Nano-thermite
نینو تھرمائٹ یا سپر تھرمائٹ ایک میٹاسٹیبل انٹرمولیکیولر کمپوزٹ (ایم آئی سی) ہے جس کی خصوصیت اس کے اہم اجزاء، ایک دھات اور ایک دھاتی آکسائڈ کے ذرہ سائز سے ہوتی ہے، جو 100 نینو میٹر سے کم ہے۔ یہ اعلی اور حسب ضرورت رد عمل کی شرحوں کی اجازت دیتا ہے۔ نینو تھرمیٹس میں ایک آکسیڈائزر اور ایک کم کرنے والا ایجنٹ ہوتا ہے، جو نینو میٹر پیمانے پر قریب سے ملایا جاتا ہے۔ ایم آئی سی، بشمول نینو تھرمیٹک مواد، ایک قسم کے رد عمل والے مواد ہیں جن کی تحقیقات فوجی استعمال کے ساتھ ساتھ پروپیلنٹ، دھماکہ خیز مواد اور آتش بازی پر مشتمل عام ایپلی کیشنز کے لیے کی جاتی ہیں۔ جو چیز ایم آئی سی کو روایتی تھرمائٹس سے ممتاز کرتی ہے وہ یہ ہے کہ آکسیڈائزر اور ایک تخفیف کار ایجنٹ، عام طور پر آئرن آکسائیڈ اور ایلومینیم، انتہائی باریک پاؤڈر (نینو پارٹیکلز) کی شکل میں ہوتے ہیں۔ یہ مائکرو میٹر سائز کے پاؤڈر تھرمائٹ کے مقابلے میں رد عمل کو ڈرامائی طور پر بڑھاتا ہے۔ چونکہ روایتی تھرمیٹس کے جلنے کی شرح کو کم کرنے والے بڑے پیمانے پر نقل و حمل کے طریقہ کار ان پیمانوں پر اتنے اہم نہیں ہیں، اس لیے رد عمل بہت تیزی سے آگے بڑھتا ہے۔ ممکنہ استعمال تاریخی طور پر، روایتی تھرمیٹس کے لیے آتش بازی یا دھماکہ خیز ایپلی کیشنز ان کی نسبتا سست توانائی کی رہائی کی شرح کی وجہ سے محدود رہے ہیں۔ چونکہ نینو تھرمائٹس جوہری پیمانے کے قریب قریب ہونے والے رد عمل والے ذرات سے پیدا ہوتے ہیں، اس لیے توانائی کے اخراج کی شرح بہت زیادہ ہوتی ہے۔ ایم آئی سی یا سپر تھرمیٹ عام طور پر فوجی استعمال، پروپیلنٹ، دھماکہ خیز مواد، آتش گیر آلات اور آتش بازی کے لیے تیار کیے جاتے ہیں۔ نینو سائز کے مواد کی فوجی ایپلی کیشنز پر تحقیق 1990 کی دہائی کے اوائل میں شروع ہوئی۔ ان کی انتہائی بڑھتی ہوئی رد عمل کی شرح کی وجہ سے، امریکی فوج نینو تھرمیٹک مواد کا مطالعہ کر رہی ہے جس کا مقصد روایتی دھماکہ خیز مواد سے کئی گنا زیادہ طاقتور نئی قسم کے بم تیار کرنا ہے۔ نینو انرجیٹک مواد روایتی توانائی بخش مواد سے زیادہ توانائی ذخیرہ کر سکتے ہیں اور اس توانائی کی رہائی کو موزوں بنانے کے لیے جدید طریقوں سے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ تھرموبارک ہتھیار نینو انرجیٹک مواد کا ایک ممکنہ استعمال ہیں۔ اقسام بہت سے ممکنہ تھرموڈینامک طور پر مستحکم فیول آکسیڈائزر کے امتزاج ہیں۔ ان میں سے کچھ یہ ہیں: ایلومینیم-مولیبڈینم (VI) آکسائڈ ایلومینیم-تانبے (II) آکسائڈ ایلومینیم-آئرن (II، III) آکسائڈ اینٹیمنی-پوٹاشیم پرمینگنیٹ ایلومینیم-بسمتھ (III) آکسائڈ ایلومینیم-ٹونگسٹن (VI) آکسائڈ ہائیڈریٹ ایلومینیم-فلورپولیمر (عام طور پر وٹن) ٹائٹینیم-بورون (ٹائٹینیم ڈائبورائڈ میں جلتا ہے، جس کا تعلق مرکبات کی ایک کلاس سے ہے جسے انٹرمیٹالک کمپوزائٹس کہا جاتا ہے)۔ فوجی تحقیق میں، ایلومینیم-مولیبڈینم آکسائڈ، ایلومینیم-ٹیفلون اور ایلومینیم-تانبے (II) آکسائڈ نے کافی توجہ حاصل کی ہے۔ جانچ کی گئی دیگر ترکیبیں نانوسائزڈ آر ڈی ایکس اور تھرمو پلاسٹک ایلسٹومرز پر مبنی تھیں۔ پی ٹی ایف ای یا دیگر فلوروپولیمر کو کمپوزیشن کے لیے بائنڈر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایلومینیم کے ساتھ اس کا تعامل، میگنیشیم/ٹیفلون/ویٹن تھرمائٹ کی طرح، تعامل میں توانائی کا اضافہ کرتا ہے۔ درج کردہ ترکیبوں میں سے، پوٹاشیم پرمینگنیٹ کے ساتھ دباؤ کی شرح سب سے زیادہ ہوتی ہے۔ نینو انرجیٹک مواد تیار کرنے کا سب سے عام طریقہ 2 گرام سے کم مقدار میں الٹراسونفیکیشن ہے۔ پیداوار کے پیمانے کو بڑھانے کے لیے کچھ تحقیق تیار کی گئی ہے۔ ان مواد کی بہت زیادہ الیکٹروسٹیٹک ڈسچارج (ای ایس ڈی) حساسیت کی وجہ سے، ذیلی 1 گرام پیمانے فی الحال عام ہیں۔ پیداوار نینو ایلومینیم، یا الٹرا فائن گرین (یو ایف جی) ایلومینیم، پاؤڈر زیادہ تر نینو تھرمیٹک مواد کا ایک اہم جزو ہیں۔ اس مواد کو تیار کرنے کا ایک طریقہ متحرک گیس فیز کنڈینسیشن طریقہ ہے، جس کا آغاز لاس الاموس نیشنل لیبارٹری میں وین ڈینن اور اسٹیو سون نے کیا۔ اس طریقہ کار کی ایک قسم نیول سرفیس وارفیئر سینٹر کے انڈین ہیڈ ڈویژن میں استعمال کی جا رہی ہے۔ پیداوار کا ایک اور طریقہ برقی تھرمل ترکیب ہے، جسے نووا سینٹرکس نے تیار کیا ہے، جو ایلومینیم کو بخارات میں تبدیل کرنے کے لیے پلسڈ پلازما آرک کا استعمال کرتا ہے۔ متحرک گیس فیز کنڈینسیشن اور الیکٹرو تھرمل ترکیب کے عمل سے بنے پاؤڈر ناقابل تفرقہ ہیں۔ پیداوار کا ایک اہم پہلو دسیوں نینو میٹر کی حد میں سائز کے ذرات پیدا کرنے کی صلاحیت کے ساتھ ساتھ ذرات کے سائز کی محدود تقسیم بھی ہے۔ 2002 میں، نینو سائز کے ایلومینیم کے ذرات کی پیداوار کے لیے کافی کوشش کی ضرورت تھی، اور مواد کے تجارتی ذرائع محدود تھے۔ لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری میں رینڈل سمپسن، الیگزینڈر گیش اور دیگر کے ذریعہ تیار کردہ سول جیل طریقہ کار کا ایک اطلاق، نینو ساختہ جامع توانائی بخش مواد کے حقیقی مرکب بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ عمل پر منحصر ہے، مختلف کثافت کے ایم آئی سی تیار کیے جا سکتے ہیں۔ انتہائی سوراخ دار اور یکساں مصنوعات کو انتہائی اہم نکالنے سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ اگنیشن تمام دھماکہ خیز مواد کی طرح، کنٹرول میں تحقیق لیکن سادگی نینو اسکیل دھماکہ خیز مواد میں تحقیق کا ایک مقصد رہا ہے۔ کچھ کو لیزر دالوں سے بھڑکایا جا سکتا ہے۔ ایم آئی سی کی تحقیقات لیڈ کے ممکنہ متبادل کے طور پر کی گئی ہیں (مثال کے طور پر۔ لیڈ اسٹیفنیٹ، لیڈ ایزائڈ) پرکشن ٹوپیاں اور برقی میچوں میں۔ البئی 2 او 3 پر مبنی ترکیبیں استعمال کی جاتی ہیں۔ پی ای ٹی این کو اختیاری طور پر شامل کیا جا سکتا ہے۔ ایلومینیم پاؤڈر کو نینو دھماکہ خیز مواد میں شامل کیا جا سکتا ہے۔ ایلومینیم میں دہن کی شرح نسبتا کم ہوتی ہے اور دہن کی اعلی اینتھالپی ہوتی ہے۔ تھرمائٹ رد عمل کی مصنوعات، جو نینو تھرمیٹک مرکب کے اگنیشن کے نتیجے میں ہوتی ہیں، عام طور پر دھاتی آکسائڈ اور بنیادی دھاتیں ہوتی ہیں۔ رد عمل کے دوران موجود درجہ حرارت پر، مرکب کے اجزاء کے لحاظ سے مصنوعات ٹھوس، مائع یا گیسی ہو سکتی ہیں۔ خطرات روایتی تھرمائٹ کی طرح، سپر تھرمائٹ بہت زیادہ درجہ حرارت پر رد عمل ظاہر کرتا ہے اور اسے بجھانا مشکل ہوتا ہے۔ رد عمل خطرناک الٹرا وایلیٹ (یو وی) روشنی پیدا کرتا ہے، جس کے لیے ضروری ہے کہ رد عمل کو براہ راست نہ دیکھا جائے یا آنکھوں کا خصوصی تحفظ (مثال کے طور پر، ویلڈر کا ماسک) پہنا جائے۔ اس کے علاوہ، سپر تھرمیٹس الیکٹروسٹیٹک ڈسچارج (ای ایس ڈی) کے لیے بہت حساس ہوتے ہیں۔ کاربن نینو فائبر کے ساتھ دھاتی آکسائڈ کے ذرات کے ارد گرد نینو تھرمائٹس کو سنبھالنے کے لیے محفوظ بنا سکتا ہے۔ تھرمیٹ پائرو ٹیکنیک کمپوزیشن بھی دیکھیں حوالہ جات بیرونی روابط کی ترکیب اور چھوٹے کیلیبر کارتوس اور کارتوس ایکٹیوٹڈ ڈیوائسز کے لیے آل/کے ایم این او 4 میٹاسٹیبل انٹر مالیکیولر کمپوزائٹس کی سپر ری ایکٹیو میٹاسٹیبل انٹر مالیکیولر کمپوزٹ فارمولیشن کی ری ایکٹیویٹی۔ نینو کمپوزٹ اینرجیٹک میٹریلز کی کارکردگی آل-ایم او او 3 پائرو ٹیکنیک کمپوزیشن آتش گیر ہتھیار دھماکہ خیز مواد نینو پارٹیکلز