مستقبل کے سینسرز اور انرجی ڈیوائسز کے لیے ایم او ایف نانو شیٹس کے انعقاد کی پانی پر تخلیق۔

مستقبل کے سینسرز اور انرجی ڈیوائسز کے لیے ایم او ایف نانو شیٹس کے انعقاد کی پانی پر تخلیق۔

 

پانی پر تیل کا بے ساختہ وسیع رقبہ پھیلانا مستقبل کے سینسر/توانائی کے آلات کے لیے برقی طور پر کنڈکٹیو نانو اسٹرکچر تیار کرنے کے لیے توانائی کی بچت کے آسان راستے کی ترغیب دیتا ہے۔

 

تیل اور پانی آپس میں نہیں ملتے لیکن جہاں تیل اور پانی ملتے ہیں وہاں کیا ہوتا ہے؟ یا جہاں ہوا مائع سے ملتی ہے؟ ان انٹرفیسز پر منفرد رد عمل پائے جاتے ہیں، جسے جاپان میں مقیم محققین کی ایک ٹیم نے اگلی نسل کے سینسروں اور توانائی کی پیداواری ٹیکنالوجیز کے لیے درکار یکساں، برقی طور پر چلنے والی نینو شیٹس کی پہلی کامیاب تعمیر کو تیار کرنے کے لیے استعمال کیا۔

 

اوساکا پریفیکچر یونیورسٹی، جاپان سنکروٹرون ریڈی ایشن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ، اور یونیورسٹی آف ٹوکیو کے تحقیقی تعاون نے آج (28 اکتوبر 2021) کو ACS اپلائیڈ میٹریلز اور انٹرفیسز میں اپنا نقطہ نظر شائع کیا۔

 

"ہم ایک طویل عرصے سے جانتے ہیں کہ تیل پانی کی سطح پر ایک بڑی اور یکساں فلم بناتا ہے - اس واقف مظہر کو سمجھنا اور استعمال کرنا توانائی کی بچت کے عمل کا باعث بن سکتا ہے،" متعلقہ مصنف ری میکیورا، شعبہ مواد سائنس میں ایسوسی ایٹ پروفیسر نے کہا۔ ، اوساکا پریفیکچر یونیورسٹی۔ "اسی طرح کے انٹرفیس پر خام مال کے امتزاج کو استعمال کرتے ہوئے، ہم جدید تھری ڈائمینشنل نانو اسٹرکچرز کے ساتھ فعال مواد بنانے میں کامیاب ہوئے جو بجلی چلاتے ہیں۔"

 

یہ مواد دھاتی نامیاتی فریم ورک ہیں، جو مائکروپورس ہیں اور دھاتی آئنوں اور نامیاتی لنکرز پر مشتمل ہیں جو انتہائی منظم ہیں۔ ماکیورا کے مطابق، MOFs کہلاتے ہیں، ان کے پاس نینو ٹیکنالوجیز سے لے کر لائف سائنسز تک بے شمار ممکنہ ایپلی کیشنز ہیں، لیکن ایک غیر حقیقی جائیداد انہیں حقیقی استعمال سے روکتی ہے - زیادہ تر من گھڑت MOFs بجلی کو اچھی طرح سے نہیں چلاتے۔

 

سینسرز اور انرجی ڈیوائسز جیسی ایپلی کیشنز میں کنڈکٹو MOFs کی اعلیٰ خصوصیات کو استعمال کرنے کے لیے، متعین pore سائز، اچھی طرح سے کنٹرول شدہ گروتھ ڈائریکشن، اور فلم کی موٹائی کے ساتھ الٹراتھین فلموں کی فیبریکیشن اور انضمام ایک ضرورت ہے اور اس کی سرگرمی سے کوشش کی گئی ہے، "مکیورا نے کہا۔

 

زیادہ تر پچھلی MOF پتلی فلم کی ترقی میں بڑے کرسٹل سے تہوں کو نکالنا اور انہیں سبسٹریٹ پر رکھنا شامل ہے۔ ماکیورا کے مطابق، تاہم، یہ عمل پیچیدہ ہے اور اکثر اس کے نتیجے میں موٹی، غیر یکساں چادریں بنتی ہیں جو کہ زیادہ موصل نہیں ہوتی ہیں۔ الٹراتھین اور یکساں کنڈکٹیو نینو شیٹس تیار کرنے کے لیے، اس نے اور اس کی ٹیم نے نقطہ نظر کو تبدیل کرنے کا فیصلہ کیا۔

 

