نیا مواد ایک دو جہتی پولیمر ہے، جو میلامین سے بنایا گیا ہے ، جو دوسرے تمام پولیمر کے برعکس، شیٹوں میں خود سے جمع ہوتا ہے، جو ایک جہتی، سپتیٹی نما زنجیریں بناتا ہے۔ اب تک، سائنسدانوں کا خیال تھا کہ پولیمر کو 2D شیٹس بنانے کے لیے آمادہ کرنا ناممکن ہے۔
ایم آئی ٹی میں کیمیکل انجینئرنگ کے کاربن پی ڈبس پروفیسر اور نئی تحقیق کے سینئر مصنف مائیکل سٹرانو کا کہنا ہے کہ اس طرح کے مواد کو کار کے پرزوں یا سیل فونز کے لیے ہلکی، پائیدار کوٹنگ کے طور پر یا پلوں یا دیگر ڈھانچے کے لیے تعمیراتی مواد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔
وہ کہتے ہیں، "ہم عام طور پر پلاسٹک کو ایسی چیز کے طور پر نہیں سمجھتے ہیں جسے آپ کسی عمارت کو سہارا دینے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں، لیکن اس مواد سے آپ نئی چیزوں کو فعال کر سکتے ہیں۔" "اس میں بہت ہی غیر معمولی خصوصیات ہیں اور ہم اس کے بارے میں بہت پرجوش ہیں۔"
محققین نے اس عمل پر دو پیٹنٹ کے لئے دائر کیا ہے جس کا استعمال انہوں نے مواد کو تیار کرنے کے لئے کیا تھا، جس کی وضاحت انہوں نے نیچر میں آج شائع ہونے والے ایک مقالے میں کی ہے ۔ MIT postdoc Yuwen Zeng مطالعہ کے سرکردہ مصنف ہیں۔
دو جہتیں۔
پولیمر، جس میں تمام پلاسٹک شامل ہیں، عمارت کے بلاکس کی زنجیروں پر مشتمل ہوتے ہیں جنہیں مونومر کہتے ہیں۔ یہ زنجیریں اپنے سروں پر نئے مالیکیولز جوڑ کر بڑھتی ہیں۔ ایک بار بننے کے بعد، پولیمر کو تین جہتی اشیاء، جیسے پانی کی بوتلیں، انجیکشن مولڈنگ کا استعمال کرتے ہوئے شکل دی جا سکتی ہے۔
پولیمر سائنسدانوں نے طویل عرصے سے یہ قیاس کیا ہے کہ اگر پولیمر کو دو جہتی شیٹ میں بڑھنے کے لئے حوصلہ افزائی کی جا سکتی ہے، تو انہیں انتہائی مضبوط، ہلکا پھلکا مواد بنانا چاہئے. تاہم، اس میدان میں کئی دہائیوں کے کام کے نتیجے میں اس نتیجے پر پہنچا کہ ایسی چادریں بنانا ناممکن تھا۔ اس کی ایک وجہ یہ تھی کہ اگر بڑھتی ہوئی چادر کے جہاز سے صرف ایک مونومر کو اوپر یا نیچے گھمایا جائے تو مواد تین جہتوں میں پھیلنا شروع ہو جائے گا اور شیٹ جیسی ساخت ختم ہو جائے گی۔
تاہم، نئے مطالعہ میں، Strano اور اس کے ساتھیوں نے ایک نیا پولیمرائزیشن عمل پیش کیا جس کی مدد سے وہ ایک دو جہتی شیٹ تیار کر سکتے ہیں جسے پولیرامائیڈ کہتے ہیں۔ مونومر بلڈنگ بلاکس کے لیے، وہ میلامین نامی ایک مرکب استعمال کرتے ہیں، جس میں کاربن اور نائٹروجن ایٹموں کی انگوٹھی ہوتی ہے۔ صحیح حالات میں، یہ monomers دو جہتوں میں بڑھ سکتے ہیں، ڈسکیں بناتے ہیں۔ یہ ڈسکیں ایک دوسرے کے اوپر ڈھیر ہوتی ہیں، جو تہوں کے درمیان ہائیڈروجن بانڈز کے ذریعے ایک ساتھ رکھی جاتی ہیں، جو ساخت کو بہت مستحکم اور مضبوط بناتی ہیں۔
