पौधों से कार्बन फाइबर

कार्बन फाइबर ने हमारे जीवन के कई क्षेत्रों जैसे सिविल इंजीनियरिंग, विमानन और सैन्य उद्योग में क्रांति ला दी है। वे स्टील से पांच गुना अधिक मजबूत हैं और फिर भी बहुत हल्के हैं। दुर्भाग्य से, वे अपेक्षाकृत महंगे भी हैं। कोलोराडो में राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला के शोधकर्ताओं की एक टीम ने नवीकरणीय स्रोतों से कार्बन फाइबर का उत्पादन करने के लिए एक तकनीक विकसित की है। इसके लिए धन्यवाद, उनकी कीमत को काफी कम करना और साथ ही ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करना संभव है।

कार्बन फाइबर उच्च कठोरता, उच्च यांत्रिक शक्ति और कम वजन की विशेषता है। इन गुणों के कारण, उनका उपयोग निर्माण में किया गया है, जिसमें कई वर्षों से भी शामिल है। हवाई जहाज, स्पोर्ट्स कार, साथ ही साइकिल और टेनिस रैकेट। वे पेट्रोलियम मूल के पॉलिमर (मुख्य रूप से पॉलीएक्रिलोनिट्रिल) के पायरोलिसिस की प्रक्रिया में प्राप्त होते हैं, जिसमें ऑक्सीजन के बिना और उच्च दबाव में 3000 ℃ तक तापमान पर बहुलक फाइबर के हीटिंग के कई घंटे होते हैं। यह फाइबर को पूरी तरह से कार्बोनाइज करता है - कार्बन के अलावा कुछ नहीं बचता है। इस तत्व के परमाणु एक क्रमबद्ध हेक्सागोनल संरचना (ग्रेफाइट या ग्रेफीन के समान) बनाते हैं, जो कार्बन फाइबर के असाधारण गुणों के लिए सीधे जिम्मेदार है।

अमेरिकियों की पायरोलिसिस चरण को बदलने की योजना नहीं है। इसके बजाय, वे अपना मुख्य कच्चा माल, पॉलीएक्रिलोनिट्राइल बनाने के तरीके को बदलना चाहते हैं। इस पॉलिमर के संश्लेषण के लिए एक्रिलोनिट्राइल की आवश्यकता होती है, जो वर्तमान में कच्चे तेल के प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप बनता है। कोलोराडो के वैज्ञानिक इसे जैविक कृषि अपशिष्ट से बदलने का प्रस्ताव दे रहे हैं। ऐसे बायोमास से निकाली गई शर्करा को चयनित सूक्ष्मजीवों द्वारा किण्वित किया जाता है और फिर उनके उत्पादों को एक्रिलोनिट्राइल में बदल दिया जाता है। उत्पादन सामान्य रूप से जारी है.

इस प्रक्रिया में नवीकरणीय कच्चे माल के उपयोग से वातावरण में ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने में मदद मिलेगी। बाजार में पॉलीएक्रिलोनिट्राइल की उपलब्धता भी बढ़ेगी, जिससे इस पर आधारित कार्बन फाइबर की कीमतें कम हो जाएंगी। इस पद्धति के औद्योगिक उपयोग की प्रतीक्षा करना ही शेष है।

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