काठमाण्डौं — विज्ञानको क्षेत्रमा दशकौँदेखि चर्चामा रहेको ‘कार्बन नानोट्युब’ (Carbon Nanotube) ले अन्तत परम्परागत तामाको तार (Copper wiring) लाई चुनौती दिने संकेत देखाएको छ। हालै ‘साइन्स’ (Science) जर्नलमा प्रकाशित एक अनुसन्धान अनुसार वैज्ञानिकहरूले कार्बन नानोट्युबमा विशेष रसायन मिसाएर यसको विद्युत् प्रवाह गर्ने क्षमतालाई तामाको नजिक पुर्याउन सफलता पाएका छन्।
यो खोजले भविष्यमा हल्का, बलियो र अत्यधिक कार्यक्षमता भएका विद्युतीय तारहरूको विकासमा नयाँ बाटो खोलेको छ।
‘डोपिङ’ प्रविधिले बढायो क्षमता
कार्बन नानोट्युब आफैँमा हलुका र बलियो भए पनि यसबाट धेरै मात्रामा इलेक्ट्रोनहरू प्रवाह गराउनु चुनौतीपूर्ण रहँदै आएको थियो। स्पेनका अनुसन्धानकर्ताहरूले ‘डबल-वाल्ड’ (Double-walled) नानोट्युब फाइबरमा ‘टेट्राक्लोरोएल्युमिनेट’ (Tetrachloroaluminate – $AlCl_4^-$) नामक रसायन मिसाएर यसको क्षमता बढाएका हुन्।
विज्ञानको भाषामा यस प्रक्रियालाई ‘डोपिङ’ (Doping) भनिन्छ। यस प्रक्रियामा नानोट्युबका रेसाहरूबीच रहेको खाली ठाउँमा उक्त रसायन भरिन्छ जसले थप इलेक्ट्रोनहरू प्रदान गरी बिजुलीको प्रवाहलाई तीब्र बनाउँछ।
तामा र एल्युमिनियमभन्दा उत्कृष्ट कार्यक्षमता
अनुसन्धानका क्रममा प्राप्त नतिजाहरू निकै उत्साहजनक देखिएका छन्:
- १० गुणा बढी विद्युत् प्रवाह: यो नयाँ रसायनको प्रयोगले नानोट्युब फाइबरको औषत विद्युत् चालकता (Conductivity) १० गुणाले बढाएको छ। कतिपय फाइबरमा त यो १५ गुणासम्म बढी पाइएको छ।
- तौल र घनत्वको फाइदा: तामाको तुलनामा कार्बन नानोट्युब निकै हलुका हुन्छ। घनत्व (Density) का आधारमा तुलना गर्दा यी ‘डोप्ड’ फाइबरहरूले तामालाई समेत उछिनेका छन्।
- अत्यधिक मजबुती: यो सामग्री तामा वा एल्युमिनियम भन्दा कयौँ गुणा बलियो छ। यसको ‘टेन्साइल स्ट्रेन्थ’ (Tensile Strength) स्टिलको नजिक रहेको अनुसन्धानले देखाएको छ।
प्रयोग र सम्भावना
यस प्रविधिलाई विशेषगरी हवाई जहाज, अन्तरिक्ष यान र उच्च क्षमताका विद्युतीय प्रसारण लाइन (Transmission lines) मा प्रयोग गर्न सकिने देखिएको छ। जहाँ तौल कम हुनुपर्ने र शक्ति धेरै चाहिने हुन्छ, त्यहाँ यो तामाको उत्तम विकल्प हुन सक्छ। विशेषगरी बिजुलीका टावरहरूमा हलुका तार प्रयोग गर्दा संरचनाको खर्च समेत कम हुन जान्छ।
मुख्य चुनौती: टिकाउपनको समस्या
यति धेरै फाइदा भए पनि एउटा मुख्य समस्या अझै कायम छ। यसमा प्रयोग गरिएको ‘टेट्राक्लोरोएल्युमिनेट’ रसायन वातावरणमा स्थिर (Stable) छैन। हावामा भएको पानीको कणसँग यसले तुरुन्तै प्रतिक्रिया गर्छ। वैज्ञानिकहरूले यसलाई ‘पोलिमर कोडिङ’ गरेर केही हप्तासम्म बचाउन सके पनि व्यावहारिक प्रयोगका लागि यो दशकौँसम्म टिक्ने हुनुपर्छ।
भविष्यको बाटो
यद्यपि यो सामग्री तुरुन्तै बजारमा आइहाल्ने अवस्थामा छैन तर यसले एउटा ठोस आधार तयार पारेको छ। अनुसन्धानकर्ताहरूले यस प्रयोगबाट कुन प्रकारको रासायनिक संरचनाले विद्युत् प्रवाह बढाउँछ भन्ने पत्ता लगाएका छन्। अबको लक्ष्य यस्तै प्रभावकारी तर वातावरणमा लामो समयसम्म टिक्ने अर्को स्थिर रसायनको खोजी गर्नु हुनेछ।
यदि कार्बन नानोट्युब फाइबरको उत्पादन लागत घट्दै गयो र टिकाउपनको समस्या हल भयो भने भविष्यमा हाम्रो घर र सहरका तारहरू तामाको सट्टा कार्बन नानोट्युबले बनेका हुनेछन्।
