تقریباً تین دہائیاں قبل، پانی میں ایک نئی قسم کے مرحلے کی منتقلی کی تجویز پیش کی گئی تھی جو انتہائی ٹھنڈے حالات میں پیش آئے۔ تاہم، اس کی تصدیق کرنا مشکل تھا کیونکہ ان کم درجہ حرارت پر پانی مائع نہیں بننا چاہتا۔ اس کے بجائے، یہ تیزی سے برف بننا چاہتا ہے۔
میں مرحلے کی منتقلی کی عام مثالوں کے برعکس پانی ٹھوس یا بخارات کے مرحلے اور مائع مرحلے کے درمیان، یہ مائع مائع مرحلے کی منتقلی پوشیدہ ہے، اس طرح، اس کے بارے میں ابھی تک بہت کچھ نامعلوم ہے۔
بذریعہ ایک نیا مطالعہ۔ برمنگھم یونیورسٹی سائنس دان مائع مائع مرحلے کی منتقلی کے خیال کی تصدیق میں ایک اہم قدم کی نمائندگی کرتے ہیں۔ کمپیوٹر سمیلیشنز کا استعمال کرتے ہوئے، سائنسدانوں نے ان خصوصیات کی وضاحت کی جو خوردبین سطح پر دو مائعات کو الگ کرتی ہیں۔
انہوں نے دریافت کیا کہ اعلی کثافت والے مائع میں پانی کے مالیکیول اپنے آپ کو ترتیب میں منظم کرتے ہیں جسے "ٹپوولوجیکل طور پر پیچیدہ" کہا جاتا ہے، جیسے کہ ٹریفوائل ناٹ یا ہاپف لنک (اسٹیل چین میں دو لنکس کے بارے میں سوچیں)۔ اس طرح، یہ دلیل دی جاتی ہے کہ اعلی کثافت والے مائع میں مالیکیول الجھے ہوئے ہیں۔ اس کے برعکس، کم کثافت والے مائع میں مالیکیول زیادہ تر سادہ حلقے بناتے ہیں۔ لہٰذا، کم کثافت والے مائع میں مالیکیول غیر الجھے ہوئے ہیں۔
Andreas Neophytou، ایک پی ایچ ڈی برمنگھم یونیورسٹی کے طالب علم ڈاکٹر دواپیان چکربرتی کے ساتھ، مقالے کے مرکزی مصنف ہیں، نے کہا، "اس بصیرت نے ہمیں ایک 30 سالہ تحقیقی مسئلہ کے بارے میں مکمل طور پر تازہ دم کیا ہے اور امید ہے کہ یہ صرف شروعات ہوگی۔"
سائنس دانوں نے اپنے تخروپن میں پانی کا ایک کولائیڈل ماڈل اور پانی کے دو بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے مالیکیولر ماڈل کا استعمال کیا۔ کولائیڈل پارٹیکل کا حجم پانی کے مالیکیول سے ہزار گنا ہو سکتا ہے۔ ان کے نسبتاً بڑے سائز اور سست حرکات کی وجہ سے، کولائیڈز کو جسمانی مظاہر کی نگرانی اور سمجھنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے جو بہت چھوٹے جوہری اور سالماتی لمبائی کے پیمانے پر بھی ہوتے ہیں۔
اس مقالے کے سرکردہ مصنف ڈاکٹر دواپیان چکربرتی نے کہا، "پانی کا یہ کولائیڈل ماڈل سالماتی پانی میں ایک میگنفائنگ گلاس فراہم کرتا ہے اور ہمیں دو مائعات کی کہانی سے متعلق پانی کے راز کو کھولنے کے قابل بناتا ہے۔"
فرانسسکو سکورٹینو، جو اب Sapienza Università di Roma کے پروفیسر ہیں، نے کہا، "اس کام میں، ہم پہلی بار، ایک نظریہ تجویز کرتے ہیں۔ مائع مائع مرحلے کی منتقلی نیٹ ورک الجھانے کے خیالات پر مبنی۔ مجھے یقین ہے کہ یہ کام ٹاپولوجیکل تصورات پر مبنی ناول نظریاتی ماڈلنگ کو متاثر کرے گا۔
