীদারদের সঙ্গে পাঁচটি বিদ্যুৎ-সংযুক্ত পরীক্ষামূলক প্রকল্প চালিয়েছে। তবে বড় পরিসরে উৎপাদন ও বাজারজাত করার আগে প্রযুক্তিটির কার্যকারিতা, ব্যয় এবং উৎপাদনক্ষমতা আরও যাচাই করতে হবে।
শৈশবের পানির কষ্ট থেকেই অনুপ্রেরণা
ওমর ইয়াগির ব্যক্তিগত জীবনেও পানির সংকটের অভিজ্ঞতা রয়েছে। জর্ডানে ফিলিস্তিনি শরণার্থী পরিবারে বেড়ে ওঠার সময় তাকে পরিবারের ব্যবহারের জন্য পানি সংগ্রহ করতে হতো। প্রতি দুই সপ্তাহে পানি সরবরাহের গাড়ি এলে পরিবারের জন্য যতটা সম্ভব পানি সংরক্ষণ করতেন তিনি।
শৈশবের সেই অভিজ্ঞতা পানির মূল্য ও সংকট সম্পর্কে তাকে গভীরভাবে সচেতন করেছিল। ইয়াগির মতে, পানির দুষ্প্রাপ্যতা মানুষকে এর গুরুত্ব বুঝতে শেখায়। এখন তার গবেষণার লক্ষ্য এমন প্রযুক্তি তৈরি করা, যার মাধ্যমে মানুষ নিজের প্রয়োজনীয় পানির একটি অংশ নিজেই সংগ্রহ করতে পারবে।
বাতাস থেকে পানি সংগ্রহের এই প্রযুক্তি এখনো উন্নয়ন ও বাণিজ্যিক সম্প্রসারণের পর্যায়ে রয়েছে। তবে শুষ্ক পরিবেশেও জলীয় বাষ্প সংগ্রহের সক্ষমতা এবং অব্যবহৃত তাপ কাজে লাগানোর পরিকল্পনা একে ভবিষ্যতের সম্ভাবনাময় প্রযুক্তিগুলোর একটি করে তুলেছে।