مواد پر کام کرنے والے بہت سے طبیعیات دان ہیں اور ہر سال ہم اس میدان میں کچھ انتہائی دلچسپ تحقیق کے بارے میں لکھنے کے منتظر ہیں۔ یہ سال بھی اس سے مستثنیٰ نہیں تھا اور 2023 سے ہماری کچھ پسندیدہ مواد کی کہانیاں یہ ہیں۔
ایک ایسے دور میں جب مصنوعی ذہانت کا استعمال کرتے ہوئے نیا مواد تیار کیا جاتا ہے، مجھے یہ اطمینان بخش معلوم ہوتا ہے کہ ہم لکڑی میں دلچسپی کی بحالی کے درمیان بھی ہیں۔ یہ یقینی طور پر انسانوں کے ذریعہ استعمال ہونے والے سب سے قدیم مواد میں سے ایک ہے اور آج دنیا بھر کے محققین اس قابل تجدید وسائل کو دلچسپ مواد بنانے کے لیے استعمال کرنے کے نئے طریقے تیار کر رہے ہیں۔ ابھی، اسک انجکیسٹ of لنکوپنگ یونیورسٹی کی لیبارٹری برائے نامیاتی الیکٹرانکس اور سویڈن میں ساتھیوں نے لکڑی کے تختے سے ایک ٹرانجسٹر بنایا ہے۔ انہوں نے یہ کام پورے مواد میں برقی طور پر چلانے والے پولیمر کو شامل کرکے اس طرح کیا جس سے آئنیکل طور پر کنڈکٹیو الیکٹرولائٹ کے لیے جگہ پیدا ہوتی ہے۔ ان کی نئی من گھڑت تکنیک متعدد الیکٹرانک اجزاء کے لیے لکڑی کو بطور ٹیمپلیٹ استعمال کرنا ممکن بناتی ہے، لیکن ٹیم تسلیم کرتی ہے کہ لکڑی کے ٹرانجسٹر روایتی آلات کی کارکردگی کے قریب کہیں نہیں آئیں گے۔ ایک ممکنہ ایپلی کیشن زندہ پودوں میں الیکٹرانکس کا انضمام ہو سکتا ہے - لیکن یہاں تک کہ اگر لکڑی کے ٹرانجسٹر کے چند عملی استعمال ہیں، تب بھی یہ ایک صاف ستھری چال ہے۔
لکڑی کی طرح، پانی غیر معمولی خصوصیات کے ساتھ ایک ہر جگہ مواد ہے. زیادہ تر مادوں کے برعکس، ٹھوس پانی مائع پانی سے کم گھنا ہوتا ہے، جس سے زمین کے وسیع حصوں میں آبی زندگی ممکن ہوتی ہے جہاں درجہ حرارت باقاعدگی سے 0 °C سے نیچے گرتا ہے۔ برف کم از کم 20 مختلف کرسٹل ڈھانچے میں آتی ہے۔ اب، چین میں محققین لائفن وانگ اور زیڈونگ بائی کی قیادت میں بیجنگ نیشنل لیبارٹری برائے کنڈینسڈ میٹر فزکس اور سونگشن لیک میٹریلز لیبارٹری ڈونگ گوان میں کیوبک برف کے وجود کی تصدیق کرنے والے پہلے لوگ ہیں، جس میں پانی کے مالیکیولز کی ہیرے – کیوبک ساخت ہے۔ خیال کیا جاتا ہے کہ یہ برف شینر کے ہالو کے لیے ذمہ دار ہے، جو کہ ایک انتہائی نایاب نظری اثر ہے جو سورج کے گرد تقریباً 28° پر روشنی کا ایک حلقہ بناتا ہے۔ یہ عام 22° ہالو کے برعکس ہے جو مسدس آئس کرسٹل کے ذریعے ریفریکشن کی وجہ سے ہوتا ہے۔ ٹیم نے مونولیئر گرافین سے بنی منجمد پلیٹ پر کیوبک برف بنائی اور کرائیوجینک ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپی کا استعمال کرتے ہوئے اس کی تشکیل کی نگرانی کی۔ ان کی تکنیک اس بات کا مطالعہ کرنے کے لیے مفید ثابت ہو سکتی ہے کہ سطحوں پر ہر قسم کی برف کیسے بنتی ہے۔