سائنسدانوں کے مطابق، ان کا ماڈل نظریہ کی توثیق کرنے والے نئے تجربات کا باعث بن سکتا ہے اور "الجھے ہوئے" مائعات کے تصور کو دوسرے مائعات جیسے سلیکون تک بڑھا سکتا ہے۔
امریکہ کی پرنسٹن یونیورسٹی میں کیمیکل اور بائیولوجیکل انجینئرنگ کے پروفیسر اور تحقیق کے اس شعبے میں دنیا کے معروف ماہر پابلو ڈیبینیڈیٹی نے کہا، "یہ خوبصورت کمپیوٹیشنل کام ایک ہی نیٹ ورک بنانے والے مادے میں مختلف مائع مراحل کے وجود کی بنیادی ٹوپولاجیکل بنیاد کا پردہ فاش کرتا ہے۔
"ایسا کرنے سے، یہ ایک ایسے مظہر کے بارے میں ہماری سمجھ کو کافی حد تک افزودہ اور گہرا کرتا ہے جس کے بارے میں بہت سارے تجرباتی اور کمپیوٹیشنل شواہد تیزی سے بتاتے ہیں کہ اس سب سے اہم مائعات کی طبیعیات کا مرکز ہے: پانی۔"
ٹریسٹی، اٹلی میں انٹرنیشنل اسکول فار ایڈوانسڈ اسٹڈیز کے پروفیسر کرسچن مائیکلٹی، جن کی موجودہ تحقیق کی دلچسپی بایوپولیمرز کی جامد، حرکیات اور فعالیت پر الجھنے، خاص طور پر گرہوں اور روابط کے اثرات کو سمجھنے میں مضمر ہے، کہتے ہیں، "اس ایک کاغذ کے ساتھ، Neophytou et al. متعدد کامیابیاں حاصل کیں جو متنوع سائنسی شعبوں میں نتیجہ خیز ہوں گی۔
"سب سے پہلے، پانی کے لیے ان کا خوبصورت اور تجرباتی طور پر قابل عمل کولائیڈل ماڈل مائعات کے بڑے پیمانے پر مطالعے کے لیے بالکل نئے تناظر کھولتا ہے۔ اس سے آگے، وہ بہت مضبوط ثبوت دیتے ہیں کہ فیز ٹرانزیشن جو مائعات کے مقامی ڈھانچے کے روایتی تجزیے کے لیے مضحکہ خیز ہو سکتی ہیں، مائع کے بانڈ نیٹ ورک میں گرہوں اور لنکس کا سراغ لگا کر آسانی سے اٹھا لی جاتی ہیں۔
"عارضی مالیکیولر بانڈز کے ساتھ چلنے والے راستوں کی کسی حد تک خلاصہ جگہ میں اس طرح کی پیچیدگیوں کو تلاش کرنے کا خیال بہت طاقتور ہے، اور میں توقع کرتا ہوں کہ پیچیدہ سالماتی نظاموں کا مطالعہ کرنے کے لیے اسے وسیع پیمانے پر اپنایا جائے گا۔"
سکورٹینو کا کہنا ہے کہ, "پانی، ایک کے بعد ایک، اپنے رازوں سے پردہ اٹھاتا ہے۔ خواب دیکھیں کہ یہ کتنا خوبصورت ہو گا اگر ہم مائع کے اندر دیکھ سکیں اور پانی کے مالیکیولز کے رقص کا مشاہدہ کریں، جس طرح سے وہ ٹمٹماتے ہیں، اور جس طرح سے وہ شراکت داروں کا تبادلہ کرتے ہیں، ہائیڈروجن بانڈ نیٹ ورک کی تشکیل نو کرتے ہیں۔ ہمارے تجویز کردہ پانی کے لیے کولائیڈل ماڈل کی تکمیل اس خواب کو حقیقت بنا سکتی ہے۔
جرنل حوالہ:
- Andreas Neophytou et al.، tetrahedral مائعوں میں مائع-مائع مرحلے کی منتقلی کی ٹاپولوجیکل نوعیت، فطرت طبیعیات (2022)۔ ڈی او آئی: 10.1038/s41567-022-01698-6
