Nanogeoscience
نینو جیو سائنس ارضیاتی نظاموں سے متعلق نینو اسکیل مظاہر کا مطالعہ ہے۔ بنیادی طور پر، اس کی تحقیقات سائز میں 1-100 نینو میٹر کے درمیان ماحولیاتی نینو پارٹیکلز کا مطالعہ کرکے کی جاتی ہے۔ مطالعہ کے دیگر قابل اطلاق شعبوں میں نینو اسکیل تک محدود کم از کم ایک جہت کے ساتھ مواد کا مطالعہ شامل ہے (جیسے۔ پتلی فلمیں، محدود سیال) اور ماحولیاتی انٹرفیس میں توانائی، الیکٹرانوں، پروٹانوں اور مادے کی منتقلی۔ جیسے جیسے زیادہ دھول انسانی سرگرمی کے نتائج کی وجہ سے ماحول میں داخل ہوتی ہے (براہ راست اثرات، جیسے کہ زمین کی صفائی اور صحرا، بمقابلہ بالواسطہ اثرات، جیسے کہ گلوبل وارمنگ)، معدنی دھول کے اثرات کو سمجھنا زیادہ اہم ہو جاتا ہے۔ ماحول کی گیسی ساخت، بادل بننے کے حالات، اور عالمی معنی کے تابکار قوت (یعنی حرارت یا ٹھنڈک کے اثرات) پر۔ سمندری ماہر سمندر عام طور پر ایسے ذرات کا مطالعہ کرتے ہیں جن کی پیمائش 0.2 مائیکرو میٹر اور اس سے بڑی ہوتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ بہت سے نینو اسکیل ذرات کی جانچ نہیں کی جاتی ہے، خاص طور پر تشکیل کے طریقہ کار کے حوالے سے۔ مٹی واٹر-راک-بیکٹیریا نانوسائنس اگرچہ کسی بھی طرح سے تیار نہیں ہوا ہے، آب و ہوا، مٹی، اور پانی-چٹان کے تعامل کی سائنس کے تقریبا تمام پہلوؤں (جیو اور بائیو پروسیسنگ دونوں) کا نینو سائنس سے بے حد تعلق ہے۔ زمین کی قریب ترین سطح کے اندر، ٹوٹے ہوئے مواد کے ساتھ ساتھ پیدا ہونے والے مواد اکثر نینو اسکیل نظام میں ہوتے ہیں۔ مزید برآں، نامیاتی مالیکیول، سادہ اور پیچیدہ، نیز بیکٹیریا اور مٹی اور چٹانوں میں موجود تمام نباتات اور حیوانات موجود معدنی اجزاء کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، نینو طول و عرض اور نینو اسکیل عمل دن کی ترتیب ہیں۔ میٹل ٹرانسپورٹ نینو سائنس زمین پر، محققین اس بات کا مطالعہ کرتے ہیں کہ کس طرح نینو سائز کی معدنیات مٹی سے آرسینک، تانبے اور سیسہ جیسے زہریلے مادوں کو پکڑتی ہیں۔ اس عمل کو آسان بنانا، جسے مٹی کی اصلاح کہا جاتا ہے، ایک مشکل کام ہے۔ نینو جیو سائنس ترقی کے نسبتا ابتدائی مرحلے میں ہے۔ جیو سائنسز میں نینو سائنس کی مستقبل کی سمتوں میں سمندروں، براعظموں اور ماحول میں نینو سائز کے ذرات اور/یا فلموں کی شناخت، تقسیم اور غیر معمولی کیمیائی خصوصیات کا تعین شامل ہوگا، اور یہ کہ وہ کس طرح زمین کے عمل کو غیر متوقع طریقوں سے چلاتے ہیں۔ مزید برآں، نینو ٹیکنالوجی زمین اور ماحولیاتی حساسیت کے نظام کی اگلی نسل کو تیار کرنے کی کلید ہوگی۔ نینو جیو سائنس سائز پر منحصر استحکام اور نینو پارٹیکلز کی رد عمل مٹی، آبی نظام اور ماحول میں نینو پارٹیکلز کے ڈھانچے، خصوصیات اور طرز عمل سے متعلق ہے۔ نینو پارٹیکلز کی کلیدی خصوصیات میں سے ایک نینو پارٹیکلز کے استحکام اور رد عمل کا سائز پر انحصار ہے۔ یہ بڑے مخصوص سطح کے رقبے اور چھوٹے ذرات کے سائز پر نینو پارٹیکلز کی سطح جوہری ساخت میں فرق سے پیدا ہوتا ہے۔ عام طور پر نینو پارٹیکلز کی آزاد توانائی ان کے ذرہ سائز کے الٹا متناسب ہوتی ہے۔ ایسے مواد کے لیے جو دو یا زیادہ ڈھانچے اختیار کر سکتے ہیں، سائز پر منحصر آزاد توانائی کے نتیجے میں مخصوص سائز میں فیز اسٹیبلٹی کراس اوور ہو سکتا ہے۔ آزاد توانائی میں کمی کرسٹل گروتھ (ایٹم بہ ایٹم یا پر مبنی منسلک) کو چلاتی ہے، جو بڑھتے ہوئے سائز میں متعلقہ مرحلے کے استحکام کی تبدیلی کی وجہ سے مرحلے کی تبدیلی کو دوبارہ چلا سکتی ہے۔ یہ عمل قدرتی نظاموں میں نینو پارٹیکلز کی سطح کی رد عمل اور نقل و حرکت کو متاثر کرتے ہیں۔ نینو پارٹیکلز کے اچھی طرح سے شناخت شدہ سائز پر منحصر مظاہر میں شامل ہیں: چھوٹے سائز میں بلک (میکروسکوپک) ذرات کا فیز اسٹیبلٹی ریورسل۔ عام طور پر، کم درجہ حرارت (اور/یا کم دباؤ) پر کم مستحکم بلک فیز بلک اسٹیبل فیز سے زیادہ مستحکم ہو جاتا ہے کیونکہ ذرہ کا سائز ایک مخصوص نازک سائز سے کم ہو جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، بلک اناٹیس (ٹی او او 2) بلک روٹائل (ٹی او او 2) کے حوالے سے میٹاسٹیبل ہے۔ تاہم، ہوا میں، اناٹیس 14 این ایم سے کم ذرہ سائز پر روٹائل سے زیادہ مستحکم ہو جاتا ہے۔ اسی طرح، 1293 K سے نیچے، ورٹزائٹ (ZnS) اسفلیریٹ (ZnS) سے کم مستحکم ہے۔ خلا میں، ورٹزائٹ اسفلیریٹ سے زیادہ مستحکم ہو جاتا ہے جب ذرہ کا سائز 300 K پر 7 nm سے کم ہوتا ہے۔ بہت چھوٹے ذرہ سائز پر، ZnS نینو پارٹیکلز کی سطح پر پانی کا اضافہ نینو پارٹیکل ڈھانچے میں تبدیلی کو جنم دے سکتا ہے اور سطح اور سطح کے تعاملات جمع/علیحدگی پر ایک بدلنے والی ساختی تبدیلی کو جنم دے سکتے ہیں۔ سائز پر منحصر مرحلے کے استحکام کی دیگر مثالوں میں آل 2 او 3، زیڈ آر او 2، سی، سی ڈی ایس، بی اے ٹی آئی او 3، فی 2 او 3، سی آر 2 او 3، ایم این 2 او 3، این بی 2 او 3، وائی 2 او 3، اور اے یو-ایس بی کے نظام شامل ہیں۔ فیز ٹرانسفارمیشن کینیٹکس سائز پر منحصر ہے اور تبدیلیاں عام طور پر کم درجہ حرارت (کئی سو ڈگری سے کم) پر ہوتی ہیں۔ ایسے حالات میں، سطح کے نیوکلیشن اور بلک نیوکلیشن کی شرحیں ان کی اعلی ایکٹیویشن توانائیوں کی وجہ سے کم ہوتی ہیں۔ اس طرح، مرحلے کی تبدیلی بنیادی طور پر انٹرفیس نیوکلیئشن کے ذریعے ہوتی ہے جو نینو پارٹیکلز کے درمیان رابطے پر منحصر ہوتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، تبدیلی کی شرح ذرہ نمبر (سائز) پر منحصر ہے اور یہ ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے ڈھیلے پیچیدہ ہم آہنگی مرحلے کی تبدیلی اور ذرہ کھردرا ہونا اکثر نینو پارٹیکلز میں ہوتا ہے۔ نینو پارٹیکلز پر سائز پر منحصر جذب اور نینو منرلز کی آکسیکرن۔ یہ سائز پر منحصر خصوصیات نینو پارٹیکل استحکام اور رد عمل میں ذرہ سائز کی اہمیت کو اجاگر کرتی ہیں۔ مزید حوالہ جات بیرونی روابط نینوجیوسائنس (عناصر میگزین) نینوجیوسائنس تحقیقی گروپوں پر خصوصی شمارے کے مندرجات کی میز: برکلے نینوجیوسائنس گروپ یونیورسٹی آف کیلیفورنیا-برکلے ورجینیا ٹیک یونیورسٹی آف فلوریڈا یونیورسٹی آف وسکونسن-میڈیسن یونیورسٹی آف مینیسوٹا یونیورسٹی آف کوپن ہیگن یونیورسٹی آف ویانا نینو پارٹیکلز ارتھ سائنسز