ઓલ્ડ ઝાંગે પોતાનું આખું કરિયર એરોસ્પેસ મટિરિયલ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટમાં વિતાવ્યું. નિવૃત્તિ લેતા પહેલા, તેમનો પ્રિય મનોરંજન તેમના શિષ્યોને સામગ્રી ઓળખવા માટે વેરહાઉસમાં લઈ જવાનું હતું. તેમણે એક સામાન્ય સફેદ પ્લાસ્ટિકની ડોલ ખોલી, સેમ્પલિંગ ચમચી વડે એક ચમચી ઝીણો, ક્રીમી સફેદ પાવડર કાઢ્યો અને ધીમેધીમે તેને પ્રકાશની નીચે ફેંકી દીધો. ધૂળ ધીમે ધીમે પ્રકાશના કિરણમાં સ્થિર થઈ ગઈ, નરમાશથી ચમકતી. "આ સફેદ પાવડરને ઓછો ન આંકશો," ઓલ્ડ ઝાંગ હંમેશા આંખો મીંચીને કહેતા. "આપણે બનાવેલા વિમાનો અને રોકેટ ક્યારેક આકાશમાં રહેલા તત્વોનો સામનો કરી શકે છે કે કેમ તે આ 'લોટ'ની ક્ષમતાઓ પર આધાર રાખે છે."
તેમણે જે "સફેદ પાવડર" નો ઉલ્લેખ કર્યો હતો તે હતોએલ્યુમિના પાવડર. તે સામાન્ય લાગે છે - શું તે ફક્ત બોક્સાઈટથી શુદ્ધ નથી થતું? પરંતુ એરોસ્પેસમાં વપરાતો એલ્યુમિના પાવડર સામાન્ય ઔદ્યોગિક-ગ્રેડ એલ્યુમિના કરતા સંપૂર્ણપણે અલગ છે. તેની શુદ્ધતા દશાંશ બિંદુ પછી લગભગ ચાર નવ છે; તેના કણોનું કદ નેનોમીટર અને માઇક્રોમીટરમાં માપવામાં આવે છે; તેના આકારવિજ્ઞાન - ભલે તે ગોળા હોય, ટુકડા હોય કે સોય - બધું કાળજીપૂર્વક ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. લાઓ ઝાંગના શબ્દોમાં, "આ તે ઉત્તમ ખોરાક છે જે દેશના ભારે સાધનો માટે 'કેલ્શિયમને પૂરક બનાવે છે'."
આ સામગ્રી એરોસ્પેસ ક્ષેત્રમાં શું કરી શકે છે તે અંગે, તેના અસંખ્ય ઉપયોગો છે. ચાલો સૌથી "હાર્ડકોર" થી શરૂઆત કરીએ - વિમાનને "બખ્તર" આપતી વસ્તુ. આકાશમાં ઉડતી કોઈપણ વસ્તુનો સૌથી મોટો ભય શું છે, પછી ભલે તે નાગરિક વિમાન હોય કે લશ્કરી ફાઇટર જેટ? અત્યંત ઊંચા તાપમાન અને ઘસારો. એન્જિન ટર્બાઇન બ્લેડ હજારો ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર એક્ઝોસ્ટ ગેસમાં ઊંચી ઝડપે ફરે છે; સામાન્ય ધાતુઓ ઘણા સમય પહેલા નરમ અને પીગળી જશે. શું કરવું? ઇજનેરો એક શાનદાર ઉકેલ લઈને આવ્યા: બ્લેડની સપાટીને ખાસ સિરામિક કોટિંગથી કોટિંગ કરવી. આ કોટિંગની મુખ્ય માળખાકીય સામગ્રી ઘણીવાર એલ્યુમિના પાવડર હોય છે.
