সংবাদ

ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারএবং তাদের যৌগিক পদার্থ

গভীর সমুদ্রের প্রয়োগের জন্য উচ্চ-শক্তির কঠিন প্লবতা উপাদানগুলি সাধারণত প্লবতা-নিয়ন্ত্রক মাধ্যম (ফাঁপা মাইক্রোস্ফিয়ার) এবং উচ্চ-শক্তির রেজিন কম্পোজিট দ্বারা গঠিত হয়। আন্তর্জাতিকভাবে, এই উপাদানগুলির ঘনত্ব ০.৪–০.৬ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার এবং সংকোচন শক্তি ৪০–১০০ মেগাপ্যাসকেল পর্যন্ত হয় এবং বিভিন্ন গভীর সমুদ্রের সরঞ্জামগুলিতে এগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। ফাঁপা মাইক্রোস্ফিয়ার হলো গ্যাসে পূর্ণ বিশেষ কাঠামোগত উপাদান। এদের উপাদানের গঠনের উপর ভিত্তি করে, এদেরকে প্রধানত জৈব কম্পোজিট মাইক্রোস্ফিয়ার এবং অজৈব কম্পোজিট মাইক্রোস্ফিয়ারে ভাগ করা হয়। জৈব কম্পোজিট মাইক্রোস্ফিয়ার নিয়ে গবেষণা বেশি সক্রিয়, যার মধ্যে পলিস্টাইরিন ফাঁপা মাইক্রোস্ফিয়ার এবং পলিমিথাইল মেথাক্রাইলেট ফাঁপা মাইক্রোস্ফিয়ারের মতো প্রতিবেদন অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। অজৈব মাইক্রোস্ফিয়ার তৈরিতে ব্যবহৃত উপাদানগুলির মধ্যে প্রধানত কাচ, সিরামিক, বোরেট, কার্বন এবং ফ্লাই অ্যাশ সিনোস্ফিয়ার অন্তর্ভুক্ত।

ফাঁপা কাচ মাইক্রোস্ফিয়ার: সংজ্ঞা এবং শ্রেণিবিন্যাস

ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ার হলো এক নতুন ধরনের অজৈব অধাতব গোলাকার মাইক্রোপাউডার উপাদান, যার মধ্যে ক্ষুদ্র কণার আকার, গোলাকার আকৃতি, হালকা ওজন, শব্দ নিরোধক, তাপ নিরোধক, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের মতো চমৎকার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ার মহাকাশযান সামগ্রী, হাইড্রোজেন সঞ্চয় সামগ্রী, কঠিন ভাসমান সামগ্রী, তাপ নিরোধক সামগ্রী, নির্মাণ সামগ্রী এবং রঙ ও প্রলেপে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। এগুলোকে সাধারণত দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা হয়:

① সিনোস্ফিয়ার, যা প্রধানত SiO2 এবং ধাতব অক্সাইড দ্বারা গঠিত, তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রে বিদ্যুৎ উৎপাদনের সময় উৎপন্ন ফ্লাই অ্যাশ থেকে পাওয়া যায়। যদিও সিনোস্ফিয়ারের দাম কম, তবে এর বিশুদ্ধতা কম, কণার আকারের বিস্তৃতি বেশি এবং বিশেষ করে, কণার ঘনত্ব সাধারণত ০.৬ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটারের বেশি হওয়ায় এটি গভীর সমুদ্রের জন্য প্লবতা সৃষ্টিকারী উপাদান তৈরিতে অনুপযুক্ত।

২ কৃত্রিমভাবে সংশ্লেষিত কাচের মাইক্রোস্ফিয়ার, যার শক্তি, ঘনত্ব এবং অন্যান্য ভৌত-রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য প্রক্রিয়াকরণের পরামিতি এবং কাঁচামালের গঠনবিন্যাস সমন্বয় করে নিয়ন্ত্রণ করা যায়। যদিও এগুলি অধিক ব্যয়বহুল, তবে এগুলির প্রয়োগের ক্ষেত্র ব্যাপক।

ফাঁপা কাচ মাইক্রোস্ফিয়ারের বৈশিষ্ট্য

কঠিন প্লবতা উপাদানে ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারের ব্যাপক প্রয়োগ তাদের চমৎকার বৈশিষ্ট্যগুলোর সাথে অবিচ্ছেদ্যভাবে জড়িত।

①ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারএর অভ্যন্তরীণ কাঠামো ফাঁপা হওয়ায় এটি হালকা ওজনের, কম ঘনত্বের এবং কম তাপ পরিবাহিতার হয়ে থাকে। এটি কেবল যৌগিক পদার্থের ঘনত্বই উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে না, বরং সেগুলোকে চমৎকার তাপ নিরোধক, শব্দ নিরোধক, বৈদ্যুতিক নিরোধক এবং আলোকীয় বৈশিষ্ট্যও প্রদান করে।

২ ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারগুলো আকৃতিতে গোলাকার এবং এদের কম ছিদ্রতা (আদর্শ ফিলার) ও স্ফিয়ারগুলো দ্বারা ন্যূনতম পলিমার শোষণের মতো সুবিধা রয়েছে, যার ফলে ম্যাট্রিক্সের প্রবাহযোগ্যতা এবং সান্দ্রতার উপর এর প্রভাব নগণ্য। এই বৈশিষ্ট্যগুলোর ফলে যৌগিক পদার্থটিতে একটি সুষ্ঠু পীড়ন বন্টন ঘটে, যার ফলস্বরূপ এর কাঠিন্য, দৃঢ়তা এবং মাত্রিক স্থিতিশীলতা উন্নত হয়।

২. ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারের শক্তি বেশি। মূলত, ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ার হলো পাতলা দেয়ালযুক্ত, সিল করা গোলক যার খোলসের প্রধান উপাদান হিসেবে কাচ থাকে এবং যা উচ্চ শক্তি প্রদর্শন করে। এটি কম ঘনত্ব বজায় রেখে যৌগিক উপাদানটির শক্তি বৃদ্ধি করে।

ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ার তৈরির পদ্ধতি
প্রস্তুতির তিনটি প্রধান পদ্ধতি রয়েছে:
① গুঁড়া পদ্ধতি। প্রথমে কাচের ম্যাট্রিক্সকে গুঁড়ো করা হয়, একটি ফোমিং এজেন্ট যোগ করা হয় এবং তারপর এই ছোট কণাগুলোকে একটি উচ্চ-তাপমাত্রার চুল্লির মধ্যে দিয়ে চালনা করা হয়। যখন কণাগুলো নরম বা গলে যায়, তখন কাচের ভেতরে গ্যাস উৎপন্ন হয়। গ্যাসটি প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে কণাগুলো ফাঁপা গোলকে পরিণত হয়, যেগুলোকে পরবর্তীতে একটি সাইক্লোন সেপারেটর বা ব্যাগ ফিল্টার ব্যবহার করে সংগ্রহ করা হয়।

২ ফোঁটা পদ্ধতি। একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায়, কম গলনাঙ্কের পদার্থযুক্ত একটি দ্রবণকে স্প্রে-ড্রাই করা হয় অথবা একটি উচ্চ-তাপমাত্রার উল্লম্ব চুল্লিতে উত্তপ্ত করা হয়, যেমনটি অত্যন্ত ক্ষারীয় মাইক্রোস্ফিয়ার তৈরির ক্ষেত্রে করা হয়।

২. শুষ্ক জেল পদ্ধতি। এই পদ্ধতিতে কাঁচামাল হিসেবে জৈব অ্যালকক্সাইড ব্যবহৃত হয় এবং এতে তিনটি প্রক্রিয়া জড়িত: শুষ্ক জেল প্রস্তুত করা, চূর্ণ করা এবং উচ্চ তাপমাত্রায় ফেনা তৈরি করা। এই তিনটি পদ্ধতিরই কিছু নির্দিষ্ট অসুবিধা রয়েছে: গুঁড়ো পদ্ধতিতে বিড গঠনের হার কম, ফোঁটা পদ্ধতিতে উৎপন্ন মাইক্রোস্ফিয়ারগুলোর শক্তি কম হয় এবং শুষ্ক জেল পদ্ধতির কাঁচামালের খরচ বেশি।

ফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ার যৌগিক উপাদান সাবস্ট্রেট এবং যৌগিক পদ্ধতি

একটি উচ্চ-শক্তির কঠিন প্লবতা উপাদান গঠন করতেফাঁপা কাচের মাইক্রোস্ফিয়ারম্যাট্রিক্স উপাদানটির অবশ্যই চমৎকার বৈশিষ্ট্য থাকতে হবে, যেমন কম ঘনত্ব, উচ্চ শক্তি, কম সান্দ্রতা এবং মাইক্রোস্ফিয়ারগুলির সাথে ভালো পিচ্ছিলতা। বর্তমানে ব্যবহৃত ম্যাট্রিক্স উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে ইপোক্সি রেজিন, পলিয়েস্টার রেজিন, ফেনোলিক রেজিন এবং সিলিকন রেজিন। এদের মধ্যে, ইপোক্সি রেজিন তার উচ্চ শক্তি, কম ঘনত্ব, কম জল শোষণ এবং কম কিউরিং সংকোচনের কারণে প্রকৃত উৎপাদনে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়। গ্লাস মাইক্রোস্ফিয়ারগুলিকে কাস্টিং, ভ্যাকুয়াম ইমপ্রেগনেশন, লিকুইড ট্রান্সফার মোল্ডিং, পার্টিকেল স্ট্যাকিং এবং কম্প্রেশন মোল্ডিং-এর মতো মোল্ডিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ম্যাট্রিক্স উপাদানের সাথে কম্পোজিট করা যেতে পারে। এটি জোর দিয়ে বলা গুরুত্বপূর্ণ যে মাইক্রোস্ফিয়ার এবং ম্যাট্রিক্সের মধ্যেকার ইন্টারফেসিয়াল অবস্থা উন্নত করার জন্য, মাইক্রোস্ফিয়ারগুলির পৃষ্ঠকেও পরিবর্তন করতে হবে, যার ফলে কম্পোজিট উপাদানটির সামগ্রিক কর্মক্ষমতা উন্নত হয়।