20 ویں صدی کی طبیعیات کی کامیابیوں میں سے ایک BCS تھیوری آف سپر کنڈکٹیویٹی ہے، جو 1950 کی دہائی میں اس بات کی وضاحت کے لیے تیار کی گئی تھی کہ کیوں کچھ مواد بہت کم درجہ حرارت پر صفر برقی مزاحمت رکھتے ہیں۔ خیال یہ ہے کہ ان سپر کنڈکٹرز میں الیکٹران بوسنز بنانے کے لیے جوڑتے ہیں۔ یہ "کوپر جوڑے" پھر گاڑھا ہو کر ایک سپر فلوئڈ جیسا مادہ بنا سکتے ہیں جو بغیر کسی مزاحمت کے بہہ سکتا ہے۔ جب کہ کوپر کے جوڑوں کے وجود کے بالواسطہ ثبوت موجود ہیں، طبیعیات دانوں کو ابھی تک جوڑے میں الیکٹرانوں کے گھماؤ کے درمیان منفی تعلق کی پیمائش کرنا تھی - جو کہ جوڑے کے وجود کا براہ راست ثبوت ہوگا۔ اب، سوئٹزرلینڈ اور اٹلی میں ماہر طبیعیات کی قیادت میں ارونو بوردولوئی باسل یونیورسٹی میں سپر کنڈکٹر کے ایک چھوٹے سے ٹکڑے سے کوپر کے جوڑے نکالنے کے لیے دو کوانٹم نقطے استعمال کیے ہیں۔ اس کے بعد انہوں نے جوڑوں کو تقسیم کیا اور ان کے اسپن پولرائزیشن کی پیمائش کی، یہ معلوم ہوا کہ وہ عام طور پر مخالف سمتوں کی طرف اشارہ کرتے ہیں - جیسا کہ BCS تھیوری کی پیش گوئی کی گئی ہے۔
کئی دہائیاں پہلے جب میں یونیورسٹی میں تھا، فریکٹلز تمام غصے کا شکار تھے – کچھ حد تک بینوئٹ مینڈل بروٹ کے تخلیق کردہ اعلیٰ معیار کے تصورات کی وجہ سے۔ لہذا، میں ہمیشہ دلچسپی رکھتا ہوں جب وہ آج تحقیق میں پاپ اپ کرتے ہیں. فروری میں، کلاڈیو کاسٹیلنووو یونیورسٹی آف کیمبرج میں اور برطانیہ، جرمنی، امریکہ اور ارجنٹائن میں ساتھیوں نے دکھایا کہ ایک نئی قسم کی فریکٹل اسپن برف میں چھپی ہوئی ہے۔ سپن آئسز مقناطیسی لمحات کے ساتھ مواد ہیں جو مایوس ہوتے ہیں کیونکہ وہ کم درجہ حرارت پر متواتر ترتیب میں آباد نہیں ہوسکتے ہیں۔ اس کے بجائے، لمحات پانی کی برف میں پائے جانے والے اضطراب کی ایک ڈگری کے ساتھ منجمد ہوجاتے ہیں۔ 2009 میں، طبیعیات دانوں نے استدلال کیا کہ کچھ اسپن برف میں جوش و خروش مقناطیسی اجارہ داروں کی طرح برتاؤ کرتا ہے۔ اب، Castelnovo اور ساتھیوں نے دکھایا ہے کہ یہ اجارہ داری 3D میں حرکت کرنے کے لیے آزاد ہونے کے بجائے، ہمیشہ شاخوں والی رفتار کی ایک فریکٹل دنیا میں حرکت کرتی ہے۔ ٹیم کے رکن کا کہنا ہے کہ اسپن آئسز میں اجارہ داری کا مطالعہ بہت سے ایپلی کیشنز کے لیے اہم ہو سکتا ہے جوناتھن نیلسن ہالین جو کیمبرج اور ڈریسڈن میں مقیم ہیں۔ "اسپن آئسز ٹاپولوجیکل میگنےٹس کی سب سے قابل رسائی مثالوں میں سے ایک ہیں، اور اسپن آئسز میں مقناطیسی اجارہ داری فرکشنلائزڈ جوش کی بہترین سمجھی جانے والی مثالوں میں سے ایک ہے،" وہ کہتے ہیں۔