શા માટે તેને પસંદ કરો? પ્રથમ, તે ગરમી-પ્રતિરોધક છે, જેનો ગલનબિંદુ 2000 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી વધુ છે, જે તેને એક ઉત્તમ "હીટ-ઇન્સ્યુલેટીંગ સૂટ" બનાવે છે. બીજું, તે સખત અને વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક છે, જે બ્લેડને હાઇ-સ્પીડ એરફ્લોમાં ધૂળના કણોના ધોવાણથી સુરક્ષિત કરે છે. વધુ સારું, એલ્યુમિના પાવડરના કણોના કદને સમાયોજિત કરીને અને અન્ય તત્વો ઉમેરીને, કોટિંગના મેટલ સબસ્ટ્રેટમાં છિદ્રાળુતા, કઠિનતા અને સંલગ્નતાને નિયંત્રિત કરી શકાય છે. એક અનુભવી વર્કશોપ કાર્યકર મજાકમાં કહે છે તેમ, "તે ટર્બાઇન બ્લેડ પર ઉચ્ચ-ગ્રેડ સિરામિક સનસ્ક્રીનનો સ્તર લગાવવા જેવું છે - તે સૂર્ય-રક્ષણાત્મક અને સ્ક્રેચ-પ્રતિરોધક બંને છે." આ "સનસ્ક્રીન" કેટલું મહત્વપૂર્ણ છે? તે ટર્બાઇન બ્લેડને ઊંચા તાપમાને કામ કરવાની મંજૂરી આપે છે, અને દરેક દસ ડિગ્રી માટે એન્જિનનું તાપમાન વધે છે, થ્રસ્ટ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે, જ્યારે બળતણનો વપરાશ ઘટે છે. હજારો કિલોમીટર ઉડતા વિમાનો માટે, બળતણ બચત અને પ્રદર્શન સુધારણા ખગોળશાસ્ત્રીય છે. જો થર્મલ બેરિયર કોટિંગ "બાહ્ય એપ્લિકેશન" હોય, તો સંયુક્ત સામગ્રીમાં એલ્યુમિના પાવડરની ભૂમિકા "આંતરિક પૂરક" છે.
આધુનિક વિમાનો, ઉપગ્રહો અને રોકેટ વજન ઘટાડવા માટે સંયુક્ત સામગ્રીનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરે છે. જો કે, આ રેઝિન-આધારિત સંયોજનોમાં એક નબળાઈ છે - તે વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક નથી, ઊંચા તાપમાન માટે સંવેદનશીલ નથી, અને પૂરતી કઠિનતાનો અભાવ છે. હોંશિયાર સામગ્રી વૈજ્ઞાનિકોએ એલ્યુમિના પાવડર, ખાસ કરીને નેનો-કદનાએલ્યુમિના પાવડર, રેઝિનમાં સમાનરૂપે, જેમ કે કણક ભેળવવામાં આવે છે. આ સમાવેશની નોંધપાત્ર અસરો છે: સામગ્રીની કઠિનતા, વસ્ત્રો પ્રતિકાર, ગરમી પ્રતિકાર અને પરિમાણીય સ્થિરતા પણ નાટકીય રીતે સુધરે છે.
ઉદાહરણ તરીકે, એરક્રાફ્ટ કેબિન ફ્લોર, ચોક્કસ આંતરિક ઘટકો, અને કેટલાક નોન-લોડ-બેરિંગ માળખાકીય ભાગો પણ આ એલ્યુમિના-રિઇનફોર્સ્ડ કમ્પોઝિટ મટિરિયલનો ઉપયોગ કરે છે. આ તેમને માત્ર હળવા અને મજબૂત જ નહીં પણ અસરકારક રીતે પ્રતિરોધક પણ બનાવે છે, જે સલામતીમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે. આ ચોકસાઇ ઉપકરણ ઉપગ્રહો પર સપોર્ટ કરે છે, જેને ભારે તાપમાન ચક્ર હેઠળ ન્યૂનતમ પરિમાણીય ફેરફારની જરૂર હોય છે, તે પણ આ સામગ્રીને આભારી છે. તે હાડપિંજરને લવચીક પ્લાસ્ટિકમાં "ઇન્જેક્ટ" કરવા જેવું છે, જે તેને મજબૂતાઈ અને લવચીકતા બંને આપે છે.
