تانبے کے نینوائرز کی صفیں غیر فعال ڈی آئیسنگ میں بہترین ہیں - فزکس ورلڈ

تانبے کے نینوائرز کی صفیں غیر فعال ڈی آئیسنگ میں بہترین ہیں - فزکس ورلڈ

ٹائم سٹیمپ: 12 ستمبر 2023 صبح 11:45 بجے

ڈی آئسنگ سطح
یہ کیسے کام کرتا ہے: ڈی آئیسنگ کے عمل کی عکاسی اور نانوائر کی سطح کی الیکٹران مائکروسکوپ امیجز دکھانے والی جامع تصویر۔ (بشکریہ: سیان یانگ، کیکسن لی، بنگانگ ڈو، یوشن ینگ، یجون زینگ، یوانکائی جن، زوئی کن، شوئی گاو، اسٹیون وانگ، زوانکائی وانگ، رونگفو وین اور زوہو ما)

چین میں محققین نے ایک غیر فعال کوٹنگ جو سطحوں سے برف اور ٹھنڈ کو ہٹانے میں تقریباً 100 فیصد مؤثر ہے کی نقاب کشائی کی ہے۔ ٹیم کے ڈیزائن میں تانبے کے نانوائرز کی ایک صف ہے جو بہترین فوٹو تھرمل، ہیٹ کنڈکٹنگ، اور سپر ہائیڈرو فوبک خصوصیات کو یکجا کرتی ہے تاکہ ڈیفروسٹنگ کی اعلی کارکردگی حاصل کی جا سکے۔

کوٹنگ کی طرف سے تیار کیا گیا تھا سیان یانگ اور ڈیلین یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی، سٹی یونیورسٹی آف ہانگ کانگ اور ہانگ کانگ پولی ٹیکنک یونیورسٹی کے ساتھی۔

ٹھنڈی سطحوں پر برف کا جمع ہونا کرائیوجینک منجمد ہونے سے لے کر ہوائی جہاز کے پروں تک مختلف حالات میں مسائل پیدا کر سکتا ہے۔ اگرچہ برف اور ٹھنڈ کو دور کرنے کے لیے کئی طرح کی تکنیکیں تیار کی گئی ہیں، لیکن ان سب میں خامیاں ہیں۔ یانگ بتاتے ہیں، "روایتی ڈی آئیسنگ اور ڈیفروسٹنگ سلوشنز بنیادی طور پر مکینیکل، تھرمل اور کیمیائی طریقوں پر انحصار کرتے ہیں، یہ سب یا تو توانائی سے بھرپور، محنت کش، یا ماحول دوست نہیں ہیں،" یانگ بتاتے ہیں۔ "اضافی طور پر، ان میں سے کچھ فعال طریقوں کو مادی سطح کے ساتھ براہ راست رابطے کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے نازک کوٹنگز کو خطرات لاحق ہوتے ہیں۔"

غیر فعال نقطہ نظر

ابھی حال ہی میں، ڈی آئیسنگ اور ڈیفروسٹنگ ٹیکنالوجی نے غیر فعال طریقوں کی طرف ایک تبدیلی دیکھی ہے، جس میں برف کو بننے اور بننے سے روکنے کے لیے مادی سطحوں میں ترمیم کرنا شامل ہے۔ اس میں اکثر پھسلن، ہائیڈروفوبک، یا یہاں تک کہ مرحلہ بدلنے والی سطحوں کو ڈیزائن کرنا شامل ہوتا ہے۔ یہ برف اور ٹھنڈ کو جسمانی طور پر ہٹانے کے لیے درکار قوت کو کم کر سکتے ہیں، یا پانی کی بوندوں کو سب سے پہلے جمنے اور جمنے سے روک سکتے ہیں۔

