سادہ میٹا سرفیسز مادی انٹرفیس پر رگڑ پر کنٹرول پیش کرتے ہیں - فزکس ورلڈ

فرانس میں محققین کی طرف سے مختلف مواد کے درمیان انٹرفیس پر رگڑ قوتوں کو ٹھیک کرنے کی ایک نئی تکنیک تیار کی گئی ہے۔ جولین شیبرٹ اور لیون یونیورسٹی کے ساتھیوں نے شیشے اور ایلسٹومر کے نمونوں کے درمیان انٹرفیس پر رگڑ کے مخصوص گتانک بنانے کے لیے سادہ اور آسانی سے ایڈجسٹ میٹا سرفیسز کا استعمال کیا۔

ٹچ اسکرین سے روبوٹک ہاتھوں تک، رگڑ والے رابطے بہت سے جدید آلات کا کلیدی جزو ہیں۔ اپنی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، ڈیزائنرز کو مادی انٹرفیس پر رگڑ قوتوں پر سخت کنٹرول قائم کرنے کی ضرورت ہے۔ تاہم، صدیوں کی محتاط تحقیقات کے باوجود، ہمارے پاس اب بھی کسی بھی انٹرفیس میں رگڑ کے گتانک کی پیشن گوئی کرنے کا کوئی قابل اعتماد طریقہ نہیں ہے۔

رگڑ کو سمجھنے میں سب سے بڑی مشکل سطحوں پر پائی جانے والی ساخت کا سراسر تنوع ہے۔ سطح کی خصوصیات کا سائز شدت کے کئی آرڈرز پر محیط ہو سکتا ہے: جوہری سے ملی میٹر تک۔ چونکہ یہ تمام خصوصیات دو سطحوں کے درمیان رگڑ کو متاثر کر سکتی ہیں، اس لیے پہلے اصولوں سے رگڑ کے گتانک کا حساب لگانا اکثر ناقابل یقین حد تک مشکل ہوتا ہے۔

فی الحال، سطحوں کے درمیان رگڑ کو بہتر بنانے کے لیے دو اہم تکنیکیں ہیں۔ ایک طریقہ یہ ہے کہ صرف مواد کا ایک جوڑا منتخب کیا جائے جو رگڑ کی صحیح مقدار کا تجربہ کرے۔ تاہم، اکثر ایسا ہوتا ہے کہ ان مواد میں وہ دیگر خصوصیات نہیں ہوتی ہیں - تھرمل، الیکٹریکل وغیرہ - جو ایک مخصوص ایپلی کیشن کے لیے درکار ہوتی ہیں۔

ناقص فہم

"دوسری تکنیک سطحوں پر مصنوعی مائیکرو ٹیکسچرز بنانا ہے،" شیبرٹ بتاتے ہیں۔ "لیکن چونکہ ساخت اور رگڑ کے درمیان تعلق کو بخوبی سمجھا جاتا ہے، اس لیے مناسب ساخت کی شناخت عام طور پر طویل اور مہنگی تجرباتی مہموں کے بعد ہوتی ہے۔"

ان کے مطالعے میں، شیبرٹ کی ٹیم نے بہت آسان میٹا سرفیسز کا استعمال کرتے ہوئے مائکرو ٹیکسچرل اپروچ میں بہتری لائی جو کروی ٹوپیوں کی مربع صفوں پر مشتمل ہے۔ ہر ٹوپی کو دوسری ٹوپیوں کے حوالے سے ایک مخصوص اونچائی دی جا سکتی ہے (شکل دیکھیں)۔

"ان حالات میں، انٹرفیس کے [رگڑ] ردعمل کو درست طریقے سے ماڈل بنایا جا سکتا ہے، اور اونچائیوں کی فہرست جو ٹارگٹ رگڑ رویے کی پیشکش کرتی ہے اس کا تعین دراصل سطحوں کو بنانے سے پہلے کیا جا سکتا ہے،" شیبرٹ بتاتے ہیں۔ اس طرح، ٹیم پہلی کوشش میں انٹرفیشل رگڑ کی مطلوبہ سطح کو حاصل کرنے کے لیے مختلف ساختوں کو انجینئر کر سکتی ہے۔