એલ્યુમિના પાવડરમાં એક "છુપાયેલ કૌશલ્ય" પણ છે, જે એરોસ્પેસ ક્ષેત્રમાં મહત્વપૂર્ણ છે - તે એક ઉત્તમ ગરમી ઇન્સ્યુલેશન અને એબ્લેશન-પ્રતિરોધક સામગ્રી છે.
જ્યારે કોઈ અવકાશયાન અવકાશમાંથી વાતાવરણમાં ફરીથી પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે તે હજારો ડિગ્રીના પ્લાઝ્મા ભઠ્ઠીમાં પડવા જેવું છે. રી-એન્ટ્રી કેપ્સ્યુલના બાહ્ય શેલમાં ગરમી-પ્રતિરોધક સ્તર હોવો જોઈએ જે "વધુ સારા માટે પોતાનું બલિદાન આપે છે." એલ્યુમિના પાવડર ઘણી ગરમી-પ્રતિરોધક સામગ્રીના નિર્માણમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. જ્યારે અન્ય સામગ્રી સાથે જોડવામાં આવે છે, ત્યારે તે સપાટી પર એક સખત, છિદ્રાળુ અને અત્યંત ઇન્સ્યુલેટીંગ સિરામિક સ્તર બનાવે છે. આ સ્તર ધીમે ધીમે ઊંચા તાપમાને પ્રજ્વલિત થાય છે, ગરમી વહન કરે છે અને તેના પોતાના વપરાશ દ્વારા અવકાશયાત્રીઓ માટે અસ્તિત્વ શ્રેણીમાં કેબિન તાપમાન જાળવી રાખે છે. "જ્યારે પણ હું રીટર્ન કેપ્સ્યુલ સફળતાપૂર્વક ઉતરતો જોઉં છું, અને ગરમી-પ્રતિરોધક સામગ્રીનો બાહ્ય સ્તર બળીને કાળો થઈ ગયો છે, ત્યારે હું તે એલ્યુમિના-આધારિત ફોર્મ્યુલા વિશે વિચારું છું જેને અમે વારંવાર સુધાર્યા હતા," ગરમી-પ્રતિરોધક સામગ્રીના ચાર્જમાં રહેલા એક વરિષ્ઠ ઇજનેરે ટિપ્પણી કરી. "તે બળી ગયું, પરંતુ તેનું મિશન સંપૂર્ણ રીતે પૂર્ણ થયું."
આ "ફ્રન્ટ-સ્ટેજ" હાર્ડકોર એપ્લિકેશનોથી આગળ,એલ્યુમિના પાવડર"પડદા પાછળ" પણ એટલું જ અનિવાર્ય છે. ઉદાહરણ તરીકે, વિમાન અને રોકેટ માટે ચોકસાઇ ઘટકોના ઉત્પાદનમાં, ઘણા ઉચ્ચ-શક્તિવાળા એલોયને સિન્ટર કરવાની જરૂર છે. સિન્ટરિંગ દરમિયાન, પાવડર ધાતુશાસ્ત્રના ભાગોને ચોક્કસ "શિમ્સ" અથવા "ફાયરિંગ પ્લેટ્સ" નો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ-તાપમાન ભઠ્ઠીમાં ટેકો આપવાની જરૂર છે. આ પ્લેટો ગરમી-પ્રતિરોધક, બિન-વિકૃત હોવી જોઈએ અને ઉત્પાદનને વળગી ન હોવી જોઈએ. ઉચ્ચ-શુદ્ધતા એલ્યુમિના સિરામિકથી બનેલી ફાયરિંગ પ્લેટ્સ આદર્શ પસંદગી બની જાય છે. વધુમાં, કેટલાક અતિ-ચોકસાઇવાળા ભાગોની ગ્રાઇન્ડીંગ અને પોલિશિંગ પ્રક્રિયાઓમાં, અત્યંત ઉચ્ચ-શુદ્ધતા એલ્યુમિના માઇક્રોપાઉડર એક સલામત અને કાર્યક્ષમ પોલિશિંગ માધ્યમ છે.