قطبی ریچھ کی سفید کھال برفیلی آرکٹک زمین کی تزئین میں چھلاورن فراہم کرتی ہے۔ تاہم، آپ سوچ سکتے ہیں کہ سفید کوٹ دھوپ میں ریچھوں کو گرم کرنے کا برا کام کرے گا۔ ایسا نہیں ہے کیونکہ قطبی ریچھ کی کھال سورج کی روشنی کو ریچھ کی سیاہ جلد تک پہنچانے کے لیے بنائی گئی ہے، جہاں یہ مؤثر طریقے سے جذب ہوتی ہے۔ مزید یہ کہ کھال ریچھ کی جلد سے نکلنے والی گرمی کو پھنسانے میں بہت اچھی ہے – بنیادی طور پر گرین ہاؤس اثر پیدا کرتی ہے۔ ابھی، ٹریشا اینڈریو اور یونیورسٹی آف میساچوسٹس ایمہرسٹ کے ساتھیوں نے قطبی ریچھوں سے متاثر ہوکر ایک نیا ڈبل لیئر فیبرک بنایا ہے جو سورج اور انڈور لائٹنگ سے توانائی جذب کرتا ہے اور گرمی کو برقرار رکھنے کے لیے اسے پھنستا ہے۔ 130 W/m کی روشنی کی شدت کے سامنے آنے پر2 (انگلینڈ میں سردیوں کا ایک مدھم دن) یہ اپنے پہننے والوں کو اتنا ہی گرم رکھتا ہے جتنا کہ سوتی کپڑے ہوتا ہے – لیکن درجہ حرارت پر جو 10 °C زیادہ ٹھنڈا ہوتا ہے اور جب کہ وزن 30% کم ہوتا ہے۔ اینڈریو کہتے ہیں، "ہمارے قطبی ریچھ کے کپڑے خلائی حرارت کے انتظام کے لیے بہت کارآمد ثابت ہو سکتے ہیں، جو کہ زیادہ توانائی کے موثر انداز میں، لوگوں کو کمرے کے حرارتی نظام کے بجائے محیطی روشنی کا استعمال کرتے ہوئے گھر کے اندر گرم کر کے بہت زیادہ توانائی خرچ کرتا ہے۔"
ہم یہاں پر ایک quasiparticle سے محبت کرتے ہیں طبیعیات کی دنیا، لہذا ہمیں خوشی ہوئی کہ 2023 میں طبیعیات دانوں نے آخر کار "پائنز ڈیمن" کا پتہ لگایا۔ سب سے پہلے 1952 میں پیش گوئی کی گئی۔ ڈیوڈ پائنز اور ڈیوڈ بوہمیہ quasiparticle پلازما میں الیکٹران کی کثافت کا اتار چڑھاؤ ہے۔ quasiparticle اس وقت بنتا ہے جب دھات کے مختلف بینڈوں میں الیکٹران ایک دوسرے کے ساتھ مرحلے سے باہر چلے جاتے ہیں تاکہ وہ مجموعی چارج کو جامد رکھیں۔ درحقیقت، ایک شیطان غیر جانبدار quasiparticles کی اجتماعی حرکت ہے – اور ایک شیطان بھی ماس نہیں ہے اور روشنی کے ساتھ تعامل کرنے سے قاصر ہے۔ یہ سب quasiparticles کا پتہ لگانا بہت مشکل بنا دیتا ہے۔ ابھی، پیٹر ابامونٹے امریکہ میں یونیورسٹی آف الینوائے Urbana-Champaign (UIUC) کے، اور ساتھیوں نے strontium ruthenate کے سنگل کرسٹل میں پائنس کے شیطان سے وابستہ جوش کی نشاندہی کرنے کے لیے الیکٹران انرجی نقصان سپیکٹروسکوپی نامی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے شیطان کے ثبوت پائے ہیں۔
