Ames National Laboratory
امیس نیشنل لیبارٹری، سابقہ امیس لیبارٹری، ریاستہائے متحدہ کا محکمہ توانائی کی قومی لیبارٹری ہے جو امیس، آئیووا میں واقع ہے اور آئیووا اسٹیٹ یونیورسٹی سے وابستہ ہے۔ یہ قومی سلامتی، توانائی اور ماحولیات پر تحقیق کے لیے ایک اعلی سطح کی قومی لیبارٹری ہے۔ لیبارٹری قومی تشویش کے شعبوں میں تحقیق کرتی ہے، جس میں نئے مواد کی ترکیب اور مطالعہ، توانائی کے وسائل، تیز رفتار کمپیوٹر ڈیزائن، اور ماحولیاتی صفائی اور بحالی شامل ہیں۔ یہ آئیووا اسٹیٹ یونیورسٹی کے کیمپس میں واقع ہے۔ جنوری 2013 میں محکمہ توانائی نے ایمس لیبارٹری میں کریٹیکل میٹریل انسٹی ٹیوٹ (سی ایم آئی) کے قیام کا اعلان کیا، جس کا مقصد نایاب زمین کی دھاتوں اور امریکی توانائی کی حفاظت کے لیے اہم دیگر مواد کی گھریلو قلت کا حل تیار کرنا ہے۔ تاریخ 1940 کی دہائی 1942 میں، آئیووا اسٹیٹ کالج کے فرینک سپیڈنگ، جو نایاب زمین کے عناصر کی کیمسٹری کے ماہر ہیں، نے مین ہیٹن پروجیکٹ کے موجودہ طبیعیات کے پروگرام کے ساتھ ایک کیمیائی تحقیق اور ترقیاتی پروگرام قائم کرنے اور اس کی ہدایت کرنے پر اتفاق کیا، جسے ایمس پروجیکٹ کہا جاتا ہے۔ اس کا مقصد یورینیم کچ دھاتوں سے اعلی طہارت والی یورینیم تیار کرنا تھا۔ ہارلے ولہیم نے یورینیم دھات کو کم کرنے اور کاسٹ کرنے دونوں کے لیے نئے طریقے تیار کیے، جس سے دھات کی بڑی انگوٹھیاں کاسٹ کرنا اور پیداواری لاگت کو بیس گنا تک کم کرنا ممکن ہو گیا۔ شکاگو یونیورسٹی میں پہلے خود کفیل جوہری رد عمل میں استعمال ہونے والے یورینیم کا تقریبا ایک تہائی، یا تقریبا دو ٹن، ان طریقہ کار کے ذریعے فراہم کیا گیا تھا، جسے اب امیس عمل کے نام سے جانا جاتا ہے۔ ایمس پروجیکٹ نے مین ہیٹن پروجیکٹ کے لیے 100 سے زیادہ یورینیم کی پیداوار کی جب تک کہ صنعت نے 1945 میں اس عمل کو سنبھال لیا۔ ایمس پروجیکٹ کو 12 اکتوبر 1945 کو پیداوار میں بہترین کارکردگی کے لیے آرمی نیوی 'ای' ایوارڈ ملا، جو ایک اہم جنگی مواد کے طور پر دھاتی یورینیم کی صنعتی پیداوار میں ڈھائی سال کی بہترین کارکردگی کی نشاندہی کرتا ہے۔ آئیووا اسٹیٹ یونیورسٹی تعلیمی اداروں میں منفرد ہے جس نے شاندار خدمات کے لیے یہ ایوارڈ حاصل کیا ہے، یہ اعزاز عام طور پر صنعت کو دیا جاتا ہے۔ اس منصوبے سے متعلق دیگر اہم کامیابیوں میں شامل ہیں: کچرے کے مواد سے یورینیم کی بازیابی اور اسے اچھے انگوٹوں میں تبدیل کرنے کے عمل کی ترقی۔ نایاب زمین کے عناصر کو گرام کی مقدار میں ایک دوسرے سے الگ کرنے کے لیے آئن کے تبادلے کے عمل کی ترقی-جو کہ دوسرے طریقوں سے ممکن نہیں ہے۔ بم کم کرنے کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے تھوریم کے لیے بڑے پیمانے پر پیداوار کے عمل کی ترقی۔ ایمس لیبارٹری کو باضابطہ طور پر 1947 میں ریاستہائے متحدہ کے جوہری توانائی کمیشن نے ایمس پروجیکٹ کی کامیابی کے نتیجے میں قائم کیا تھا۔ 1950 کی دہائی کے دوران نایاب زمین کی دھاتوں کے ساتھ اپنے کام کے لیے لیب کی بڑھتی ہوئی ساکھ نے تیزی سے اپنے کام کا بوجھ بڑھا دیا۔ جیسے ہی ملک نے جوہری توانائی کے استعمال کی کھوج کی، لیب کے سائنس دانوں نے جوہری ایندھن اور جوہری ری ایکٹروں کے لیے ساختی مواد کا مطالعہ کیا۔ ایمس لیبارٹری میں تیار کردہ عمل کے نتیجے میں دنیا میں خالص ترین نایاب زمین کی دھاتوں کی پیداوار ہوئی جبکہ ساتھ ہی ان کی قیمت میں بھی بہت کمی واقع ہوئی۔ زیادہ تر معاملات میں، لیب کی سہولیات نایاب زمین کی دھاتوں کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے نمونوں کے طور پر کام کرتی تھیں۔ لیب کے سائنسدانوں نے درمیانی توانائی کی طبیعیات کی تحقیق کو آگے بڑھانے کے لیے آئیووا اسٹیٹ یونیورسٹی کے سنکروٹرون کا فائدہ اٹھایا۔ نئے مواد کا تجزیہ کرنے کی ضرورت کو برقرار رکھنے کے لیے تجزیاتی کیمسٹری کی کوششوں میں توسیع ہوئی۔ 1950 کی دہائی سے دیگر اہم کامیابیوں میں شامل ہیں: ہفنیم، نیوبیئم، بیریوم، اسٹرونشیم، سیزیم اور روبیڈیم کو الگ کرنے کے عمل کی ترقی۔ ایک نئے آاسوٹوپ، فاسفورس-33 کی دریافت۔ کلوگرام مقدار میں اعلی طہارت والے نایاب زمین کے آکسائڈ کی علیحدگی۔ پلوٹونیم اور فشن مصنوعات کو خرچ شدہ یورینیم ایندھن سے الگ کرنے کے طریقہ کار کی ترقی۔ بڑی مقدار میں اعلی طہارت والی یٹریم دھات کی پیداوار، صنعت کے اختیار میں آنے سے پہلے کی نسبت زیادہ شپنگ۔ 1960 کی دہائی کے دوران لیب روزگار کے عروج پر پہنچ گئی کیونکہ اس کے سائنسدانوں نے نئے مواد کی تلاش جاری رکھی۔ اس کوشش کے ایک حصے کے طور پر، لیب نے نیوٹران ڈفریکشن اسٹڈیز اور اضافی آاسوٹوپ علیحدگی کی تحقیق کے لیے 5 میگاواٹ کا ہیوی واٹر ری ایکٹر بنایا۔ ریاستہائے متحدہ کے جوہری توانائی کمیشن نے ایمس لیب میں نایاب زمین کی معلومات کا مرکز قائم کیا تاکہ سائنسی اور تکنیکی برادریوں کو نایاب زمین کی دھاتوں اور ان کے مرکبات کے بارے میں معلومات فراہم کی جا سکیں۔ 1960 کی دہائی کی دیگر اہم کامیابیوں میں شامل ہیں: 99.985 فیصد کی پاکیزگی کے ساتھ تھوریم دھات تیار کرنے کے عمل کی ترقی۔ جوہری ایپلی کیشنز کے لیے اعلی طہارت والی ونیڈیم دھات تیار کرنے کے لیے ایک عمل کی ترقی۔ ایک نئے آاسوٹوپ، تانبے-69 کی دریافت۔ یورینیم-235 کے ٹکڑے ٹکڑے سے پیدا ہونے والی قلیل مدتی تابکاری کا مطالعہ کرنے کے لیے ری ایکٹر سے منسلک آاسوٹوپ جداکار کا پہلا کامیاب آپریشن کیا۔ ٹھوس ہیلیم کے پہلے بڑے کرسٹل کی ترقی 1970 کی دہائی کے دوران، جیسے جیسے ریاستہائے متحدہ کا جوہری توانائی کمیشن ریاستہائے متحدہ کے محکمہ توانائی میں تبدیل ہوا، کچھ تحقیقی پروگرام بند ہونے اور نئے کھلنے سے کوششیں متنوع ہو گئیں۔ وفاقی حکام نے ری ایکٹر کی سہولیات کو مستحکم کیا، جس کی وجہ سے تحقیقی ری ایکٹر بند ہو گیا۔ ایمس لیبارٹری نے لاگو شدہ ریاضی، شمسی توانائی، جیواشم ایندھن اور آلودگی پر قابو پانے پر نیا زور دے کر جواب دیا۔ تیزی سے چھوٹے نمونوں سے درست معلومات فراہم کرنے کے لیے جدید تجزیاتی تکنیک تیار کی گئیں۔ ان میں سب سے اہم انڈکٹولی کپلڈ پلازما ایٹمک ایمیشن سپیکٹروسکوپی تھی، جو ایک چھوٹے سے نمونے سے 40 مختلف ٹریس میٹلز کا تیزی سے اور بیک وقت پتہ لگا سکتی تھی۔ 1970 کی دہائی کی دیگر اہم کامیابیوں میں شامل ہیں: ہوا، پانی، مچھلی اور مٹی میں پارے کے براہ راست تجزیے کے لیے ایک انتہائی حساس تکنیک کی ترقی۔ پانی میں پائے جانے والے نامیاتی مرکبات کی باریک مقدار کو الگ کرنے کے لیے ایک طریقہ تیار کرنا۔ آٹوموٹو سکریپ سے تانبے، ٹن اور کرومیم کو ہٹانے کے عمل کی ترقی، جس سے براہ راست دوبارہ استعمال کے لیے کافی خالص اسٹیل حاصل ہوتا ہے۔ ایک امیج انٹیسیفایر اسکرین کی ترقی جس نے طبی ایکس رے کی نمائش کو نمایاں طور پر کم کیا۔ شمسی حرارتی ماڈیول کی ترقی جو شمسی توانائی کو ذخیرہ اور منتقل کر سکے۔ 1980 کی دہائی میں ایمس لیبارٹری میں تحقیق مقامی اور قومی توانائی کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے تیار ہوئی۔ فوسل انرجی ریسرچ کوئلے کو صاف کرنے والے کو جلانے کے طریقوں پر مرکوز تھی۔ جوہری فضلہ کے مقامات کو صاف کرنے کے لیے نئی ٹیکنالوجیز تیار کی گئیں۔ اعلی کارکردگی والی کمپیوٹنگ تحقیق نے اطلاقی ریاضی اور ٹھوس ریاست طبیعیات کے پروگراموں میں اضافہ کیا۔ ایمس لیبارٹری سپر کنڈکٹیویٹی اور غیر تباہ کن تشخیص کے شعبوں میں ایک قومی رہنما بن گئی۔ اس کے علاوہ، ڈی او ای نے نئے مواد کی ترقی کے لیے عوام تک رسائی فراہم کرنے کے لیے مواد کی تیاری کا مرکز قائم کیا۔ 1980 کی دہائی کی دیگر اہم کامیابیوں میں شامل ہیں: ایک مائع جنکشن شمسی خلیے کی ترقی جو موثر، پائیدار اور غیر زہریلا تھا۔ طیاروں کے لیے غیر تباہ کن تشخیصی تکنیک تیار کرنے کے لیے محکمہ دفاع کی مالی اعانت حاصل کی۔ توانائی کی بازیابی کے عمل کی ماحولیاتی تشخیص کے انتظام کے لیے ڈی او ای کی لیڈ لیبارٹری بن گئی۔ خالص نیوڈیمیم کو لوہے کے ساتھ ملاوٹ کرنے کے لیے ایک نئے طریقہ کار کی ترقی، جس سے بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے نیوڈیمیم مقناطیس کے لیے فیڈ اسٹاک تیار ہوتا ہے۔ ٹرفینول کی ترقی میں مدد کی، جو مقناطیسی میدان میں شکل بدلتا ہے، جو اسے سونار اور ٹرانسڈیوسر ایپلی کیشنز کے لیے مثالی بناتا ہے۔ 1990 کی دہائی میں ریاستہائے متحدہ کے محکمہ توانائی کی طرف سے حوصلہ افزائی کی گئی، 1990 کی دہائی میں ایمس لیبارٹری نے نئے مواد، مصنوعات اور عمل کی ترقی کے لیے بنیادی تحقیقی نتائج کو صنعت میں منتقل کرنے کی اپنی کوششیں جاری رکھیں۔ اسکیل ایبل کمپیوٹنگ لیبارٹری سائنسی برادری کے لیے متوازی کمپیوٹنگ کو قابل رسائی اور لاگت سے موثر بنانے کے طریقے تلاش کرنے کے لیے قائم کی گئی تھی۔ محققین نے بکی بال کی پہلی غیر کاربن مثال دریافت کی، جو مائیکرو الیکٹرانکس کے میدان میں ایک نیا مواد اہم ہے۔ سائنسدانوں نے ایک ڈی این اے سیکوینسر تیار کیا جو دوسرے آلات کے مقابلے میں 24 گنا تیز تھا، اور ایک ایسی تکنیک جس میں کیمیائی آلودگیوں سے ڈی این اے کو پہنچنے والے نقصان کی نوعیت کا اندازہ لگایا گیا۔ 1990 کی دہائی کی دیگر اہم کامیابیوں میں شامل ہیں: ایچ آئی این ٹی بینچ مارکنگ تکنیک کی ترقی جس نے تمام سائز کے کمپیوٹرز کا معروضی طور پر موازنہ کیا، جسے اب برگھم ینگ یونیورسٹی کی ایچ آئی این ٹی سائٹ کی حمایت حاصل ہے۔ پگھلی ہوئی دھات کو باریک دانے والے دھات کے پاؤڈر میں تبدیل کرنے کے لیے ہائی پریشر گیس ایٹمائزیشن کے طریقہ کار میں بہتری۔ فوٹونک بینڈ گیپ کے ساتھ سیرامک ڈھانچے کے لیے جیومیٹری کی پیش گوئی۔ یہ ڈھانچے لیزرز، سینسنگ ڈیوائسز اور اینٹینا کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتے ہیں۔ ایسے مواد کی ایک نئی کلاس کی دریافت جو مقناطیسی ریفریجریشن کو مستقبل کے لیے ایک قابل عمل کولنگ ٹیکنالوجی بنا سکتی ہے۔ ایک اعلی طاقت والے لیڈ فری سولڈر کی ترقی جو مضبوط، استعمال میں آسان، زیادہ گرمی کے حالات میں بہتر ہے، اور ماحولیاتی طور پر محفوظ ہے۔ نوول، پلاٹینم میں ترمیم شدہ نکل-ایلومینیم کوٹنگز کی ترقی جس نے تھرمل بیریئر کوٹنگز میں بانڈ کوٹ کی تہوں کے طور پر بے مثال آکسیکرن اور فیز استحکام فراہم کیا، جو گیس ٹربائن انجنوں کے استحکام کو بہتر بنا سکتا ہے، جس سے وہ زیادہ درجہ حرارت پر کام کر سکتے ہیں اور اپنی عمر کو بڑھا سکتے ہیں۔ انٹر میٹلک مرکبات کی دریافت جو کمرے کے درجہ حرارت پر لچکدار ہوتے ہیں، اور جن کا استعمال کوٹنگز سے عملی مواد تیار کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے جو کٹاؤ کے لیے انتہائی مزاحم ہوتے ہیں اور اعلی درجہ حرارت پر مضبوط ہوتے ہیں، لچکدار سپر کنڈکٹنگ تاروں اور طاقتور میگنےٹس تک۔ لومینسینٹ نامیاتی پتلی فلموں اور نامیاتی روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس کے فوٹو فزکس پر تحقیق کے نتیجے میں ایک نیا مربوط آکسیجن سینسر اور ایک نئی سینسر کمپنی بنی۔ بائیو سینسر ٹیکنالوجی کی ترقی جو کیمیائی آلودگیوں سے کسی فرد کے کینسر ہونے کے خطرے کا تعین کرنے میں مدد کرتی ہے۔ کیپلری الیکٹروفورسس یونٹ کی ترقی جو بیک وقت متعدد کیمیائی نمونوں کا تجزیہ کر سکتی ہے۔ یہ یونٹ دواسازی، جینیات، طبی اور فارنکس کے شعبوں میں استعمال ہوتا ہے۔ فوٹونک بینڈ گیپ کرسٹل کا ڈیزائن اور مظاہرہ، ڈائی الیکٹرک مواد کا ایک ہندسی انتظام جو روشنی کو گزرنے دیتا ہے سوائے اس کے کہ جب تعدد ممنوع حد میں آتی ہے۔ ان مواد سے آپٹیکل لیزرز، آپٹیکل کمپیوٹرز اور سولر سیل سمیت متعدد عملی آلات تیار کرنا آسان ہو جائے گا۔ 2000 کی دہائی ایک میکانی کیمیائی عمل کی ترقی جو ٹھوس حالت میں نامیاتی مرکبات پیدا کرنے کا سالوینٹ سے پاک طریقہ ہے۔ اس کا استعمال نئے، پیچیدہ ہائیڈرائڈ مواد کا مطالعہ کرنے کے لیے کیا جا رہا ہے جو ہائیڈروجن سے چلنے والی گاڑیوں کو قابل عمل بنانے کے لیے درکار اعلی صلاحیت، محفوظ ہائیڈروجن اسٹوریج کا حل فراہم کر سکتا ہے۔ اعلی کارکردگی والے مستقل مقناطیسی مرکب کے ڈیزائن کے ذریعے جدید الیکٹرک ڈرائیو موٹر ٹیکنالوجی کی ترقی جو الیکٹرک ڈرائیو موٹروں کو زیادہ موثر اور لاگت سے موثر بنانے میں مدد کے لیے 200 ڈگری سیلسیس یا 392 ڈگری فارن ہائیٹ پر اچھی مقناطیسی طاقت کے ساتھ کام کرتی ہے۔ مقناطیسی نینو ذرات کی ترکیب کے لیے بیکٹیریا کی نقل کرنا جو منشیات کو نشانہ بنانے اور ترسیل کے لیے، مقناطیسی سیاہی اور ہائی ڈینسٹی میموری ڈیوائسز میں، یا موٹروں میں مقناطیسی مہروں کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ہائی ٹیک نینو اسکیل سوراخ دار اتپریرک کے ساتھ گیسیفیکیشن کو ملا کر، وہ بائیو ماس کی ایک وسیع رینج سے ایتھنول بنانے کی امید کرتے ہیں، جس میں ایتھنول کی پیداوار سے بچا ہوا ڈسٹلر کا اناج، کھیت سے مکئی کا ذخیرہ، گھاس، لکڑی کا گودا، جانوروں کا فضلہ اور کچرا شامل ہے۔ ایک بوران-ایلومینیم-میگنیشیم سیرامک مرکب کی دریافت جو غیر معمولی سختی کا مظاہرہ کرتی ہے۔ بلیڈ میں بی اے ایم کی کوٹنگ شامل کرنے سے رگڑ کو کم کیا جا سکتا ہے اور پہننے کی مزاحمت میں اضافہ ہو سکتا ہے، جس سے پمپوں کی کارکردگی کو بڑھانے میں نمایاں اثر پڑ سکتا ہے، جو ہر قسم کے صنعتی اور تجارتی استعمال میں استعمال ہوتے ہیں۔ امیس لیبارٹری کے میٹریلز پریپریشن سینٹر (ایم پی سی) کے ذریعہ تیار کردہ مواد کو یورپی خلائی ایجنسی کے پلانک مشن کے حصے کے طور پر بیرونی خلا میں لانچ کیا گیا۔ ایم پی سی سے تیار کردہ لینتھانم نکل ٹن مرکب کو خلائی مشن کے دوران آلات کو ٹھنڈا کرنے کے لیے پلانک کے کری کولر سسٹم میں استعمال کیا گیا تھا۔ او ایس جی بلیٹ کی ترقی، ایک سافٹ ویئر پیکیج جو 3-ڈی ریئل ٹائم کمپیوٹر سمیلیشنز بناتا ہے جو انجینئروں کو اگلی نسل کے پاور پلانٹس سے لے کر انتہائی موثر کاروں تک کے پیچیدہ نظاموں کو ڈیزائن کرنے میں مدد کر سکتا ہے۔ او ایس جی بلیٹ سافٹ ویئر نے 2010 کا آر اینڈ ڈی 100 ایوارڈ جیتا۔ برقی مقناطیسی سپیکٹرم کے مائکروویو خطے میں فوٹونک کرسٹل میں منفی اضطراب کی تصدیق کرنے والی تحقیق کا مشاہدہ کیا جا سکتا ہے، جو طبیعیات دانوں کو ایسے مواد کی تعمیر کے ایک قدم قریب لے جاتا ہے جو نظری طول موج پر منفی اضطراب کا مظاہرہ کرتے ہیں اور بہت زیادہ مطلوب سپر لینز کا احساس کرتے ہیں۔ 2011 اور اس سے آگے ایک نئے مرکب کی ترقی جس نے حرارت کو برقی توانائی میں تبدیل کرنے کے لیے ایک کلیدی مواد کی صلاحیت میں 25 فیصد بہتری حاصل کی، جو کسی دن آٹوموبائل، فوجی گاڑیوں اور بڑے پیمانے پر بجلی پیدا کرنے کی سہولیات میں کارکردگی کو بہتر بنا سکتی ہے۔ نایاب زمین کی تحقیق میں بین الاقوامی تعاون کو فروغ دینے کے لیے کورین انسٹی ٹیوٹ آف انڈسٹریل ٹیکنالوجی کے ساتھ مفاہمت کی یادداشت پر دستخط کیے۔ ایمس لیبارٹری کے سائنسدان ڈین شیچ مین نے کواسی کرسٹل کی دریافت پر کیمسٹری میں 2011 کا نوبل انعام جیتا۔ ٹائٹینیم پاؤڈر بنانے کے لیے گیس ایٹمائزیشن ٹیکنالوجی کا استعمال کیا گیا تھا جس میں ایسے عمل ہوتے ہیں جو روایتی پاؤڈر بنانے کے طریقوں سے دس گنا زیادہ موثر ہوتے ہیں، جو مینوفیکچررز کے لیے ٹائٹینیم پاؤڈر کی قیمت کو نمایاں طور پر کم کرتے ہیں۔ اس ٹیکنالوجی کی وجہ سے ایک ایسی کمپنی کی تشکیل ہوئی جس نے اوباما انتظامیہ کا امریکہ کا نیکسٹ ٹاپ انرجی انوویٹرز چیلنج جیتا۔ ٹیکنالوجی پر مبنی کمپنی، آئیووا پاؤڈر ایٹمائزیشن ٹیکنالوجی نے 2012 کا جان پاپا جان آئیووا بزنس پلان مقابلہ بھی جیتا۔ ایمس لیبارٹری میں تیار کردہ ماس سپیکٹرومیٹری کے ابتدائی طریقے پودوں کے ماہرین حیاتیات کو پودوں کے بافتوں کے ڈھانچے کی پہلی جھلک حاصل کرنے میں مدد کر رہے ہیں، یہ ایک ایسی پیشرفت ہے جو مطالعہ کے نئے دائرے کھولتی ہے جس کے حیاتیاتی ایندھن کی تحقیق اور فصلوں کی جینیات پر طویل عرصے تک اثرات مرتب ہو سکتے ہیں۔ سائنس دان غیر ملکی سپر کنڈکٹرز کے اسرار کو بے نقاب کر رہے ہیں، وہ مواد جو ٹھنڈا ہونے پر صفر برقی مزاحمت رکھتے ہیں، جو کسی دن بجلی کی تقسیم کی کارکردگی کو بڑھانے میں مدد کر سکتے ہیں۔ دھاتی شیشوں میں بنیادی ترتیب کی دریافت، جو مخصوص خصوصیات کے ساتھ نئے ہائی ٹیک مرکب بنانے کی صلاحیت کی کلید رکھتی ہے۔ نامیاتی روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس (او ایل ای ڈی) میں ایک معروف پولیمر کے استعمال کے نئے طریقوں کی دریافت، جو کمپیوٹر، ٹیلی ویژن اور سیل فون میں اسکرین ڈسپلے میں استعمال ہونے والے تیزی سے پریشانی اور ٹوٹنے والے دھاتی آکسائیڈ کی ضرورت کو ختم کر سکتی ہے۔ ایلومینیم اور کیلشیم کے مرکب سے بنی اگلی نسل کی پاور کیبل کو کامل بنانے کے طریقوں پر تحقیق کرنا۔ اس مرکب کی کیبلز ہلکی اور مضبوط ہوں گی، اور اس کی چالکتا ڈی سی پاور کے لیے موجودہ مواد سے کم از کم 10 فیصد بہتر ہوگی، جو عالمی پاور ٹرانسمیشن کا بڑھتا ہوا حصہ ہے۔ ڈی او ای نے 2013 میں امیس لیبارٹری کو ایک نیا انرجی انوویشن ہب، کریٹیکل میٹریلز انسٹی ٹیوٹ شروع کرنے کے لیے 120 ملین ڈالر سے نوازا، جو صاف توانائی کی ٹیکنالوجیز میں امریکی مسابقت کے لیے ضروری اہم مواد پر انحصار کو کم کرنے کے طریقوں کو تلاش کرنے اور تجارتی بنانے پر توجہ دے گا۔ تھری ڈی پرنٹنگ ٹیکنالوجی کا حصول، جو نایاب زمین اور دیگر اہم دھاتوں کے متبادل کی تلاش کو تیز کرے گا اور ساتھ ہی ایسے عمل کو تیار کرنے میں مدد کرے گا جو پرنٹنگ کے عمل کے دوران منفرد مواد اور ڈھانچے بنائے گا۔ 2014 میں ایک نئی جدید ترین حساس آلات کی سہولت (ایس آئی ایف) پر گراؤنڈ ٹوٹا۔ ایس آئی ایف لیبارٹری کے موجودہ اسکیننگ ٹرانسمیشن الیکٹران خوردبین اور کچھ نئے انتہائی حساس آلات کا نیا گھر ہوگا، جو کمپن، برقی مقناطیسی اور دیگر قسم کی مداخلت سے الگ تھلگ ماحول فراہم کرتا ہے جو جوہری پیمانے کی تفصیلات کو واضح طور پر غیر واضح کر سکتا ہے۔ ایس آئی ایف 2015 میں مکمل ہونا تھا۔ الٹرا فاسٹ لیزر سپیکٹروسکوپی کا استعمال کرتے ہوئے نئے مواد کے اسرار کو ظاہر کرنا، تیز رفتار فوٹو گرافی کی طرح جہاں بہت سی تیز تصاویر مواد کے اندر ٹھیک ٹھیک حرکات اور تبدیلیوں کو ظاہر کرتی ہیں۔ ان حرکیات کو دیکھنا یہ بہتر طور پر سمجھنے کے لیے ایک ابھرتی ہوئی حکمت عملی ہے کہ نئے مواد کیسے کام کرتے ہیں تاکہ انہیں نئی توانائی کی ٹیکنالوجیز کو فعال کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکے۔ ایک تیز تر، صاف ستھری بائیو فیول ریفائننگ ٹیکنالوجی کی تخلیق جو نہ صرف عمل کو یکجا کرتی ہے بلکہ لاگت کو کم کرنے کے لیے وسیع پیمانے پر دستیاب مواد کا استعمال کرتی ہے۔ ایک متحرک نیوکلیئر پولرائزیشن (ڈی این پی) سالڈ اسٹیٹ نیوکلیئر مقناطیسی گونج (این ایم آر) سپیکٹرومیٹر کا گھر ہے جو سائنس دانوں کو یہ سمجھنے میں مدد کرتا ہے کہ انفرادی ایٹموں کو مواد میں کیسے ترتیب دیا جاتا ہے۔ امیس لیبارٹری کا ڈی این پی-این ایم آر ریاستہائے متحدہ میں میٹریل سائنس اور کیمسٹری کے لیے استعمال ہونے والا پہلا ادارہ ہے۔ ڈی او ای قومی لیبارٹری کے طور پر اپنے قیام کی 75 ویں سالگرہ کے جشن میں، 14 جولائی 2022 کو ایمس لیبارٹری کا نام بدل کر ایمس نیشنل لیبارٹری رکھ دیا گیا۔ ایمس لیبارٹری کے ڈائریکٹر قابل ذکر سابق طلباء اور فیکلٹی فرینک سپیڈنگ (بی ایس۔ 1925، ایم ایس۔ 