કાર્બન ફાઇબરની ઉચ્ચ શક્તિ ક્યાંથી આવે છે?

જેમ આપણે બધા જાણીએ છીએ, કાર્બન ફાઇબર એ ખૂબ જ સારી કામગીરી સાથેનું એક મટિરિયલ છે, જેમાં ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર, ઘર્ષણ પ્રતિકાર, ઉચ્ચ શક્તિ અને ઓછા વજનના ફાયદા છે. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, સામગ્રી જેટલી ભારે હશે, તે વધુ મજબૂત હશે. ઉદાહરણ તરીકે: ધાતુ, પ્લાસ્ટિક, પરંતુ કાર્બન ફાઇબરનું વજન સ્ટીલના માત્ર એક ચતુર્થાંશ છે, પરંતુ તેની મજબૂતાઈ તેના કરતા અનેક ગણી વધારે છે. કાર્બન ફાઇબરની ઉચ્ચ શક્તિ ક્યાંથી આવે છે?

કાર્બન ફાઇબરની આટલી ઊંચી શક્તિ શા માટે છે તેનું કારણ સામાન્ય રીતે કાર્બન અણુઓની સુઘડ ગોઠવણીને કારણે હોવાનું માનવામાં આવે છે. તદુપરાંત, ફાઇબર જેટલા ઝીણા હોય છે, તેટલી તેની સંબંધિત શક્તિ વધારે હોય છે, કારણ કે પાતળા ફાઇબર પર ઓછા ખામીઓ હોય છે, જે સ્તરવાળી રચનાનો વિસ્તાર વધારે છે. અને તેમને સ્તર-દર-સ્તર સ્ટેક કરવાથી ફાઇબરના કઠિનતા મોડ્યુલસમાં સુધારો થઈ શકે છે. કઠિનતાના ઉચ્ચ મોડ્યુલસ સાથેનો ફાઇબર ખૂબ જ સખત ઝરણા જેવો છે. જ્યારે મોટો ભાર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેનું વિસ્તરણ ખૂબ નાનું હોય છે. ઉચ્ચ કઠિનતા અને ઉચ્ચ શક્તિનું સંયોજન કાર્બન ફાઇબરની એપ્લિકેશન શ્રેણીને વિસ્તૃત કરે છે. કાર્બન ફાઇબરના વિકાસનું વલણ એ છે કે તાકાત વધુને વધુ ઊંચી થઈ રહી છે. ઉદાહરણ તરીકે, 1980ના દાયકામાં, 3000MPa કાર્બન ફાઇબરનો મુખ્યત્વે ઉપયોગ થતો હતો. 1990 ના દાયકાના અંતમાં, ફાઇબરની મજબૂતાઈ 7000MPa સુધી પહોંચી, અને તેનો ઉપયોગ એન્જિનિયરિંગમાં થવા લાગ્યો. એવો અંદાજ છે કે કાર્બન ફાઇબરની સૈદ્ધાંતિક શક્તિ 150GPa સુધી પહોંચી શકે છે.

કાર્બન ફાઇબર એટલો સારો છે કે તેનો ઉપયોગ રેસિંગ બોટના હલ બનાવવા માટે થઈ શકે છે જેને વિકૃત કર્યા વિના વિશાળ તરંગોના ધબકારા સામે ટકી રહેવાની જરૂર છે. કાર્બન ફાઇબરને માત્ર યાંત્રિક ભાગો, રમતગમતનો સામાન, મકાન સામગ્રીમાં જ પ્રક્રિયા કરી શકાતી નથી, પણ ગળાનો હાર અને દાગીના જેવી સજાવટ પણ કરી શકાય છે.