वनस्पती पासून कार्बन तंतू

कार्बन तंतूंनी आपल्या जीवनातील अनेक क्षेत्रांमध्ये क्रांती घडवून आणली आहे जसे की सिव्हिल इंजिनीअरिंग, विमानचालन आणि लष्करी उद्योग. ते स्टीलपेक्षा पाचपट मजबूत आणि तरीही खूप हलके आहेत. ते देखील, दुर्दैवाने, तुलनेने महाग आहेत. कोलोरॅडो येथील नॅशनल रिन्युएबल एनर्जी लॅबोरेटरीतील संशोधकांच्या टीमने नूतनीकरणयोग्य स्त्रोतांपासून कार्बन तंतू तयार करण्यासाठी तंत्रज्ञान विकसित केले आहे. याबद्दल धन्यवाद, त्यांची किंमत लक्षणीयरीत्या कमी करणे आणि त्याच वेळी ग्रीनहाऊस गॅस उत्सर्जन कमी करणे शक्य आहे.

कार्बन फायबर उच्च कडकपणा, उच्च यांत्रिक शक्ती आणि कमी वजन द्वारे दर्शविले जातात. या गुणधर्मांमुळे, ते बर्याच वर्षांपासून बांधकामात वापरले गेले आहेत. विमाने, स्पोर्ट्स कार, तसेच सायकली आणि टेनिस रॅकेट. ते पेट्रोलियम उत्पत्तीच्या पॉलिमरच्या पायरोलिसिसच्या प्रक्रियेत (प्रामुख्याने पॉलीएक्रिलोनिट्रिल) प्राप्त केले जातात, ज्यामध्ये ऑक्सिजनशिवाय आणि उच्च दाबाखाली 3000 डिग्री सेल्सियस पर्यंत तापमानात पॉलिमर तंतू अनेक तास गरम केले जातात. हे फायबरचे पूर्णपणे कार्बनीकरण करते - कार्बनशिवाय काहीही शिल्लक नाही. या घटकाचे अणू क्रमबद्ध षटकोनी रचना (ग्रेफाइट किंवा ग्राफीन सारखे) तयार करतात, जे कार्बन तंतूंच्या असाधारण गुणधर्मांसाठी थेट जबाबदार असतात.

अमेरिकन स्वतः पायरोलिसिस स्टेज बदलण्याची योजना करत नाहीत. त्याऐवजी, त्यांना त्यांचा मुख्य कच्चा माल, पॉलीएक्रिलोनिट्रिल बनवण्याची पद्धत बदलायची आहे. या पॉलिमरच्या संश्लेषणासाठी ऍक्रिलोनिट्रिलची आवश्यकता असते, जी सध्या कच्च्या तेलाच्या प्रक्रियेच्या परिणामी तयार होते. कोलोरॅडोचे शास्त्रज्ञ ते सेंद्रिय शेतातील कचऱ्याने बदलण्याचा प्रस्ताव देत आहेत. अशा बायोमासमधून काढलेल्या शर्करा निवडक सूक्ष्मजीवांद्वारे किण्वन केल्या जातात आणि नंतर त्यांच्या उत्पादनांचे अॅक्रिलोनिट्राईलमध्ये रूपांतर केले जाते. उत्पादन नेहमीप्रमाणे सुरू आहे.

या प्रक्रियेत अक्षय कच्च्या मालाचा वापर केल्यास वातावरणातील हरितगृह वायूचे उत्सर्जन कमी होण्यास मदत होईल. बाजारात पॉलीएक्रिलोनिट्रिलची उपलब्धता देखील वाढेल, ज्यामुळे त्यावर आधारित कार्बन फायबरच्या किमती कमी होतील. या पद्धतीच्या औद्योगिक वापरासाठी केवळ प्रतीक्षा करणे बाकी आहे.

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