1926) (فوت شدہ 1984)، نے دوسری جنگ عظیم میں مین ہیٹن پروجیکٹ کے کیمسٹری مرحلے کی ہدایت کی، جس کی وجہ سے دنیا کا پہلا کنٹرول شدہ جوہری رد عمل ہوا۔ وہ آئیووا اسٹیٹ کے نیشنل اکیڈمی آف سائنسز کے دوسرے رکن اور امیس لیبارٹری کے پہلے ڈائریکٹر تھے۔ ڈاکٹر سپیڈنگ نے 1933 میں لینگ مائر ایوارڈ جیتا، اس کامیابی میں ان سے پہلے صرف آسکر کے رائس اور لینس پالنگ تھے۔ اس ایوارڈ کو اب امریکن کیمیکل سوسائٹی کے پیور کیمسٹری میں ایوارڈ کہا جاتا ہے۔ وہ آئیووا اسٹیٹ (1957) میں سائنس اور ہیومینٹیز کے پہلے ممتاز پروفیسر تھے۔ مزید ایوارڈز میں شامل ہیں: امریکن کیمیکل سوسائٹی کے نیویارک سیکشن کا ولیم ایچ نکولس ایوارڈ (1952) ؛ امریکن انسٹی ٹیوٹ آف مائننگ، میٹالرجیکل، اینڈ پٹرولیم انجینئرز کا جیمز ڈگلس گولڈ میڈل (1961) غیر فیرس دھات کاری میں کامیابیوں کے لیے ؛ اور فرینکلن انسٹی ٹیوٹ کا فرانسس جے کلیمر ایوارڈ (1969) دھات کاری میں کامیابیوں کے لیے۔ ہارلے ولہیم (پی ایچ ڈی۔ 1931) (فوت شدہ 1995) نے مین ہیٹن پروجیکٹ، ایمس پروسیس کے لیے یورینیم دھات تیار کرنے کا سب سے موثر عمل تیار کیا، یہ عمل اب بھی استعمال میں ہے۔ ویلمر اے فاسل (پی ایچ ڈی۔ 1947) (فوت شدہ 1998) نے انڈکٹولی جوڑے ہوئے پلازما ایٹمک ایمیشن سپیکٹروسکوپی (آئی سی پی-اے ای ایس) تجزیاتی عمل تیار کیا، جو دنیا بھر میں کیمیائی تجزیہ کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ امیس لیبارٹری کے سابق ڈپٹی ڈائریکٹر۔ کارل اے۔ گشنائڈنر، جونیئر (بی۔ ایس۔ 1952، پی ایچ ڈی 1957) (متوفی) 2007 میں نیشنل اکیڈمی آف انجینئرنگ کے فیلو منتخب ہوئے، گشنائڈنر جسمانی دھات کاری، اور نایاب زمین کے مواد کے تھرمل اور برقی رویے میں عالمی اتھارٹی تھے۔ گشنائڈنر منرلز میٹلز اینڈ میٹریلز سوسائٹی کے فیلو، امریکن سوسائٹی فار میٹریلز انٹرنیشنل کے فیلو، اور امریکن فزیکل سوسائٹی کے فیلو تھے۔ جیمز رینیئر (پی ایچ ڈی۔ 1955) (وفات 2019)، ہنی ویل انکارپوریٹڈ کے چیئرمین اور چیف ایگزیکٹو آفیسر (1988-93)۔ 1997 میں نیشنل میڈل آف سائنس کے وصول کنندہ ڈارلین سی ہوفمین (پی ایچ ڈی 1951) نے عنصر 106، سیبورجیم کے وجود کی تصدیق کرنے میں مدد کی۔ جان ویور (پی ایچ ڈی۔ 1973)، جسے آر اینڈ ڈی میگزین نے 1997 کے لیے سائنٹسٹ آف دی ایئر قرار دیا۔ ویور یونیورسٹی آف الینوائے، اربانا-شیمپین میں میٹریل سائنس اور انجینئرنگ کے شعبہ کے سربراہ ہیں۔ جیمز ہالیگن (بی۔ ایس۔ 1962، ایم ایس۔ 1965، پی ایچ ڈی۔ 1967)، اوکلاہوما اسٹیٹ یونیورسٹی کے صدر (1994-2002)۔ ایلن میکنٹوش (وفات 1995)، نایاب زمین کی دھاتوں کے ماہر اور یورپی فزیکل سوسائٹی کے صدر۔ جیمز ڈبلیو مچل (پی ایچ ڈی۔ 1970)، کو 1994 میں آئیووا اسٹیٹ یونیورسٹی کا پہلا جارج واشنگٹن کارور پروفیسر نامزد کیا گیا۔ انہوں نے جدید صنعتی تحقیق کے لیے نیشنل آرگنائزیشن فار دی پروفیشنل ایڈوانسمنٹ آف بلیک کیمسٹس اینڈ کیمیکل انجینئرز کی طرف سے دو آر اینڈ ڈی 100 ایوارڈز اور مائشٹھیت پرسی ایل جولین ریسرچ ایوارڈ جیتے۔ مچل بیل لیبارٹریز، لیوسنٹ ٹیکنالوجیز میں میٹریل ریسرچ لیبارٹری کے نائب صدر تھے۔ جان کاربیٹ (متوفی 2013)، کیمسٹری اور ایمس لیبارٹری، نیشنل اکیڈمی آف سائنسز کے رکن، نے بکی بال کی پہلی غیر کاربن مثال بنائی ؛ 1,000 سے زیادہ نئے مواد دریافت کیے۔ کائی منگ ہو، چی تنگ چن، اور کوسٹاس سوکولس، طبیعیات اور ایمس لیبارٹری، سب سے پہلے فوٹوونک بینڈ گیپ کرسٹل کے وجود کو ڈیزائن اور ظاہر کرنے والے تھے، یہ ایک ایسی دریافت تھی جس کی وجہ سے فوٹوونک کرسٹل کے تیزی سے پھیلتے میدان کی ترقی ہوئی۔ فوٹوونک کرسٹل سے توقع کی جاتی ہے کہ آپٹیکل مواصلات اور لائٹ ٹیکنالوجی کے دیگر شعبوں میں انقلابی استعمال ہوں گے۔ سوکولس سائنسی باہمی تعاون پر مبنی تحقیق میں بہترین کارکردگی کے لیے ڈیکارٹس انعام کے وصول کنندہ ہیں، جو سائنس کے میدان میں یورپی یونین کا سب سے بڑا اعزاز ہے۔ ڈین شیچ مین، میٹریل سائنس اینڈ انجینئرنگ اور ایمس لیبارٹری، کیمسٹری میں 2011 کے نوبل انعام کے فاتح۔ کیمسٹری اور ایمس لیبارٹری کی پیٹریشیا تھیئل (فوت شدہ 2020) کو پہلے 100 نیشنل سائنس فاؤنڈیشن ویمن ان سائنس اینڈ انجینئرنگ ایوارڈز (1991 میں پیش کیا گیا) میں سے ایک ملا۔ اے وی ایس میڈرڈ ڈبلیو ویلچ ایوارڈ بھی حاصل کیا، جو مواد، انٹرفیس اور پروسیسنگ (2014 میں پیش کردہ) کے شعبوں میں شاندار تحقیق کو تسلیم کرتا ہے۔ ایڈورڈ یونگ، کیمسٹری اور ایمس لیب، پہلا شخص جس نے ایک واحد انسانی سرخ خون کے خلیے کے کیمیائی مواد کا مقداری تجزیہ کیا، ایک ایسے آلے کا استعمال کرتے ہوئے جسے اس نے ڈیزائن اور بنایا تھا۔ اس ترقی سے ایڈز، کینسر اور جینیاتی بیماریوں جیسے الزائمر، مسکولر ڈسٹروفی اور ڈاؤن سنڈروم کا بہتر پتہ چل سکتا ہے۔ یونگ نے اس اہم کام کے لیے چار آر اینڈ ڈی 100 ایوارڈز اور آر اینڈ ڈی میگزین سے ایڈیٹرز چوائس ایوارڈ جیتا ہے۔ وہ 2002 میں کیمیائی علیحدگی میں اپنی تحقیق کے لیے کرومیٹوگرافی میں امریکن کیمیکل سوسائٹی ایوارڈ کے وصول کنندہ تھے۔ کلاؤس روڈن برگ، طبیعیات اور ایمس لیبارٹری، 2001 نظریاتی کیمسٹری کے میدان میں ان کی جدید تحقیق کے لیے نظریاتی کیمسٹری میں امریکن کیمیکل سوسائٹی ایوارڈ کے وصول کنندہ۔ پال کین فیلڈ، سرگئی بڈکو، کوسٹاس سوکولس، طبیعیات اور ایمس لیبارٹری، تھامس رائٹرز کے دنیا کے سب سے زیادہ بااثر سائنسی ذہنوں 2014 کے نام سے منسوب۔ یہ ایوارڈ انتہائی حوالہ شدہ مقالے کی سب سے بڑی تعداد کو تسلیم کرتا ہے (2002 اور 2012 کے درمیان ان کے موضوع کے میدان اور اشاعت کے سال کے لیے سب سے اوپر 1 فیصد میں سے)۔ طبیعیات اور ایمس لیبارٹری کے کوسٹاس سوکولس کو 2014 میں آپٹیکل سوسائٹی آف امریکہ کی طرف سے میکس بورن ایوارڈ ملا۔ یہ ایوارڈ ایک ایسے سائنسدان کو دیا جاتا ہے جس نے فزیکل آپٹکس کے سائنسی شعبے میں شاندار خدمات انجام دی ہیں۔ حوالہ جات بیرونی روابط ایمس لیبارٹری کریٹیکل میٹریلز انسٹی ٹیوٹ میٹریلز پریپریشن سینٹر آئیووا اسٹیٹ یونیورسٹی آئیووا اسٹیٹ یونیورسٹی کا انسٹی ٹیوٹ فار فزیکل ریسرچ اینڈ ٹیکنالوجی بائیوگرافیکل میموائر آف فرینک سپیڈنگ، بذریعہ جان۔ ڈی۔ کاربیٹ یونائیٹڈ اسٹیٹس ڈیپارٹمنٹ آف انرجی نیشنل لیبارٹریز فیڈرل فنڈڈ ریسرچ اینڈ ڈویلپمنٹ سینٹرز اسٹوری کاؤنٹی، آئیووا اسٹیٹ یونیورسٹی 1947 آئیووا میں آئیووا ریسرچ انسٹی ٹیوٹ میں ادارے