ایسا لگتا ہے کہ انسانوں کا کنکریٹ کے ساتھ محبت سے نفرت کا رشتہ ہے۔ مواد کی عملییت زیادہ تر تعمیر شدہ ماحول کو زیر کرتی ہے، پھر بھی ہم اس کی بعض اوقات وحشیانہ شکل اور اس کی پیداوار کے دوران خارج ہونے والی کاربن ڈائی آکسائیڈ کی بڑی مقدار کو مسترد کرتے ہیں۔ اب، امریکہ میں ایک ٹیم ایم آئی ٹی کی قیادت میں فرانز جوزف الم, ایڈمر مسک اور یانگ شاو ہارن نے ایک قسم کا کنکریٹ تیار کیا ہے جو توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے سپر کیپیسیٹرز بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پیداوار کاربن بلیک اور سیمنٹ کے خشک مرکب سے شروع ہوتی ہے، جس میں پانی اور سپر پلاسٹکائزر شامل کیے جاتے ہیں۔ جیسے جیسے مواد مضبوط ہوتا ہے یہ سوراخوں کا ایک فریکٹل جیسا نیٹ ورک بناتا ہے جو مواد کو ایک بہت بڑا سطحی رقبہ والا موصل بناتا ہے۔ یہ بالکل وہی ہے جو آپ ایک کپیسیٹر کے الیکٹروڈ کے لیے چاہتے ہیں، جہاں سطح کا رقبہ جتنا زیادہ ہوگا، گنجائش اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ ٹیم کے مطابق، 3.55 میٹر مکعب کے سائز کا کنکریٹ کیپیسیٹر تقریباً 10 کلو واٹ توانائی کو ذخیرہ کرنے کے قابل ہو گا۔ بنیادوں کے ساتھ بنایا گیا گھر جس میں یہ کیپسیٹرز ہوتے ہیں اس لیے ایک دن کی توانائی ذخیرہ کر سکتے ہیں - مثال کے طور پر سولر پینلز کے ذریعے تیار کی جاتی ہے - اور ضرورت پڑنے پر اسے جاری کر سکتی ہے۔ مواد کو ونڈ ٹربائن کی بنیاد میں بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، جہاں یہ ضرورت سے زیادہ توانائی ذخیرہ کر سکتا ہے۔ ٹیکنالوجی کا استعمال قابل تجدید توانائی کو انفراسٹرکچر جیسے سڑکوں اور کار پارکوں میں ذخیرہ کرنے کے لیے بھی کیا جا سکتا ہے، جہاں توانائی کو گاڑیوں میں شامل کرکے منتقل کیا جا سکتا ہے۔
طبیعیات کی دنیاکی بریک تھرو آف دی ایئر کی کوریج کو سپورٹ کیا گیا ہے۔ طبیعیات میں پیشرفت پر رپورٹس، جو آپ کی زمینی تحقیق کے لیے بے مثال مرئیت پیش کرتا ہے۔
- SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
- پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
- ماخذ: https://physicsworld.com/a/materials-physics-highlights-of-2023/
- : ہے
- : ہے