Strano کا کہنا ہے کہ "اسپگیٹی نما مالیکیول بنانے کے بجائے، ہم ایک چادر کی طرح مالیکیولر ہوائی جہاز بنا سکتے ہیں، جہاں ہمیں دو جہتوں میں ایک دوسرے کے ساتھ جڑنے کے لیے مالیکیول ملتے ہیں۔" "یہ طریقہ کار بے ساختہ حل میں ہوتا ہے، اور ہم مواد کی ترکیب کے بعد، ہم آسانی سے اسپن کوٹ پتلی فلمیں بنا سکتے ہیں جو غیر معمولی طور پر مضبوط ہوتی ہیں۔"
چونکہ مواد حل میں خود کو جمع کرتا ہے، اسے صرف ابتدائی مواد کی مقدار میں اضافہ کرکے بڑی مقدار میں بنایا جاسکتا ہے۔ محققین نے دکھایا کہ وہ سطحوں کو مواد کی فلموں کے ساتھ کوٹ کر سکتے ہیں، جسے وہ 2DPA-1 کہتے ہیں۔
اسٹرانو کا کہنا ہے کہ "اس پیش رفت کے ساتھ، ہمارے پاس پلانر مالیکیولز ہیں جو بہت مضبوط، لیکن انتہائی پتلے مواد میں تبدیل کرنے کے لیے بہت آسان ہو جائیں گے۔"
ہلکا لیکن مضبوط
محققین نے پایا کہ نئے مواد کا لچکدار ماڈیولس - ایک پیمائش ہے کہ یہ ایک مواد کو خراب کرنے میں کتنی طاقت لیتا ہے - بلٹ پروف شیشے کے مقابلے میں چار سے چھ گنا زیادہ ہے۔ انہوں نے یہ بھی پایا کہ اس کی پیداواری طاقت، یا مواد کو توڑنے میں کتنی طاقت درکار ہوتی ہے، اسٹیل سے دوگنا ہے، حالانکہ اس مواد میں سٹیل کی کثافت کا صرف چھٹا حصہ ہے۔
2DPA-1 کی ایک اور اہم خصوصیت یہ ہے کہ یہ گیسوں کے لیے ناقابل تسخیر ہے۔ جب کہ دوسرے پولیمر کوائلڈ زنجیروں سے بنائے جاتے ہیں جن میں خلا ہوتا ہے جو گیسوں کو باہر نکلنے کی اجازت دیتے ہیں، نیا مواد monomers سے بنایا گیا ہے جو LEGOs کی طرح ایک دوسرے کے ساتھ بند ہو جاتے ہیں، اور مالیکیول ان کے درمیان نہیں جا سکتے۔
اسٹرانو کا کہنا ہے کہ "اس سے ہمیں الٹراتھین کوٹنگز بنانے کی اجازت مل سکتی ہے جو پانی یا گیسوں کو مکمل طور پر گزرنے سے روک سکتی ہے۔" "اس قسم کی رکاوٹ کوٹنگ کاروں اور دیگر گاڑیوں، یا اسٹیل ڈھانچے میں دھات کی حفاظت کے لیے استعمال کی جا سکتی ہے۔"
Strano اور اس کے طلباء اب مزید تفصیل سے مطالعہ کر رہے ہیں کہ یہ خاص پولیمر کس طرح 2D شیٹس بنانے کے قابل ہے، اور وہ اس کے مالیکیولر میک اپ کو تبدیل کرنے کے لیے تجربہ کر رہے ہیں تاکہ دوسری قسم کے نئے مواد کو تخلیق کیا جا سکے۔
اس تحقیق کو سینٹر فار اینہانسڈ نینو فلائیڈک ٹرانسپورٹ (CENT) کی طرف سے مالی اعانت فراہم کی گئی تھی جو کہ یو ایس ڈیپارٹمنٹ آف انرجی آفس آف سائنس اور آرمی ریسرچ لیبارٹری کے زیر اہتمام ایک انرجی فرنٹیئر ریسرچ سینٹر ہے۔
نئے ہلکے وزن والے مواد کا ذریعہ اسٹیل سے زیادہ مضبوط ہے: نیا مادہ اس کارنامے کا نتیجہ ہے جسے ناممکن سمجھا جاتا ہے: دو جہتوں میں مواد کو پولیمرائز کرنا - سائنس ڈیلی
خبروں کا رابطہ:
ای میل: [ای میل محفوظ]
ٹیلی فون: + 86-28-8411-1861