અલબત્ત, આવી મૂલ્યવાન સામગ્રીનો બેદરકારીથી ઉપયોગ કરી શકાતો નથી. શું શુદ્ધતા પૂરતી છે? શું કણોના કદનું વિતરણ એકસમાન છે? શું કોઈ સમૂહ છે? શું વિખેરાઈ જવાની ક્ષમતા સારી છે? દરેક સૂચક અંતિમ ઉત્પાદનના પ્રદર્શનને અસર કરે છે. એરોસ્પેસ ક્ષેત્રમાં, સહેજ પણ ભૂલ વિનાશક પરિણામો તરફ દોરી શકે છે. તેથી, કાચા માલની પસંદગી અને પ્રક્રિયામાં ફેરફારથી લઈને એપ્લિકેશન તકનીકો સુધી, દરેક પગલું સખત, લગભગ માંગણી કરતા, નિયંત્રણ ધોરણોને આધીન છે.
આધુનિક એરક્રાફ્ટ એસેમ્બલી પ્લાન્ટમાં ઊભા રહીને, લાઇટ્સ હેઠળ ઠંડીથી ચમકતા સુવ્યવસ્થિત ફ્યુઝલેજને જોતા, તમને ખ્યાલ આવે છે કે આકાશમાં ઉડતી આ જટિલ સિસ્ટમ એલ્યુમિના પાવડર જેવી અસંખ્ય સામાન્ય દેખાતી સામગ્રીનું પરિણામ છે, જે દરેક તેની સંપૂર્ણ ક્ષમતા સાથે પોતાની ભૂમિકા ભજવે છે. તે મુખ્ય માળખું બનાવતું નથી, છતાં તે માળખાને મજબૂત બનાવે છે; તે વિશાળ શક્તિ પ્રદાન કરતું નથી, છતાં તે પ્રોપલ્શન સિસ્ટમના મુખ્ય ભાગનું રક્ષણ કરે છે; તે સીધી રીતે માર્ગ નક્કી કરતું નથી, છતાં તે ફ્લાઇટ સલામતી સુનિશ્ચિત કરે છે.
ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રતિરોધક કોટિંગ્સથી લઈને પ્રબલિત સંયુક્ત સામગ્રી સુધી, અને આત્મ-બલિદાન આપતી ગરમી-પ્રતિરોધક સ્તરો સુધી,એલ્યુમિના પાવડરએરોસ્પેસ ક્ષેત્રમાં, તે સતત હળવા, મજબૂત અને આત્યંતિક વાતાવરણ માટે વધુ પ્રતિરોધક તરફ આગળ વધી રહ્યું છે. ભવિષ્યમાં, ઉચ્ચ શુદ્ધતા અને વધુ અનન્ય મોર્ફોલોજી (જેમ કે નેનોવાયર અને નેનોશીટ્સ) સાથે એલ્યુમિના સામગ્રીના વિકાસ સાથે, તે થર્મલ મેનેજમેન્ટ, ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ ગરમીનું વિસર્જન અને અવકાશમાં ઇન-સીટુ ઉત્પાદનમાં પણ અણધારી ભૂમિકા ભજવી શકે છે.
આ સફેદ પાવડર, શાંત અને સ્થિર, માનવજાતના સ્વર્ગના સંશોધનને ટેકો આપે છે તે અપાર ઊર્જા ધરાવે છે. તે આપણને યાદ અપાવે છે કે તારાઓની સફરમાં, આપણને ફક્ત ભવ્ય દ્રષ્ટિકોણો અને ઉભરતી શક્તિની જ નહીં, પણ આ શાંત અને અડગ "અદ્રશ્ય પાંખો" ની પણ જરૂર છે જે મૂળભૂત સામગ્રીના પ્રદર્શનને મહત્તમ બનાવે છે. આગલી વખતે જ્યારે તમે ઉપર ઉડતા વિમાનને જુઓ છો અથવા રોકેટ લોન્ચનો ભવ્ય નજારો જુઓ છો, ત્યારે તમને યાદ હશે કે સ્ટીલ અને સંયુક્ત સામગ્રીના તે શરીરમાં, એક "સફેદ ભાવના" છે, જે દરેક ફ્લાઇટની સલામતી અને શ્રેષ્ઠતાનું શાંતિથી રક્ષણ કરે છે.