- : نہیں
- :کہاں
- $UP
- 10
- 20
- 2023
- 3d
- 700
- a
- قابلیت
- ہمارے بارے میں
- جذب
- جذب
- AC
- قابل رسائی
- کے مطابق
- کے پار
- شامل کیا
- پہلے
- تمام
- بھی
- ہمیشہ
- am
- محیطی
- مقدار
- an
- قدیم
- اور
- اینڈریو
- ایک اور
- درخواست
- ایپلی کیشنز
- آرکٹک
- کیا
- رقبہ
- ارجنٹینا
- دلیل
- ارد گرد
- مصنوعی
- مصنوعی ذہانت
- مصور
- AS
- منسلک
- At
- برا
- بیس
- کی بنیاد پر
- باسل
- BE
- صبر
- ریچھ
- کیونکہ
- بن
- کیا جا رہا ہے
- خیال کیا
- نیچے
- BEST
- کے درمیان
- سیاہ
- پیش رفت
- تعمیر
- لیکن
- by
- کہا جاتا ہے
- کیمبرج
- کر سکتے ہیں
- نہیں کر سکتے ہیں
- کار کے
- کاربن
- کاربن ڈائی آکسائیڈ
- کیس
- وجہ
- سیمنٹ
- چینل
- چارج
- چین
- کلک کریں
- ساتھیوں
- مجموعہ
- اجتماعی
- کالج
- کس طرح
- اجزاء
- ٹھوس
- گاڑھا مادہ
- چل رہا ہے
- ترتیب
- کی توثیق
- پر مشتمل ہے
- روایتی
- کوپر
- باہمی تعلق۔
- سکتا ہے
- کوریج
- تخلیق
- بنائی
- پیدا
- تخلیق
- کرسٹل
- موجودہ
- گہرا
- دن
- ڈگری
- خوشی ہوئی
- شعبہ
- ڈیزائن
- کا پتہ لگانے کے
- پتہ چلا
- ترقی یافتہ
- ترقی
- کے الات
- DID
- مختلف
- مشکل
- براہ راست
- دریافت
- خرابی کی شکایت
- do
- خشک
- کے دوران
- زمین
- اثر
- مؤثر طریقے سے
- الیکٹرولائٹ
- الیکٹرانک
- الیکٹرونکس
- برقی
- توانائی
- انگلینڈ
- ماحولیات
- دور
- بنیادی طور پر
- بھی
- کبھی نہیں
- ہر کوئی
- ثبوت
- بالکل
- مثال کے طور پر
- مثال کے طور پر
- رعایت
- دلچسپ
- وجود
- وضاحت
- ظاہر
- نکالنے
- غیر معمولی
- انتہائی
- کپڑے
- گر
- فروری
- چند
- میدان
- فلٹر
- مل
- تلاش
- پہلا
- بہاؤ
- اتار چڑھاؤ
- کے لئے
- فارم
- قیام
- فارم
- آگے
- ملا
- بنیادیں
- مفت
- منجمد
- سے
- منجمد
- مایوس
- جرمنی
- اچھا
- گرافین
- زیادہ سے زیادہ
- زمین کی توڑ
- تھا
- خوش
- ہے
- he
- یہاں
- ہائی
- پر روشنی ڈالی گئی
- میزبان
- ہاؤس
- کس طرح
- تاہم
- HTML
- HTTP
- HTTPS
- بھاری
- انسان
- i
- ICE
- خیال
- شناخت
- if
- ایلی نوائے
- تصویر
- اہم
- in
- شامل
- شامل کرنا
- انڈور
- معلومات
- انفراسٹرکچر
- متاثر
- کے بجائے
- انسٹی ٹیوٹ
- انضمام
- انٹیلی جنس
- بات چیت
- دلچسپی
- دلچسپی
- میں
- مسئلہ
- IT
- اٹلی
- میں
- ایوب
- فوٹو
- صرف
- رکھیں
- رہتا ہے
- جانا جاتا ہے
- تجربہ گاہیں
- جھیل
- زمین کی تزئین کی
- بڑے
- آخری
- کم سے کم
- قیادت
- کم
- زندگی
- روشنی
- لائٹنینگ کا
- کی طرح
- مائع
- رہ
- علامت (لوگو)
