Ceramic nanoparticle
سیرامک نینو پارٹیکل ایک قسم کا نینو پارٹیکل ہے جو سیرامکس پر مشتمل ہوتا ہے، جسے عام طور پر غیر نامیاتی، گرمی مزاحم، غیر دھاتی ٹھوس کے طور پر درجہ بند کیا جاتا ہے جو دھاتی اور غیر دھاتی دونوں مرکبات سے بنایا جا سکتا ہے۔ مواد منفرد خصوصیات پیش کرتا ہے۔ میکروسکل سیرامکس ٹوٹنے والے اور سخت ہوتے ہیں اور اثر پڑنے پر ٹوٹ جاتے ہیں۔ تاہم، سیرامک نینو پارٹیکلز مختلف قسم کے افعال انجام دیتے ہیں، جن میں ڈائی الیکٹرک، فیرو الیکٹرک، پیزو الیکٹرک، پائرو الیکٹرک، فیرومیگنیٹک، میگنیٹوریسسٹیو، سپر کنڈکٹو اور الیکٹرو آپٹیکل شامل ہیں۔ سیرامک نینو پارٹیکل 1980 کی دہائی کے اوائل میں دریافت ہوئے تھے۔ وہ سول جیل نامی عمل کا استعمال کرتے ہوئے بنائے گئے تھے جو نینو پارٹیکلز کو حل اور جیل کے اندر ملا کر نینو پارٹیکل بناتا ہے۔ بعد کے طریقوں میں سنٹرنگ (دباؤ اور حرارت، جیسے گرم آئسوسٹیٹک دبانا) شامل تھا۔ مواد اتنا چھوٹا ہے کہ اس میں بنیادی طور پر کوئی خامیاں نہیں ہیں۔ بڑے پیمانے کے مواد میں خامیاں ہوتی ہیں جو انہیں ٹوٹنے والی بناتی ہیں۔ 2014 میں محققین نے نینو ٹرس بنانے کے لیے پولیمر اور سیرامک ذرات پر مشتمل ایک لیزرنگ عمل کا اعلان کیا۔ یہ ڈھانچہ بار بار کچلنے کے بعد اپنی اصل شکل کو بحال کرنے میں کامیاب رہا۔ سیرامک نینو پارٹیکلز کو کئی بیماریوں میں منشیات کی فراہمی کے طریقہ کار کے طور پر استعمال کیا گیا ہے جن میں بیکٹیریل انفیکشن، گلوکوما، اور عام طور پر، کیموتھراپی تجرباتی کینسر کے علاج میں فراہم کرتی ہے۔ سب سے قدیم معلوم سیرامک نینو پارٹیکلز کیلاڈی، ہندوستان کے مٹی کے برتنوں کے ٹکڑوں میں پائے گئے ہیں، جو چھٹی صدی قبل مسیح کے ہیں۔ سیرامک نینو پارٹیکل کی خصوصیات ان کے سائز اور سالماتی ساخت کی وجہ سے منفرد خصوصیات رکھتی ہیں۔ ان خصوصیات کو اکثر مختلف برقی اور مقناطیسی طبیعیات کے مظاہر کے لحاظ سے دکھایا جاتا ہے جن میں شامل ہیں: ڈائی الیکٹرک-ایک برقی موصلیت جسے برقی میدان کے ذریعے پولرائز کیا جا سکتا ہے (الیکٹرانوں کو سیدھا کیا جاتا ہے تاکہ کمپاؤنڈ کا ایک منفی اور مثبت پہلو ہو) تاکہ برقی کرنٹ فیرو الیکٹرک میں الیکٹران کی منتقلی کا فاصلہ کم کیا جا سکے-ڈائی الیکٹرک مواد جو ایک سے زیادہ سمتوں میں پولرائز ہوتا ہے (منفی اور مثبت پہلوؤں کو برقی میدان کے ذریعے پلٹایا جا سکتا ہے) پیزو الیکٹرک-وہ مواد جو مکینیکل تناؤ کے تحت برقی چارج جمع کرتا ہے۔ پائرو الیکٹرک-وہ مواد جو درجہ حرارت میں تبدیلی کے پیش نظر عارضی وولٹیج پیدا کر سکتا ہے فیرومیگنیٹک-وہ مواد جو مقناطیسی مقناطیسیت کے بعد مقناطیسی میدان کو برقرار رکھ سکتا ہے-وہ مواد جو بیرونی مقناطیسی میدان کے تحت برقی مزاحمت کو تبدیل کرتا ہے۔ فریکٹل نینوٹرس ایک نینو اسٹرکچر فن تعمیر ہے جو ایلومینیم، یا ایلومینیم آکسائڈ سے بنا ہے۔ اس کا زیادہ سے زیادہ کمپریشن 50 نینو میٹر کی موٹائی سے تقریبا 1 مائکرون ہے۔ اپنے کمپریشن کے بعد، یہ بغیر کسی ساختی نقصان کے اپنی اصل شکل میں واپس آسکتا ہے۔ سنتھسیس سول جیل نینو سیرامکس کو مختلف بنانے کا ایک عمل سول جیل کا عمل ہے، جسے کیمیائی حل جمع کرنے کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ اس میں مائع مرحلے میں نینو پارٹیکلز سے بنا کیمیائی حل، یا سول شامل ہوتا ہے اور ایک پیش خیمہ، عام طور پر جیل یا پولیمر، جو سالوینٹ میں ڈوبے ہوئے مالیکیولز سے بنا ہوتا ہے۔ سول اور جیل کو آکسائڈ مواد تیار کرنے کے لیے ملایا جاتا ہے جو عام طور پر سیرامک کی ایک قسم ہوتی ہے۔ اضافی مصنوعات (ایک مائع سالوینٹ) بخارات بن جاتی ہیں۔ پھر ذرات کی خواہشات کو ایک ٹھوس پروڈکٹ تیار کرنے کے لیے ڈینسفیکیشن نامی عمل میں گرم کیا جاتا ہے۔ اس طریقہ کو فلم کے اوپر نینو سیرامک پرت بنانے کے لیے جیل کو پتلی فلم پر گرم کر کے نینو کمپوزٹ تیار کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ دو فوٹون لیتھوگرافی یہ عمل ایک لیزر تکنیک کا استعمال کرتا ہے جسے دو فوٹون لیتھوگرافی کہا جاتا ہے تاکہ پولیمر کو تین جہتی ڈھانچے میں تراشا جا سکے۔ لیزر ان دھبوں کو سخت کر دیتا ہے جنہیں وہ چھوتا ہے اور باقی کو غیر سخت چھوڑ دیتا ہے۔ اس کے بعد غیر سخت مواد کو "خول" پیدا کرنے کے لیے تحلیل کر دیا جاتا ہے۔ اس کے بعد خول کو سیرامک، دھاتیں، دھاتی شیشے وغیرہ سے لیپت کیا جاتا ہے۔ تیار حالت میں، سیرامک کے نینو ٹرس کو چپٹا کیا جا سکتا ہے اور اسے اپنی اصل حالت میں واپس لایا جا سکتا ہے۔ سنٹرنگ ایک اور نقطہ نظر میں سنٹرنگ کا استعمال اعلی درجہ حرارت کا استعمال کرتے ہوئے نینو سیرامک پاؤڈر کو مستحکم کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔ اس کے نتیجے میں ایک کھردرا مواد پیدا ہوتا ہے جو سیرامکس کی خصوصیات کو نقصان پہنچاتا ہے اور حتمی مصنوعات حاصل کرنے کے لیے مزید وقت درکار ہوتا ہے۔ یہ تکنیک ممکنہ حتمی جیومیٹریز کو بھی محدود کرتی ہے۔ اس طرح کے مسائل پر قابو پانے کے لیے مائیکروویو سنٹرنگ تیار کی گئی تھی۔ مقناطیسی سے تابکاری پیدا ہوتی ہے، جو پاؤڈر کو ہلانے اور گرم کرنے کے لیے برقی مقناطیسی لہریں پیدا کرتی ہے۔ یہ طریقہ حرارت کو باہر سے اندر منتقل کرنے کے بجائے مواد کے پورے حجم میں فوری طور پر منتقل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ نینو پاؤڈر کو کم موصلیت والے بورڈوں پر مشتمل موصلیت خانے میں رکھا جاتا ہے تاکہ مائکروویوز اس سے گزر سکیں۔ یہ ڈبہ جذب کرنے میں مدد کے لیے درجہ حرارت میں اضافہ کرتا ہے۔ خانوں کے اندر سسپکٹر ہوتے ہیں جو سنٹرنگ کے عمل کو شروع کرنے کے لیے کمرے کے درجہ حرارت پر مائکروویوز کو جذب کرتے ہیں۔ مائکروویو سسپکٹرز کو تقریبا 600 ڈگری سیلسیس تک گرم کرتا ہے، جو مائکروویوز کو جذب کرنے کے لیے نینو سیرامکس کو متحرک کرنے کے لیے کافی ہے۔ تاریخ 1980 کی دہائی کے اوائل میں، سول جیل کا استعمال کرتے ہوئے پہلے نینو پارٹیکلز، خاص طور پر نینو سیرامکس بنائے گئے تھے۔ اس عمل کی جگہ 2000 کی دہائی کے اوائل میں سنٹرنگ اور پھر مائکروویو سنٹرنگ نے لے لی۔ ان میں سے کوئی بھی تکنیک بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے موزوں ثابت نہیں ہوئی۔ 2002 میں، محققین نے سیرامکس کو مضبوط بنانے کے لیے سی شیلز کے مائیکرو اسٹرکچر کو ریورس انجینئر کرنے کی کوشش کی۔ انہوں نے دریافت کیا کہ سی شیلز کا استحکام ان کے "مائیکرو آرکیٹیکچر" سے آتا ہے۔ تحقیق نے اس بات پر توجہ مرکوز کرنا شروع کی کہ سیرامکس اس طرح کے فن تعمیر کو کس طرح استعمال کر سکتی ہے۔ 2012 میں محققین نے سمندری سپنج کی ساخت کو سیرامکس اور نینو آرکیٹیکچر کا استعمال کرتے ہوئے نقل کیا جسے نانوٹراس کہا جاتا ہے۔ 2015 تک سب سے بڑا نتیجہ 1 ملی میٹر کیوب ہے۔ جالی کا ڈھانچہ اپنی اصل موٹائی کا 85 ٪ تک کمپریس کرتا ہے اور اپنی اصل شکل میں واپس آسکتا ہے۔ ان جالی کو ساختی سالمیت اور لچک کے لیے کراس ممبروں کے ساتھ مثلث میں مستحکم کیا جاتا ہے۔ ایپلی کیشنز طبی ٹیکنالوجی نے ہڈیوں کی مرمت کے لیے سیرامک نینو پارٹیکل کا استعمال کیا۔ یہ توانائی کی فراہمی اور ذخیرہ اندوزی، مواصلات، نقل و حمل کے نظام، تعمیر اور طبی ٹیکنالوجی سمیت شعبوں کے لیے تجویز کیا گیا ہے۔ ان کی برقی خصوصیات توانائی کو 100% تک پہنچنے والی استعداد کو منتقل کرنے کی اجازت دے سکتی ہیں۔ نینو ٹرس بالآخر تعمیراتی مواد، کنکریٹ یا اسٹیل کی جگہ لینے کے لیے لاگو ہو سکتے ہیں۔ حوالہ جات نینو پارٹیکلز بلدیہ ساخت سیرامک انجینئرنگ سیرامک مواد