પ્લાસ્ટિકમાંથી બનાવ્યા અસલી હીરા ! જર્મન વૈજ્ઞાનિકોએ લેસર ટેકનોલોજીથી કર્યો ચમત્કાર
જર્મનીના વૈજ્ઞાનિકોએ સામાન્ય પ્લાસ્ટિક અને શક્તિશાળી લેસરના પ્રહાર દ્વારા અતિશુદ્ધ 'નેનોડાયમંડ્સ' બનાવીને વિજ્ઞાન જગતને ચોંકાવી દીધું છે. નેપ્ચ્યુન અને યુરેનસ જેવા ગ્રહોની આંતરિક પરિસ્થિતિઓનું પ્રયોગશાળામાં પુનરાવર્તન કરીને પ્લાસ્ટિકના કાર્બનને હીરામાં ફેરવવાની આ અનોખી ટેકનિક કેવી રીતે કામ કરે છે? જાણો વિગતવાર માહિતી.
વિજ્ઞાન જગતમાં એક ઐતિહાસિક સિદ્ધિ હાંસલ કરતાં વૈજ્ઞાનિકોએ સામાન્ય પ્લાસ્ટિકમાંથી અસલી હીરા બનાવવામાં સફળતા મેળવી છે. આ ક્રાંતિકારી પ્રયોગ જર્મનીની જાણીતી રિસર્ચ લેબ 'હેલ્મહોલ્ટ્ઝ-સેન્ટ્રમ ડ્રેસ્ડન-રોસેનડોર્ફ' (HZDR) અને રોસ્ટોક યુનિવર્સિટીના વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા કરવામાં આવ્યો છે. આ સમગ્ર રિસર્ચનું પરીક્ષણ ચેક રિપબ્લિકની રાજધાની પ્રાગ નજીક આવેલી 'એક્સ્ટ્રીમ લાઈટ ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર' (ELI) નામની અતિઆધુનિક લેસર લેબમાં હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું.
આ સંશોધનની શરૂઆત એક રોચક સવાલથી થઈ હતી: નેપ્ચ્યુન અને યુરેનસ જેવા બર્ફીલા ગ્રહોની અંદર શું થતું હશે? ત્યાં તાપમાન હજારો ડિગ્રી સેલ્સિયસ હોય છે અને દબાણ પૃથ્વીના વાતાવરણીય દબાણ કરતાં લાખો ગણું વધારે હોય છે. વૈજ્ઞાનિકો લાંબા સમયથી માનતા હતા કે આટલી ભયંકર ગરમી અને પ્રચંડ દબાણમાં કાર્બન સીધો હીરામાં ફેરવાઈ જાય છે. બ્રહ્માંડની આ જ પરિસ્થિતિને લેબમાં ઊભી કરવા માટે વૈજ્ઞાનિકોએ પ્લાસ્ટિક પર અતિ શક્તિશાળી લેસરનો મારો ચલાવ્યો હતો.
હીરા બનવાની પ્રક્રિયાને આ રીતે સમજો: પ્લાસ્ટિકની પાતળી ફિલ્મ: વૈજ્ઞાનિકોએ PET પ્લાસ્ટિકની આશરે 100 માઇક્રોમીટર જાડાઈ ધરાવતી અત્યંત પાતળી ફિલ્મ લીધી. PET એ જ પ્લાસ્ટિક છે જેમાંથી સામાન્ય રીતે પાણીની બોટલો બને છે. લેસરનો પ્રચંડ વાર: આ પ્લાસ્ટિક ફિલ્મ પર અતિ શક્તિશાળી લેસર બીમ છોડવામાં આવી. શોક વેવ (ઝટકાનું મોજું): દરેક લેસર પલ્સના પ્રહારથી પ્લાસ્ટિકની અંદર એક શક્તિશાળી શોક વેવ ઉત્પન્ન થઈ, જેણે લગભગ 100 ગીગાપાસ્કલ (આશરે 14.5 કરોડ પાઉન્ડ પ્રતિ ચોરસ ઇંચ) જેટલું અકલ્પનીય દબાણ સર્જ્યું. કાર્બન બન્યો હીરો: આટલા પ્રચંડ દબાણ અને આત્યંતિક ગરમી વચ્ચે પ્લાસ્ટિકમાં રહેલા કાર્બન પરમાણુઓ પુનઃ ગોઠવાઈ ગયા અને અતિ સૂક્ષ્મ નેનોડાયમંડ્સમાં રૂપાંતરિત થઈ ગયા.