- لانگ
- دیکھو
- بند
- محبت
- لو
- بنا
- میگنےٹ
- برقرار رکھنے کے
- بناتا ہے
- بنانا
- مینیجنگ
- انداز
- بہت سے
- میسا چوسٹس
- مواد
- مواد
- معاملہ
- زیادہ سے زیادہ چوڑائی
- پیمائش
- رکن
- دھات
- خوردبین
- شاید
- ایم ائی ٹی
- مرکب
- نظر ثانی کی
- لمحات
- نگرانی کی
- زیادہ
- سب سے زیادہ
- تحریک
- منتقل
- بہت
- قومی
- قریب
- ضرورت
- منفی
- نیٹ ورک
- غیر جانبدار
- نئی
- نہیں
- اب
- متعدد
- of
- تجویز
- on
- ایک
- کھول
- اس کے برعکس
- نامیاتی
- ہمارے
- باہر
- مجموعی طور پر
- جوڑی
- جوڑے
- پینل
- حصہ
- لوگ
- کارکردگی
- متواتر
- مرحلہ
- طبعیات
- طبیعیات کی دنیا
- ٹکڑا
- پودے
- پلازما
- پلاٹا
- افلاطون ڈیٹا انٹیلی جنس
- پلیٹو ڈیٹا
- قطبی
- پولیمر
- پاپ آؤٹ
- ممکن
- عملی
- پیش گوئی
- تیار
- پیداوار
- پیش رفت
- خصوصیات
- ثابت کریں
- فراہم کرتا ہے
- معیار
- کوانٹم
- کوانٹم ڈاٹ
- غیظ و غضب
- Rare
- بلکہ
- باقاعدگی سے
- تعلقات
- جاری
- قابل تجدید
- قابل تجدید توانائی
- رپورٹیں
- تحقیق
- محققین
- مزاحمت
- وسائل
- ذمہ دار
- رنگ
- سڑکوں
- کمرہ
- شاہی
- s
- کا کہنا ہے کہ
- لگتا ہے
- حل کرو
- سے ظاہر ہوا
- دکھایا گیا
- اسی طرح
- ایک
- سائز
- جلد
- So
- شمسی
- شمسی پینل
- ٹھوس
- مضبوط کرتا ہے
- کچھ
- کبھی کبھی
- خلا
- سپیکٹروسکوپی۔
- سپن
- اسپین
- تقسیم
- مستحکم
- ابھی تک
- ذخیرہ
- خبریں
- ذخیرہ کرنے
- ساخت
- ڈھانچوں
- مطالعہ
- مادہ
- اس طرح
- اتوار
- سورج کی روشنی
- دھوپ
- سپر کنڈکٹیویٹی
- تائید
- یقینا
- سطح
- سرپلس
- سوات
- سویڈن
- سوئٹزرلینڈ
- ٹیم
- تکنیک
- ٹیکنالوجی
- سانچے
- سے
- کہ
- ۔
- برطانیہ
- دنیا
- ان
- تو
- نظریہ
- وہاں.
- لہذا
- یہ
- وہ
- لگتا ہے کہ
- اس
- اس سال
- تھوڑا
- کے ذریعے
- بھر میں
- تھمب نیل
- کرنے کے لئے
- آج
- مل کر
- منتقل
- پھنسنا
- نیٹ ورک
- دو
- قسم
- ہر جگہ موجود
- Uk
- قابل نہیں
- سمجھا
- یونیورسٹی
- کیمبرج یونیورسٹی
- برعکس
- بے مثال۔
- جب تک
- us
- استعمال کی شرائط
- استعمال کیا جاتا ہے
- استعمال
- کا استعمال کرتے ہوئے
- ہمیشہ کی طرح
- عام طور پر
- وسیع
- گاڑیاں
- بہت
- کی نمائش
- چاہتے ہیں
- گرم
- گرمی
- تھا
- پانی
- لہر
- راستہ..
- طریقوں
- we
- وزن
- تھے
- کیا
- کیا ہے
- جب
- جس
- جبکہ
- سفید
- ڈبلیو
- کیوں
- ونڈ
- ساتھ
- بغیر
- لکڑی
- لکڑی
- کام کر
- دنیا
- دنیا کی
- قابل
- گا
- تحریری طور پر
- سال
- ابھی
- تم
- اور
- زیفیرنیٹ
- صفر