बातम्या

जसे जसे 5G बेस स्टेशन्सची घनता वाढत आहे, मोबाईल फोन अँटेनांची संख्या वाढत आहे आणि फायबर ऑप्टिक केबल नेटवर्क्स अधिक व्यापक होत आहेत, तसे दळणवळण उपकरणांसाठीच्या सामग्रीच्या गरजा केवळ 'पुरेशा' पासून 'अत्यंत' कडे सरकत आहेत: कमी डायलेक्ट्रिक लॉस, उच्च इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शिल्डिंग, हलकी रचना आणि वृद्धत्व प्रतिरोधकता.
कमी डायलेक्ट्रिक स्थिरांक, नैसर्गिक इन्सुलेशन आणि मजबूत हवामान प्रतिरोध यांसारख्या गुणधर्मांमुळे, बॅसाल्ट फायबरला बेस स्टेशन अँटेना, ऑप्टिकल केबल स्ट्रेंथ मेंबर्स आणि रॅडोम्स यांसारख्या मुख्य घटकांमध्ये स्थान मिळत आहे. विद्यमान सामग्रीची जागा घेण्याऐवजी, ते उच्च-फ्रिक्वेन्सी, उच्च-गती अनुप्रयोगांसाठी कार्यक्षमता आणि किफायतशीरपणा यांचा उत्कृष्ट समतोल साधते.

अलीकडेच, अनेक वर्षांच्या तांत्रिक अडथळ्यांवर मात केल्यानंतर, वुहान टेक्सटाईल युनिव्हर्सिटीने कठीण बेसॉल्टपासून मानवी केसांपेक्षाही बारीक तंतू यशस्वीपणे तयार केले आणि त्यांपासून १३००°C तापमान सहन करण्यास सक्षम असलेले "बेसॉल्ट ड्रॅगन-स्केल सूट्स" विणले. या महत्त्वपूर्ण शोधाने आघाडीच्या वस्त्रोद्योग कंपन्यांचे लक्ष वेधून घेतले आहे. हा शोध केवळ पारंपरिक अग्निशमन सूट्समधील संरक्षणात्मक उणिवा दूर करत नाही, तर कमी खर्चात उत्कृष्ट कामगिरी देखील साध्य करतो. वुहान अग्निशमन आणि बचाव विभागाच्या प्रतिनिधींनी अलीकडेच या सूट्सच्या एका तुकडीची मागणी नोंदवण्यासाठी विद्यापीठाला भेट दिली. या नावीन्यपूर्ण शोधाने केवळ स्थानिक हुबेई उद्योगांचेच नव्हे, तर देशभरातील अनेक आघाडीच्या वस्त्रोद्योग कंपन्यांचेही लक्ष वेधून घेतले आहे.

लहान UAV मधील मध्यम ते कमी भाराच्या संरचनांसाठी BFRP योग्य आहे आणि वजन कमी करणे, गंजरोधकता, तसेच कंपन/अवनमन कमी करणे या दृष्टीने ते उपयुक्त ठरते; तथापि, उच्च दृढता आवश्यक असलेल्या भागांमध्ये त्याचा वापर टाळावा. जर दृढता हा महत्त्वाचा घटक नसेल, परंतु किंमत महत्त्वाची असेल, तर BFRP हे CFRP पेक्षा लक्षणीयरीत्या अधिक किफायतशीर ठरते.

चंद्राच्या दूरच्या भागावर फडकवल्या जाणाऱ्या बेसॉल्ट फायबरच्या राष्ट्रध्वजांपासून ते खोल समुद्रातील मत्स्यपालन प्लॅटफॉर्मच्या मुख्य संरचनांपर्यंत आणि महामार्गांच्या तडे-प्रतिरोधक सबबेसपर्यंत, बेसॉल्ट सामग्री तिच्या अपवादात्मक उच्च-तापमान प्रतिरोध, क्षरण-प्रतिरोध आणि वृद्धत्व-विरोधी कामगिरीमुळे अत्यंत प्रतिकूल वातावरणात आणि दैनंदिन अभियांत्रिकी प्रकल्पांमध्येही उठून दिसली आहे.

पृथ्वीच्या खोलवर मॅग्मा थंड होऊन घनीभूत झाल्याने तयार झालेला हा नैसर्गिक ज्वालामुखी खडक, प्रक्रियेनंतर अशी 'अतिशय मजबूत' वैशिष्ट्ये दाखवतो, जी पारंपरिक सामग्रीपेक्षा कितीतरी पटीने श्रेष्ठ आहेत. परिणामी, उच्च-स्तरीय उत्पादन, पायाभूत सुविधा अभियांत्रिकी आणि एरोस्पेस क्षेत्रांमध्ये ही एक पसंतीची पर्यायी सामग्री बनली आहे. आज आपण बेसॉल्ट सामग्रीच्या कार्यक्षमतेच्या तीव्रतेचे तीन मुख्य आयामांमध्ये विश्लेषण करणार आहोत, जेणेकरून नेमके काय त्याला इतके मजबूत बनवते हे आपल्याला समजेल.

