Metallic microlattice
دھاتی مائکرولیٹس ایک مصنوعی سوراخ دار دھاتی مواد ہے جو انتہائی ہلکی دھات کے جھاگ پر مشتمل ہوتا ہے۔ 0. 99 ملی گرام/سینٹی میٹر 3 (0.00561 lb/ft3) کے طور پر کم کثافت کے ساتھ، یہ سائنس کو معلوم سب سے ہلکے ساختی مواد میں سے ایک ہے۔ اسے کیلیفورنیا میں مقیم ایچ آر ایل لیبارٹریز کے سائنسدانوں کی ایک ٹیم نے یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، ارون اور کیلٹیک کے محققین کے تعاون سے تیار کیا تھا، اور اس کا اعلان پہلی بار نومبر 2011 میں کیا گیا تھا۔ پروٹو ٹائپ نمونے نکل-فاسفورس مرکب سے بنائے گئے تھے۔ 2012 میں، مائکرولیٹس پروٹو ٹائپ کو پاپولر میکینکس کی طرف سے 10 عالمی بدلتی ہوئی اختراعات میں سے ایک قرار دیا گیا تھا۔ دھاتی مائکرولیٹس ٹیکنالوجی کے آٹوموٹو اور ایروناٹیکل انجینئرنگ میں متعدد ممکنہ استعمال ہیں۔ دیگر اقسام کے دھاتی جالی کے ڈھانچوں کے درمیان ایک تفصیلی تقابلی جائزے کے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ وہ ہلکے وزن کے مقاصد کے لیے فائدہ مند ہیں لیکن تیار کرنا مہنگا ہے۔ ترکیب ان کی دھاتی مائکرولیٹس تیار کرنے کے لیے، ایچ آر ایل/یو سی آئی/کیلٹیک ٹیم نے پہلے خود کو پھیلانے والی ویو گائیڈ کی تشکیل پر مبنی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے ایک پولیمر ٹیمپلیٹ تیار کیا، حالانکہ یہ نوٹ کیا گیا کہ ٹیمپلیٹ بنانے کے لیے دوسرے طریقے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ اس عمل نے یووی روشنی کو ایک سوراخ شدہ ماسک کے ذریعے یووی قابل علاج رال کے ذخیرے میں منتقل کیا۔ روشنی کا فائبر آپٹک جیسا "سیلف ٹریپنگ" اس وقت ہوا جب ماسک میں ہر سوراخ کے نیچے رال ٹھیک ہو گیا، جس سے روشنی کے راستے میں ایک پتلی پولیمر فائبر بن گیا۔ متعدد ہلکی بیموں کا استعمال کرتے ہوئے، متعدد ریشے پھر جالی بنانے کے لیے آپس میں جڑ سکتے ہیں۔ یہ عمل فوٹوولتھگرافی سے ملتا جلتا تھا کہ اس میں ابتدائی ٹیمپلیٹ ڈھانچے کی وضاحت کے لیے دو جہتی ماسک کا استعمال کیا گیا تھا، لیکن تشکیل کی شرح میں فرق تھا: جہاں سٹیریوولتھگرافی کو مکمل ڈھانچہ بنانے میں گھنٹوں لگ سکتے ہیں، خود تشکیل دینے والے ویو گائیڈ کے عمل نے ٹیمپلیٹس کو اجازت دی۔ 10-100 سیکنڈ میں تشکیل دی جائے۔ اس طرح، یہ عمل بڑے فری اسٹینڈنگ تھری ڈی لیٹس مواد کو تیزی سے اور توسیع پذیر بنانے کے قابل بناتا ہے۔ اس کے بعد ٹیمپلیٹ کو الیکٹرول لیس نکل پلیٹنگ کے ذریعے دھات کی ایک پتلی پرت سے لیپت کیا گیا، اور ٹیمپلیٹ کو تراشا گیا، جس سے ایک آزاد کھڑا، وقتا فوقتا سوراخ دار دھاتی ڈھانچہ باقی رہ گیا۔ اصل رپورٹ میں نکل کو مائکرولیٹس دھات کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔ الیکٹرو ڈیپوزیشن کے عمل کی وجہ سے، مواد کا 7 ٪ تحلیل شدہ فاسفورس ایٹموں پر مشتمل تھا، اور اس میں کوئی پریسیپیٹیٹ نہیں تھا۔ ایک دھاتی مائکرولیٹس ایک دوسرے سے منسلک کھوکھلی سٹرٹس کے نیٹ ورک پر مشتمل ہوتا ہے۔ کم سے کم گھنے مائکرو لیٹس کے نمونے میں بتایا گیا ہے کہ ہر سٹراٹ کا قطر تقریبا 100 مائیکرو میٹر ہے، جس کی دیوار 100 نینو میٹر موٹی ہے۔ مکمل ڈھانچہ حجم کے لحاظ سے تقریبا 99.99% ہوا ہے، اور روایت کے مطابق، جب مائکرولیٹس کی کثافت کا حساب لگایا جاتا ہے تو ہوا کی کمیت کو خارج کر دیا جاتا ہے۔ انٹرسٹیشیل ہوا کی کمیت کی اجازت دیتے ہوئے، ساخت کی حقیقی کثافت تقریبا 1.1 ملی گرام/سینٹی میٹر 3 (2.1 کلوگرام/میٹر 3) ہے، جو کہ 25 ڈگری سیلسیس پر ہوا کی کثافت سے صرف 1.76 گنا زیادہ ہے۔ اس مواد کو اسٹائروفوم سے 100 گنا ہلکا بتایا گیا ہے۔ مائکرو لیٹس بھی عام پولیمر سے 100 گنا زیادہ مضبوط ہو سکتے ہیں۔ دھاتی مائکرولیٹس کی خصوصیت بہت کم کثافت ہے، جس میں 2011 کا ریکارڈ 0.9 ملی گرام/سینٹی میٹر 3 کسی بھی معروف ٹھوس کی سب سے کم اقدار میں شامل ہے۔ 1 ملی گرام/سینٹی میٹر 3 کا پچھلا ریکارڈ سلیکا ایروگلز کے پاس تھا، اور ایروگرافائٹ کی کثافت 0.2 ملی گرام/سینٹی میٹر 3 ہونے کا دعوی کیا جاتا ہے۔ میکانکی طور پر، یہ مائکرولیٹس رویے کے لحاظ سے ایلسٹومرز سے ملتے جلتے ہیں اور نمایاں دباؤ کے بعد اپنی شکل کو تقریبا مکمل طور پر بحال کر لیتے ہیں۔ اس سے انہیں پہلے کے ایروگلز کے مقابلے میں نمایاں فائدہ ملتا ہے، جو ٹوٹے ہوئے، شیشے جیسے مادے ہوتے ہیں۔ دھاتی مائکرولیٹس میں یہ ایلسٹومیرک خاصیت اس کے علاوہ موثر شاک جذب میں نتیجہ خیز ہوتی ہے۔ ان کا ینگ ماڈیولس E مختلف اسکیلنگ کی نمائش کرتا ہے، کثافت ρ، E ~ ρ2 کے ساتھ، ایروگلز اور کاربن نینو ٹیوب جھاگوں میں E ~ ρ3 کے مقابلے میں۔ دھاتی مائکرولیٹس تھرمل اور کمپن موصلیت جیسے شاک جذب کرنے والے میں ممکنہ ایپلی کیشنز تلاش کر سکتا ہے، اور بیٹری الیکٹروڈ اور اتپریرک سپورٹ کے طور پر بھی مفید ثابت ہو سکتا ہے۔ مزید برآں، مائکرولیٹس کی کمپریس ہونے کے بعد اپنی اصل حالت میں واپس آنے کی صلاحیت انہیں اسپرنگ جیسے انرجی اسٹوریج ڈیوائسز میں استعمال کے لیے موزوں بنا سکتی ہے۔ آٹوموٹو اور ایروناٹیکل مینوفیکچررز انتہائی ہلکے وزن اور موثر ڈھانچے تیار کرنے کے لیے مائکرولیٹیس ٹیکنالوجی کا استعمال کر رہے ہیں جو اعلی کارکردگی والی گاڑیوں کے لیے واحد اجزاء میں متعدد افعال، جیسے ساختی کمک اور حرارت کی منتقلی کو یکجا کرتے ہیں۔ اسی طرح کا مواد ایک ایسا ہی لیکن گھنے مواد، جو پولیمرک ریپڈ پروٹو ٹائپڈ ٹرس پر الیکٹرو ڈیپوزٹڈ نینو کرسٹلین نکل پرت پر مشتمل ہوتا ہے، 2008 میں ٹورنٹو یونیورسٹی کے محققین نے بنایا تھا۔ 2012 میں، جرمن محققین نے ایک کاربن جھاگ بنایا جسے ایروگرافائٹ کے نام سے جانا جاتا ہے، جس کی کثافت دھاتی مائکرولیٹس سے بھی کم ہے۔ 2013 میں چینی سائنسدانوں نے کاربن پر مبنی ایک ایروگل تیار کیا جس کے اب بھی ہلکا ہونے کا دعوی کیا گیا تھا۔ ٹیوب پر مبنی نینو اسٹرکچر جیسے نینو لیٹس چھوٹے پیمانے پر ایک جیسے ڈھانچے ہیں۔ حوالہ جات بیرونی روابط یوٹیوب کے ذریعے کمپریشن سے گزر رہے دھاتی مائکرولیٹس کی ویڈیو۔ امریکی ایجادات سائنس میں جھاگ 2011 کم سے کم گھنے چیزیں