नवनीत
Published: Wednesday, July 30, 2014
कार्बन
हा एक अधातू आहे, पण यापासून सूक्ष्म तार बनते आणि ही 'कार्बन फायबर'
म्हणून ओळखली जाते. कार्बन फायबरचं वजन कमी, पण मजबुती मात्र ही
स्टीलसारखी. म्हणूनच कार्बन फायबरचा वापर करून गोल्फ खेळासाठी लागणारं
साहित्य, टेनिस रॅकेट इ. बनवितात. कार्बन फायबरला ही मजबूती कशामुळं
प्राप्त झाली असेल? कार्बन फायबर अर्थातच नावाप्रमाणेच कार्बन अणूंनी
बनलेलं आहे. एकच पदार्थ वेगवेगळ्या भौतिक स्वरूपांत, परंतु समान रासायनिक
स्वरूपात आढळतात, यांना त्या पदार्थाची अपरूपे म्हणतात. हिरा आणि ग्रॅफाइट
ही कार्बनची अपरूपे आहेत. ग्रॅफाइट मऊ, राखाडी काळ्या रंगाचा स्फटिकी
पदार्थ आहे, कारण ग्रॅफाइटमध्ये प्रत्येक कार्बन अणू इतर तीन कार्बन
अणूंसोबत अशा प्रकारे बंधित असतो की, त्यामुळे प्रतलीय षट्कोनी रचना तयार
होते. ग्रॅफाइटमध्ये हे षट्कोनीय अणूचं प्रतल एकमेकांना समांतर असतात,
त्यामुळे ग्रॅफाइट हे मऊ आहे. पेन्सिलमध्ये ग्रॅफाइट असल्याने लिहिताना
ग्रॅफाइटचे थर घसरल्यानं लिहिणं ही क्रिया सोपी होते. या ग्रॅफाइटप्रमाणेच
कार्बन फायबरमध्ये या अणूंची फायबरला समांतर अति अतिसूक्ष्म स्फटिक रचना
आढळते. कार्बन फायबरच्या अणूंच्या रचनेत फरक इतकाच की, हे षट्कोनीय प्रतलीय
थर एकमेकांशी रासायनिक बंधाने जोडलेले असतात. त्यामुळेच कार्बन फायबरला
मजबुती प्राप्त झाली आहे. उष्णताविरोधक असल्यामुळे तापवलं असता प्रसरण पावत
नाही.१८७९ मध्ये प्रथम एडिसन या शास्त्रज्ञाने त्याच्या सुरुवातीच्या विद्युत दिव्यात बांबूपासून कार्बन फायबर तयार करून वापर केला होता. मात्र आता कार्बन फायबर हे पॉलिमरपासून (पॉलिएॅक्रिलोनायट्रिल) तयार करतात. हे पॉलिमर तयार झाल्यानंतर त्यातील अणू फायबरला समांतर होईपर्यंत ताणलं जातं. नंतर या पॉलिमरचं २०० ते ३०० अंश सेल्सिअस तापमानाला ऑक्सिडेशन प्रक्रियेत हायड्रोजन काढून ऑक्सिजन घातलं जातं. २५०० अंश सेल्सिअस या उच्च तापमानाला तापवून कार्बनीकरण केलं जातं. अशा प्रकारे तयार केलेल्या कार्बन फायबरमध्ये जवळजवळ ९०% कार्बन अणू असतात. हे धागे विणून चटई करतात आणि नंतर ही चटई इपॉक्सी रेझिनमध्ये बद्ध करून वेगवेगळ्या वस्तू तयार करण्यासाठी वापरतात.
No comments:
Post a Comment