محققین نے ربڑ کی طرح ایلسٹومر کے سینٹی میٹر سائز کے نمونوں پر میٹا سرفیس تیار کرکے اپنے نقطہ نظر کا تجربہ کیا۔ ہر سطح پر ایلسٹومر سے بنی 64 کروی ٹوپیوں کی جالی نمایاں تھی۔ اونچائی جس پر ہر ٹوپی سطح سے نکلتی ہے انفرادی طور پر سیٹ کی جاتی ہے، جس سے ٹیم مختلف میٹاسرفیسز کی ایک رینج بنا سکتی ہے۔

میٹا سرفیس کے اوپر شیشے کے چپٹے ٹکڑے کو رکھ کر اور شیشے کو میٹا سرفیس کے ساتھ گھسیٹتے ہوئے نیچے دھکیل کر رگڑ کی پیمائش کی جاتی ہے۔ میٹا سرفیس کی ساخت کو منظم طریقے سے ایڈجسٹ کرکے، انٹرفیس پر رگڑ کے مخصوص گتانک بنائے جاسکتے ہیں۔

دو مختلف رگڑ گتانک

نقطہ نظر نے رگڑ قوتوں کے پہلے اصولوں کے حساب کتاب کی ضرورت کے بغیر اور خود مواد کی کسی خاصیت کو تبدیل کیے بغیر کام کیا۔ شیبرٹ مزید کہتے ہیں، "اس سے بھی زیادہ، ہم نے دو مختلف رگڑ گتانکوں پر مشتمل رابطے تیار کیے ہیں، جو انٹرفیس پر لاگو ہونے والے کمپریشن کی سطح پر منحصر ہیں – ایک ایسا رویہ جو فطرت میں بہت نایاب ہے۔"

رگڑ رسیوں اور سوتوں میں بھاری لفٹنگ کرتا ہے۔

اس تیز اور سستی نقطہ نظر کے ساتھ، شیبرٹ کی ٹیم اپنے تجربات میں مختلف قسم کے معلوم رگڑ قوانین کو دوبارہ پیش کرنے میں کامیاب رہی: لکیری قوانین سمیت، جہاں گتانک رگڑ مستقل رہتا ہے کیونکہ انٹرفیس میں قینچ کی قوتیں بڑھ جاتی ہیں۔ اور زیادہ پیچیدہ غیر خطی قوانین، جہاں یہ گتانک قینچ کی قوت کے ساتھ مختلف ہوتا ہے۔

جیسا کہ وہ اپنی تکنیک کو مزید بہتر بناتے ہیں، محققین اپنے ایڈجسٹ میٹاسرفیس اپروچ کے لیے ایپلی کیشنز کی ایک وسیع صف کا تصور کرتے ہیں۔ شیبرٹ کہتے ہیں، "مخصوص رگڑ کے رویے سے مماثل رابطہ انٹرفیس بنانا ٹرائبلولوجی میں ہولی گریل ہے۔"

"ہماری ڈیزائن کی حکمت عملی ایسے رگڑ انٹرفیس کی تیاری کے لیے نئے ٹولز فراہم کرتی ہے۔ اس سے کھیلوں سے لے کر نرم روبوٹکس تک مختلف چیلنجنگ شعبوں میں ممکنہ طور پر مواقع کھل سکتے ہیں۔ اگر مزید سینسرز اور ایکچیوٹرز سے لیس ہو تو، ہمارے میٹین انٹرفیسز ریئل ٹائم رگڑ ٹیوننگ کے ساتھ سمارٹ رابطہ انٹرفیس کے وعدے کو بھی برقرار رکھتے ہیں۔"

تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ سائنس.

• 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/simple-metasurfaces-offer-control-over-friction-at-material-interfaces/