समुद्रावरील पूल, खोल पाण्यातील टर्मिनल, सागरी पवन ऊर्जा प्रकल्प... समुद्रात बांधलेले हे 'अवाढव्य महाकाय' दिसायला भव्य असले तरी, त्यांना लाटांची झीज, क्षार आणि अल्कलीमुळे होणारा क्षरण, आणि बदलत्या ओल्या-सुक्‍त चक्रांचा दररोज 'क्रूर छळ' सहन करावा लागतो. अशा वातावरणात, पक्क्या काँक्रीटच्या संरचना फुटण्यापासून, तडे जाण्यापासून किंवा वेळेआधीच निकामी होण्यापासून सुरक्षित राहतील याची खात्री करणे, हे जागतिक अभियांत्रिकी समुदायासाठी फार पूर्वीपासून एक त्रासदायक आव्हान राहिले आहे.

बऱ्याच काळापासून, काँक्रीटची कणखरता वाढवण्यासाठी आणि त्याला तडे जाण्यापासून रोखण्यासाठी त्यात वारंवार स्टील फायबर्सचा समावेश केला जातो. तथापि, मिठाच्या फवाऱ्याच्या आणि समुद्राच्या पाण्याच्या कठोर परिस्थितीसाठी स्टील फायबर्स अनेकदा अयोग्य ठरतात; एकदा का क्लोराईड आयन काँक्रीटमधील भेगांमध्ये शिरले की, स्टील फायबर्सना गंज चढतो आणि त्यांचा आकार वाढतो, ज्यामुळे विरोधाभासाने काँक्रीटला आतून तडे जातात आणि इमारतीचा कोसळण्याचा वेग वाढतो.
अलीकडेच, सागरी अभियांत्रिकीसाठी उच्च टिकाऊपणावर लक्ष केंद्रित केलेल्या एका नवीन सामग्री अभ्यासाने एक अत्यंत आशादायक उपाय सादर केला आहे: नैसर्गिक ज्वालामुखी खडकातून धागे काढून तयार केलेले बॅसाल्ट तंतू, सागरी काँक्रीटवर गंज-प्रतिरोधक 'कवचाचा' थर चढवण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात. हे 'संरचनात्मक बंधनासाठी मोठे तंतू' आणि 'छिद्र बंद करण्यासाठी लहान तंतू' यांच्या संयोजनाचा समावेश असलेल्या बहु-स्तरीय श्रेणीकरण मॉडेलद्वारे साध्य केले जाते.

जेव्हा ड्रोन वणव्यांवर लक्ष ठेवण्यासाठी आकाशात झेपावतात आणि बुद्धिमान रोबोट कारखान्यात पुनरावृत्तीची कामे अचूकपणे पार पाडतात, तेव्हा या स्मार्ट उपकरणांच्या कार्यक्षम कार्याला अनेकदा एका अशा 'अढळ आधारा'चा आधार असतो, ज्याकडे सहज दुर्लक्ष केले जाते: तो म्हणजे ज्वालामुखीच्या खडकापासून मिळवलेला एक नवीन पदार्थ—बेसाल्ट फायबर. दिसायला साधा वाटत असला तरी, त्याच्या अद्वितीय गुणधर्मांमुळे तो ड्रोन आणि रोबोट्सच्या कार्यक्षमतेच्या मर्यादा ओलांडण्याची गुरुकिल्ली ठरला आहे, आणि बुद्धिमान उपकरणांच्या क्षेत्रात शांतपणे एका पदार्थ क्रांतीला चालना देत आहे.

१,४५०°C ते १,५००°C तापमानात नैसर्गिक बेसॉल्ट खडक वितळवून आणि त्याचे तंतू बनवून तयार केलेल्या या अभिनव अजैविक पदार्थात अनेक फायदे आहेत—जसे की हलके वजन असूनही मजबूत असणे, हवामान प्रतिरोध, गंजरोधकता आणि पर्यावरणपूरकता—जे सध्या ड्रोन आणि रोबोटिक्स उद्योगांमध्ये पदार्थ क्रांतीला चालना देत आहेत. चला, आज आपण त्याच्या लपलेल्या क्षमता उलगडून पाहूया!

बेसॉल्ट फायबर हा एक अजैविक तंतुमय पदार्थ आहे, जो नैसर्गिक बेसॉल्ट धातू उच्च तापमानात वितळवून त्यातून धागे काढून तयार केला जातो. त्याच्या अपवादात्मक भौतिक-रासायनिक गुणधर्मांमुळे—विशेषतः उच्च-तापमानाच्या वातावरणातील कामगिरीमुळे—याने व्यापक लक्ष वेधून घेतले आहे. विशेष म्हणजे, उच्च-तापमान-प्रतिरोधक बेसॉल्ट फायबर—या पदार्थाची एक प्रमुख उप-श्रेणी—अत्यधिक तापमानाचा प्रतिकार करण्याची क्षमता आवश्यक असलेल्या अनेक उपयोगांमध्ये अद्वितीय मूल्य दर्शवते.