انہوں نے دھاتی آئنوں کے آبی محلول پر نامیاتی لنکرز پر مشتمل محلول پھیلانا شروع کیا۔ ایک بار رابطے میں آنے کے بعد، مادہ اپنے اجزاء کو ہیکساگونل ترتیب میں جمع کرنا شروع کر دیتے ہیں۔ ایک گھنٹہ کے دوران، یہ انتظام نینو شیٹس کی شکل میں جاری رہا جہاں مائع اور ہوا ملتے ہیں۔ نانو شیٹ کی تشکیل کی تکمیل کے بعد، محققین نے نینو شیٹس کو زیادہ گھنے اور مسلسل حالت میں کمپریس کرنے کے لیے دو رکاوٹوں کا استعمال کیا۔

 

ماکیورا کے مطابق، یہ انتہائی منظم کرسٹل لائن ڈھانچے کے ساتھ ناقابل یقین حد تک پتلی نانو شیٹس تیار کرنے کا ایک ہموار طریقہ ہے۔ محققین نے مائکروسکوپک اور ایکس رے کرسٹاللوگرافک تجزیہ کے ذریعے یکساں ساخت کی تصدیق کی۔ مضبوطی سے ترتیب دیے گئے کرسٹل نے مواد کی برقی خصوصیات کی بھی نشاندہی کی، کیونکہ کرسٹل ہر شیٹ میں یکساں طور پر رابطے میں تھے، جس سے شیٹس کے درمیان قریبی رابطے میں بھی سہولت ہوتی تھی۔ محققین نے نانو شیٹس کو سلکان سبسٹریٹ میں منتقل کرکے، سونے کے الیکٹروڈز کو شامل کرکے اور چالکتا کی پیمائش کرکے اس کا تجربہ کیا۔

 

"اگرچہ انتہائی پتلی فلموں کا اندازہ لگانا آسان نہیں تھا، ہمیں خوشی ہوئی جب ہم یہ ثابت کرنے میں کامیاب ہوئے کہ اس میں تین جہتی نانو سٹرکچر اور اعلی برقی چالکتا ہے،" پہلے مصنف تاکاشی اوہاٹا نے کہا، جو ماکیورا کے زیر نگرانی ڈاکٹریٹ کے طالب علم تھے۔

 

محققین اب اس بات کا مطالعہ کر رہے ہیں کہ کس طرح مختلف پیرامیٹرز نانو شیٹ مورفولوجی پر اثر انداز ہوتے ہیں، جس کا مقصد ایک قابل کنٹرول اور ٹیون ایبل طریقہ کار تیار کرنا ہے تاکہ ہدف شدہ الیکٹرانک خصوصیات کے ساتھ اعلیٰ معیار کی نینو شیٹس بنائی جا سکیں۔

 

ماکیورا نے کہا، "ہوا/مائع انٹرفیس میں ایک توسیعی فن تعمیر میں مناسب مالیکیولر بلڈنگ اجزاء کی ہماری ورسٹائل اور سادہ نیچے سے اوپر کی اسمبلی ایک مکمل طور پر مبنی، برقی طور پر کنڈکٹیو کرسٹل لائن نانو شیٹ کی تخلیق کا احساس کرتی ہے۔" "نئی تلاش نے ہوا/مائع انٹرفیشل ترکیب کی صلاحیت کو مزید بڑھایا ہے تاکہ بہت سے ممکنہ ایپلی کیشنز میں حقیقی استعمال کے لیے نانو شیٹس کی وسیع اقسام تخلیق کی جا سکیں، بشمول توانائی پیدا کرنے والے آلات اور اتپریرک کے لیے۔"

 

حوالہ: "Uniaxially Oriented Electrically Conductive Metal-organic Framework Nanosheets اسمبلڈ ائیر/Liquid Interfaces" 28 اکتوبر 2021، ACS اپلائیڈ میٹریلز اینڈ انٹرفیس۔

DOI: 10.1021/acsami.1c16180

 

دیگر تعاون کرنے والوں میں Akihiro Nomoto، ڈیپارٹمنٹ آف اپلائیڈ کیمسٹری، اوساکا پریفیکچر یونیورسٹی شامل ہیں۔ تاکیشی واتنابے اور اچیرو ہیروسوا، جاپان سنکروٹرون ریڈی ایشن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ؛ Tatsuyuki Makita اور Jun Takeya، میٹریل انوویشن ریسرچ سینٹر اور ڈیپارٹمنٹ آف ایڈوانسڈ میٹریل سائنس، ٹوکیو یونیورسٹی۔

 

اس کام کو جاپان سوسائٹی فار دی پروموشن آف سائنس KAKENHI Grant Nu نے تعاون کیا۔

اس طرح کی مفید معلومات کےلئےمزید ارٹیکلز کے لینکس ملا خطہ  ہو۔

کیا ٹیکنالوجی انسانی تکلیف کے لئے ذمہ دار ہے؟

برقی مقناطیسی نبض: آج کا ہتھیار۔

موبائل فون سگنلز کی چوری