સૌથી મોટો પડકાર: હીરાને સુરક્ષિત બચાવવા: હીરા બનાવવા કરતાં પણ મોટો પડકાર તેને યોગ્ય રીતે એકત્ર કરવાનો હતો. શોક વેવ પ્લાસ્ટિકમાંથી પસાર થઈને શૂન્યાવકાશ (વેક્યૂમ)માં પ્રવેશે ત્યારે તે નવસર્જિત હીરાઓને અંદાજે 10 કિલોમીટર પ્રતિ સેકન્ડ (કલાકે 22,000 માઇલથી વધુ) ની પ્રચંડ ગતિએ બહાર ફેંકે છે, જે ઉલ્કાપિંડ અથડાવા જેવી ઝડપ છે.
આટલી તીવ્ર ગતિએ આવતા હીરા તૂટી ન જાય તે માટે વૈજ્ઞાનિકોએ પાણીમાં દ્રાવ્ય એક વિશિષ્ટ આયોનિક જેલનો ઉપયોગ કર્યો, જે વેક્યૂમમાં પણ અસરકારક રહે છે. જેમ કોઈ ઝડપી બોલને ઝીલવા પોચું ગાદલું રાખવામાં આવે, તેમ હીરા આ જેલમાં ફસાઈને સુરક્ષિત રીતે સચવાઈ ગયા.
કેટલા અને કેવા બન્યા આ હીરા? આંકડાઓ અત્યંત આશ્ચર્યજનક રહ્યા. દરેક લેસર શોટથી અંદાજે 10 ટ્રિલિયન (10 લાખ કરોડ) જેટલા અતિસૂક્ષ્મ નેનોડાયમંડ્સ બન્યા. દરેક હીરાનું સરેરાશ કદ માત્ર 3 નેનોમીટર (એક મીટરનો ત્રણ અબજમો ભાગ) હતું, જેમાં આશરે 3,000 કાર્બન પરમાણુઓ હતા. રોસ્ટોક યુનિવર્સિટીના ELMI-MV ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ વડે તેનું સફળ પરીક્ષણ કરાયું હતું.
આ પદ્ધતિ કેમ ખાસ છે? અત્યાર સુધી વિસ્ફોટ (Explosion) પદ્ધતિથી નેનોડાયમંડ બનાવાતા હતા, જેમાં હીરા એકસરખા કદના નહોતા બનતા અને શુદ્ધતા ઓછી રહેતી હતી. જ્યારે આ નવી લેસર પદ્ધતિથી: હીરા 100% અતિશુદ્ધ બને છે. તેનું કદ અત્યંત સૂક્ષ્મ હોય છે. તમામ કણોનું કદ એકસમાન રહે છે. આ નેનોડાયમંડ્સ ક્યાં ઉપયોગી બનશે? નેનોડાયમંડ અત્યંત મજબૂત, સ્થિર અને ઉચ્ચ તાપમાન સહન કરી શકે તેવા હોય છે. ભવિષ્યમાં તેનો ઉપયોગ: તબીબી ક્ષેત્ર: MRI જેવા સ્કેનિંગમાં કોન્ટ્રાસ્ટ એજન્ટ તરીકે કેન્સર અને અન્ય બીમારીઓના સચોટ નિદાન માટે. ક્વોન્ટમ સેન્સર: અતિસંવેદનશીલ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ અને માપન ઉપકરણોમાં. ગ્રીન એનર્જી: સૂર્યપ્રકાશ દ્વારા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO2) ને તોડી સ્વચ્છ ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે શ્રેષ્ઠ ઉદ્દીપક (Catalyst) તરીકે ઉપયોગી સાબિત થશે.
