कार्बन फाइबर से संबंधित तकनीकें आकाशीय बिजली से बचा सकती है जान
कार्बन फाइबर मिश्रित पॉलिमर से बनी संरचनाएं एयरोस्पेस, ऊर्जा उत्पादन और यातायात के साथ-साथ अब इसका उपयोग बिजली गिरने पर सुरक्षा प्रदान करने वाली तकनीक में किया जा सकता है।
On: Thursday 23 September 2021
फोटो : विकिमीडिया कॉमन्स और जर्नल ऑफ एप्लाइड फिजिक्स कार्बन फाइबर मिश्रित पॉलिमर से बनी संरचनाएं एयरोस्पेस, बुनियादी ढांचे, ऊर्जा उत्पादन और यातायात में महत्वपूर्ण भूमिका निभा रही हैं। कार्बन फाइबर में पाए जाने वाले अनोखे गुणों में विद्युत चुम्बकीय इंटरफेरेंस (ईएमआई) कवच के रूप में स्वास्थ्य निगरानी और बिजली गिरने पर सुरक्षा प्रदान करने वाली तकनीक में इसका उपयोग किया जा सकता है।
फिर भी, कार्बन फाइबर की विद्युत चालकता और सूक्ष्म संरचना के कारण विद्युत के प्रवाह का इस पर किस तरह का असर पड़ेगा इसका पूर्वानुमान लगाना चुनौतीपूर्ण है।
अमेरिका के इलिनोइस विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक कार्बन फाइबर के चारों ओर बहने वाली विद्युत प्रतिरोधकता की पहली बार प्रत्यक्ष माप की है। शोधकर्ताओं ने इस चुनौतीपूर्ण माप को पूरा करने के लिए वैन डेर पॉव विधि नामक तकनीक का उपयोग किया।
सह-अध्ययनकर्ता नैन्सी सॉटोस ने कहा हमारे प्रयोग इस बात की पुष्टि करते हैं कि कार्बन फाइबर में चारों ओर (ट्रान्सवर्स) मापा गया विद्युत गुण फाइबर की लंबाई के साथ मापे गए गुणों के समान नहीं पाया गया।
जब कार्बन फाइबर बनते हैं, तो मजबूत कार्बन-कार्बन सहसंयोजक बंध बनाते है तथा फाइबर धुरी के समानांतर होते हैं। चारों दिशाओं में सतह के बीच केवल कमजोर वैन डेर वाल्स नामक बांड या बंध मौजूद होते हैं, जिसके प्रमुख गुण इस पर निर्भर होते हैं।
शोधकर्ताओं ने कार्बन फाइबर के चारों दिशाओं में प्रतिरोधकता को सटीक रूप से मापने के लिए वैन डेर पॉव विधि के रूप में जानी जाने वाली तकनीक का उपयोग किया। प्रतिरोध माप एक केंद्रित आयन बीम का उपयोग करके कार्बन फाइबर के एक टुकड़े पर किया गया था और विद्युत प्रतिरोध माप के लिए इलेक्ट्रोड से जुड़ा था।
सह-अध्ययनकर्ता सतोशी मात्सुओ ने कहा हमारे परिणामों से पता चलता है कि एक आईएम7 कार्बन फाइबर में लंबाई के समानांतर दिशा में अधिक विद्युत प्रवाह होता है। पहले, वैन डेर पॉव विधि का उपयोग मुख्य रूप से पतली फिल्मों या डिस्क की प्रतिरोधकता को मापने के लिए किया जाता था।
शोधकर्ताओं ने एक केंद्रित आयन बीम और एक सुई का उपयोग करके कार्बन फाइबर के एक टुकड़े को काटा और फिर इसमें बदलाव किया, यह इस तरह का उपकरण है जिसे आमतौर पर ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी नमूने तैयार करने के लिए उपयोग किया जाता है।
शोधकर्ता अब दो कार्बन फाइबर के बीच विद्युत संपर्क प्रतिरोध मापने का काम कर रहे हैं। विद्युत संपर्क प्रतिरोध विद्युत प्रतिरोधकता और संपर्क क्षेत्र पर निर्भर करता है, जो उस कोण के आधार पर भी अलग-अलग होता है जिस पर दो फाइबर एक दूसरे को पार करते हैं। यह शोध जर्नल ऑफ एप्लाइड फिजिक्स में प्रकाशित हुआ है।
इसके बाद, वे पर्यावरणीय तापमान जैसे विभिन्न माप स्थितियों के साथ विभिन्न प्रकार के कार्बन फाइबर पर चारों ओर विद्युत प्रतिरोधकता माप की जांच करने की योजना बनाते हैं। सॉटोस ने कहा इस प्रक्रिया को अन्य समरूप प्रवाहकीय रेशेदार सामग्रियों पर भी लागू किया जा सकता है, जैसे कि प्रवाहकीय पॉलिमर फाइबर या धातु फाइबर जैसे माइक्रोन के क्रम व्यास के साथ उपयोग किया जा सकता है।
