बिरुवाहरु बाट कार्बन फाइबर

कार्बन फाइबरले हाम्रो जीवनका धेरै क्षेत्रहरू जस्तै सिभिल इन्जिनियरिङ्, उड्डयन र सैन्य उद्योगमा क्रान्तिकारी परिवर्तन गरेको छ। तिनीहरू स्टील भन्दा पाँच गुणा बलियो छन् र अझै धेरै हल्का छन्। तिनीहरू पनि, दुर्भाग्यवश, अपेक्षाकृत महँगो छन्। कोलोराडोको राष्ट्रिय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशालाका अनुसन्धानकर्ताहरूको टोलीले नवीकरणीय स्रोतबाट कार्बन फाइबर उत्पादन गर्ने प्रविधि विकास गरेको छ। यसका लागि धन्यवाद, यो महत्त्वपूर्ण रूपमा तिनीहरूको मूल्य घटाउन र एकै समयमा हरितगृह ग्यास उत्सर्जन कम गर्न सम्भव छ।

कार्बन फाइबर उच्च कठोरता, उच्च यांत्रिक शक्ति र कम वजन द्वारा विशेषता हो। यी गुणहरूको कारण, तिनीहरू निर्माणमा प्रयोग गरिएको छ, धेरै वर्षको लागि। हवाईजहाज, खेल कार, साथै साइकल र टेनिस रैकेट। तिनीहरू पेट्रोलियम उत्पत्तिको पोलिमरहरूको पाइरोलिसिसको प्रक्रियामा प्राप्त हुन्छन् (मुख्यतया पोलीएक्रिलोनिट्रिल), जसमा अक्सिजन बिना र उच्च दबाबमा 3000 ℃ सम्मको तापक्रममा पोलिमर फाइबरको तताउने धेरै घण्टामा हुन्छ। यसले फाइबरलाई पूर्णतया कार्बोनाइज गर्दछ - कार्बन बाहेक केहि बाँकी छैन। यस तत्वको परमाणुहरूले क्रमबद्ध हेक्सागोनल संरचना (ग्रेफाइट वा ग्राफिन जस्तै) बनाउँछ, जुन कार्बन फाइबरको असाधारण गुणहरूको लागि प्रत्यक्ष रूपमा जिम्मेवार छ।

अमेरिकीहरूले पाइरोलिसिस चरणलाई परिवर्तन गर्ने योजना गर्दैनन्। यसको सट्टा, तिनीहरू आफ्नो मुख्य कच्चा पदार्थ, polyacrylonitrile बनाउने तरिका परिवर्तन गर्न चाहन्छन्। यस पोलिमरको संश्लेषणलाई एक्रिलोनिट्रिल चाहिन्छ, जुन हाल कच्चा तेलको प्रशोधनको परिणामको रूपमा बनाइएको छ। कोलोराडोका वैज्ञानिकहरूले यसलाई जैविक खेतीको फोहोरले प्रतिस्थापन गर्ने प्रस्ताव गरेका छन्। त्यस्ता बायोमासबाट निकालिएको चिनीलाई चयन गरिएका सूक्ष्मजीवहरूद्वारा किण्वन गरिन्छ र त्यसपछि तिनीहरूका उत्पादनहरूलाई एक्रिलोनिट्रिलमा परिणत गरिन्छ। उत्पादन सामान्य रूपमा जारी छ।

यस प्रक्रियामा नवीकरणीय कच्चा पदार्थको प्रयोगले वायुमण्डलमा हरितगृह ग्यास उत्सर्जन कम गर्न मद्दत गर्नेछ। बजारमा polyacrylonitrile को उपलब्धता पनि बढ्नेछ, जसले यसको आधारमा कार्बन फाइबरको मूल्य कम गर्नेछ। यो केवल यो विधि को औद्योगिक उपयोग को लागी प्रतीक्षा गर्न बाँकी छ।

स्रोत: popsci.com, फोटो: upload.wikimedia.org