তথ্য-প্রযুক্তির চরম উৎকর্ষের সময়ে আমাদের জীবনের প্রতিটি ক্ষেত্রের সাথেই জড়িয়ে আছে ইলেকট্রনিক্স ও ব্যাটারিচালিত যাবতীয় যন্ত্রাংশ।  বিদ্যুৎচালিত এসব যন্ত্রাংশে বিদ্যুতের মাধ্যমে ব্যবহার উপযোগীতা পাওয়া গেলেও ব্যাটারিচালিত যন্ত্রাংশ একটা সময় পর গিয়ে ব্যাটারির কার্যসক্ষমতা হারিয়ে ফেলে।  পুনঃব্যবহার সুবিধা না থাকা ও চড়া মূল্যের কারনে অনেক সময় প্রয়োজনীয় যন্ত্রাংশ ব্যবহারের অনুপযোগী হয়ে পরে।  গবেষকরা দীর্ঘদিন থেকে এর কারণ ও প্রতিকার খুঁজতে থাকেন।

অবশেষে ইউনিভার্সিটি অব টেক্সাস অ্যাট অস্টিন’, ‘নর্থইস্টার্ন ইউনিভার্সিটি’, ‘স্ট্যানফোর্ড ইউনিভার্সিটি’ ও ‘আর্গন ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি’র একদল গবেষক এর কারণ খুজে পেয়েছেন।  তারা বলছেন, ব্যাটারি যখন চার্জ ও চার্জ শেষ হয় তখন তা শারীরিকভাবে অনেকটা মানুষের মতো ‘নিঃশ্বাস নেয়’ বা সংকুচিত ও প্রসারিত হয়।  এই ক্রমাগত পরিবর্তনের কারণেই ব্যাটারি ধীরে ধীরে চার্জ ধরে রাখার সক্ষমতা হারিয়ে ফেলে।  এছাড়াও বারবার নড়াচড়া ব্যাটারির ভেতরের বিভিন্ন উপাদানের ওপর প্রচণ্ড চাপ তৈরি করে, যা সময়ের সঙ্গে সঙ্গে সেগুলোকে ধীরে ধীরে দুর্বল করে ফেলে।

গবেষণা সংক্রান্ত তথ্যগুলো নিয়ে প্রতিবেদনে লিখেছে বিজ্ঞানভিত্তিক সাইট নোরিজ।

সাধারণত, কোনো ব্যাটারি চার্জের সময় এতে থাকা বিভিন্ন লিথিয়াম আয়ন ইলেকট্রোড বা তড়িৎদ্বার উপাদানের ভেতরে প্রবেশ করে।  আবার যখন ব্যাটারিটি ব্যবহারের মাধ্যমে ডিসচার্জ বা চার্জ শেষ হয় তখন সেসব আয়ন আবার সেখান থেকে বেরিয়ে আসে।

এই অনবরত আসা-যাওয়া ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ কাঠামোকে ফুলিয়ে তোলে ও আবার সংকুচিত করে।  এ নড়াচড়া বা পরিবর্তনটি খুব সূক্ষ্ম হলেও একটি ব্যাটারির পুরো আয়ুষ্কালে তা হাজার হাজার বার ঘটে।  সময়ের সঙ্গে সঙ্গে এই বারবার হতে থাকা নড়াচড়া ব্যাটারির স্থায়ী ক্ষতি করে।  যাকে ‘কেমোমেকানিক্যাল ডিগ্রেডেশন’ বা যন্ত্র রাসায়নিক ক্ষয় হিসেবে বর্ণনা করেছেন বিজ্ঞানীরা।  বিষয়টি ঠিক মানুষের ফুসফুসে বাতাসে ভরে ওঠা ও পরে তা বের করে দেওয়ার মতোই।  বিজ্ঞানীদের এই আবিষ্কার ভবিষ্যতে দীর্ঘস্থায়ী ও নির্ভরযোগ্য ব্যাটারি তৈরি ও ব্যবহারের পথ খুলে দিতে পারে।

ব্যাটারির ভেতরে ফাটল ধরা, উপাদানের আকৃতি নষ্ট ও অন্যান্য কাঠামোগত ক্ষতি হবার ব্যাপারে বিজ্ঞানীরা বলছেন, একটি ব্যাটারির ইলেকট্রোডের ভেতর লাখ লাখ অণুবীক্ষণিক কণা থাকে ও চার্জ হওয়ার সময় প্রতিটি কণা এই চাপের প্রতি ভিন্ন ভিন্নভাবে সাড়া দেয়।

কিছু কণা খুব দ্রুত নিজেদের অবস্থা পরিবর্তন করে আবার অন্যগুলো প্রায় নড়াচড়াই করে না।  এই অসামঞ্জস্যপূর্ণ আচরণের ফলে নির্দিষ্ট কিছু জায়গায় প্রচণ্ড চাপ তৈরি হয়, যা পরবর্তীতে আশপাশের এলাকাগুলোতেও ছড়িয়ে পড়ে।  এটিকে ‘স্ট্রেইন ক্যাসকেডস’ বা চাপের ধারাবাহিক প্রবাহ বলে বর্ণনা করেছেন বিজ্ঞানীরা।

ব্যাটারি চার্জ ও ডিসচার্জের সময় এর ভেতরের বিভিন্ন উপাদান ঠিক কীভাবে কাজ করে তা দেখার জন্য উন্নত এক্স-রে ইমেজিং প্রযুক্তি ব্যবহার করেছেন গবেষকরা।  ট্রান্সমিশন এক্স-রে মাইক্রোস্কোপি ও থ্রিডি এক্স-রে ল্যামিনোগ্রাফির মতো শক্তিশালী যন্ত্র ব্যবহার করে চাপের মুখে প্রতিটি কণা কীভাবে নড়াচড়া করে এবং একে অপরের সঙ্গে কেমন আচরণ করে তার বিস্তারিত ও রিয়াল-টাইম ছবি তুলতে পারেন তারা।