अलीकडे, चांगे-६ चंद्र शोध मोहीम आणि जगातील पहिले खोल समुद्रातील बेसॉल्ट फायबर मत्स्यपालन व्यासपीठ यांसारख्या प्रमुख उपयोगांच्या यशस्वी पूर्ततेमुळे, बेसॉल्ट फायबर प्रयोगशाळेतील संशोधनाच्या निष्कर्षातून मूर्त औद्योगिक उत्पादकता असलेल्या एका धोरणात्मक नवीन सामग्रीमध्ये वेगाने रूपांतरित होत आहे. पर्यावरणपूरक, कमी-कार्बन, हलके, उच्च-शक्तीचे, हवामान-प्रतिरोधक आणि गंज-प्रतिरोधक असण्याचे एकत्रित फायदे असल्यामुळे, बेसॉल्ट फायबर आता—गुणवत्ता देखरेख आणि मानकांच्या एका व्यापक प्रणालीच्या पाठबळाने—अंतराळ-दर्जाच्या उपयोगांमध्ये यश मिळवत आहे आणि नागरी क्षेत्रांमध्ये व्यापक व्यापारीकरण साधत आहे, ज्यामुळे उद्योगाची एकूण स्पर्धात्मकता सतत वाढत आहे.

ड्रोन समुदायात, कार्बन फायबरला दीर्घकाळापासून 'काळे सोने' मानक मानले जाते. तथापि, जर तुम्ही अवाजवी खर्च, जीपीएस सिग्नलमधील तीव्र व्यत्यय किंवा आघाताने धुळीत रूपांतरित होणाऱ्या फ्रेम आर्म्सना कंटाळले असाल, तर 'ज्वालामुखी खडकाची शक्ती'—बेसाल्ट फायबर—हळूहळू या क्षेत्रातील नियम बदलत आहे.
विशेषतः, २०० जीएसएम टवील बॅसाल्ट फायबर फॅब्रिक हे केवळ कार्बन फायबरचा थेट पर्याय नाही; तर ते लहान ते मध्यम आकाराच्या ड्रोनच्या फ्रेम्सच्या उत्क्रांतीमधील एक महत्त्वपूर्ण टप्पा आहे.

बेसॉल्ट फायबर हा नैसर्गिक बेसॉल्ट धातूपासून तयार केलेला एक अखंड धागा आहे; या धातूला उच्च तापमानात वितळवून, नंतर प्लॅटिनम-ऱ्होडियम मिश्रधातूच्या बुशिंगमधून वेगाने ओढले जाते. त्याचा रंग सामान्यतः सोनेरी-तपकिरी असतो. बेसॉल्ट धातू हा ज्वालामुखीच्या उद्रेकानंतर तयार होणारा एक सामान्य खडक आहे, आणि तो साठ्यांमध्ये मुबलक असून पृथ्वीच्या कवचात सर्वत्र पसरलेला आहे. या सामान्य दगडाचे उच्च-कार्यक्षम फायबरमध्ये रूपांतर करणे हे आधुनिक पदार्थ विज्ञानाच्या कल्पकतेचे उत्तम उदाहरण आहे.
रासायनिक रचनेनुसार, बॅसाल्ट फायबरमध्ये प्रामुख्याने सिलिकॉन डायऑक्साइड, ॲल्युमिनियम ऑक्साईड, कॅल्शियम ऑक्साईड आणि मॅग्नेशियम ऑक्साईड यांसारखे ऑक्साईड असतात आणि त्याचे वर्गीकरण सिलिकेट फायबर म्हणून केले जाते. त्याची उत्पादन प्रक्रिया पर्यावरणस्नेही आहे. बॅसाल्ट धातुक उच्च-तापमानाच्या भट्ट्यांमध्ये वितळलेल्या अवस्थेपर्यंत तापवले जाते; या संपूर्ण प्रक्रियेदरम्यान, कोणतेही रासायनिक अभिकर्मक टाकले जात नाहीत, किंवा कोणतेही हानिकारक टाकाऊ वायू तयार होत नाहीत, आणि परिणामी मिळणारा स्लग पुनर्वापरला जाऊ शकतो. ज्यांच्या निर्मितीसाठी जटिल रासायनिक प्रक्रियांची आवश्यकता असते अशा काही कृत्रिम फायबरच्या तुलनेत, बॅसाल्ट फायबरची उत्पादन प्रक्रिया तुलनेने सोपी आहे आणि त्यात कमी ऊर्जा लागते.
बॅसाल्ट फायबरची कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्ये उच्च-शक्तीच्या ग्लास फायबर आणि कार्बन फायबर यांच्या दरम्यान येतात; त्यात अनेक उत्कृष्ट गुणधर्म एकत्रित केलेले असल्यामुळे, विविध क्षेत्रांमध्ये त्याचा व्यावहारिक उपयोग होतो.