ایک خاص طور پر امید افزا پیش رفت فوٹو تھرمل کوٹنگز کی ترقی ہے جو سورج کی روشنی کو گرمی میں تبدیل کرتی ہے - اس طرح برف اور ٹھنڈ پگھلتی ہے، یہاں تک کہ منجمد حالات میں بھی۔ تاہم، موجودہ کوٹنگز کی محدود تھرمل چالکتا کی وجہ سے اس ٹیکنالوجی کو روک دیا گیا ہے۔ اس کے نتیجے میں ناہموار حرارت ہوتی ہے، اور سطحوں اور پانی کی بوندوں کے درمیان مضبوط تعامل ہوتا ہے جس کے نتیجے میں پگھلنے والے پانی کے اخراج کی ناہموار شرح ہوتی ہے – دونوں ہی ڈیفروسٹنگ کی کارکردگی کو محدود کرتے ہیں۔

اب، یانگ اور ساتھیوں نے ایک نئی قسم کی سطح کو ڈیزائن کیا ہے جو ان چیلنجوں کو حل کرتی ہے۔ سطح میں تانبے کے نانوائرز کی ایک صف موجود ہے جو ایک سادہ الیکٹروڈپوزیشن طریقہ استعمال کرتے ہوئے جمع کی جاتی ہے۔ ٹیم کے مطابق، ان کا ڈیزائن ایک ہی مواد میں بہترین فوٹو تھرمل، ہیٹ کنڈکٹنگ، اور سپر ہائیڈروفوبک خصوصیات کو یکجا کرتا ہے۔

سیدھا اور ہائیڈروفوبک

نانوائرز کا اعلیٰ ترتیب شدہ پیٹرن سورج کی روشنی کو جذب کرنے میں بہت اچھا ہے - اور تانبے کی اعلی تھرمل چالکتا پکڑی گئی حرارت کو پوری صف میں تیزی سے اور یکساں طور پر پھیلانے کی اجازت دیتی ہے۔ ٹیم نے جو نانوائر پیٹرن بنائے تھے ان میں سیدھی نانوائرز کا ایک انتظام تھا، جو تقریباً 2–3 مائیکرون کے پار مائکروگرووز کے ذریعے الگ کیا گیا تھا۔ اس ڈھانچے نے سطح کو انتہائی ہائیڈروفوبک بنا دیا: پگھلنے والے پانی کو یکساں طور پر نکالنے کی اجازت دیتا ہے۔

ٹیم کے رکن کیکسن لی کی وضاحت کرتے ہوئے، "گیلے ہونے اور فوٹو تھرمل ٹیسٹوں کے ذریعے، ہم نے پایا کہ زیادہ تر نانوائر اسمبلیوں کو سپر ہائیڈروفوبک سمجھا جا سکتا ہے، جس میں سورج کی روشنی جذب کرنے کی شرح 95٪ سے زیادہ ہے۔" "تانبے کے مواد کی اعلی چالکتا کی وجہ سے، نانوائر اسمبلیاں بہترین ڈی آئیسنگ اور ڈیفروسٹنگ پرفارمنس کو قابل بناتی ہیں۔"

نتیجہ یہ ہے کہ سطح سے تقریباً 100% برف اور ٹھنڈ ہٹا دی جاتی ہے، جس کے بارے میں ٹیم کا کہنا ہے کہ غیر فعال سطح پر اب تک کی سب سے زیادہ ڈیفروسٹنگ کارکردگی ہے۔

ابھی کے لیے، ٹیم کا ڈیزائن عملی استعمال کے لیے موزوں نہیں ہے۔ ان کی نانوائر صفوں میں ایک محدود استحکام ہے، کیمیائی نقصان کا خطرہ ہے، اور بڑے پیمانے پر پیدا کرنا مشکل اور مہنگا رہتا ہے۔ تاہم، محققین کو امید ہے کہ ان کے نتائج کی بنیاد پر، مزید تحقیق جلد ہی تجارتی رول آؤٹ کے ایک قدم کے قریب اسی طرح کی ڈیفروسٹنگ کارکردگی کے ساتھ مواد کی قیادت کر سکتی ہے۔

تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ انٹرنیشنل جرنل آف ایکسٹریم مینوفیکچرنگ.

ٹائم اسٹیمپ:

سے زیادہ طبیعیات کی دنیا