نیلم: شفاف جواہرات میں چھپا "جادو"

 کیا آپ نے کبھی نیلم کے شاندار نیلے رنگ کو دیکھ کر حیران کیا ہے؟ یہ شاندار قیمتی پتھر، اپنی خوبصورتی کے لیے قیمتی ہے، ایک خفیہ "سائنسی سپر پاور" رکھتا ہے جو ٹیکنالوجی میں انقلاب لا سکتا ہے۔ چینی سائنسدانوں کی حالیہ کامیابیوں نے نیلم کرسٹل کے پوشیدہ تھرمل اسرار کو کھول دیا ہے، جس سے اسمارٹ فونز سے لے کر خلائی تحقیق تک ہر چیز کے لیے نئے امکانات پیش کیے گئے ہیں۔

کیوں نہیں't نیلم انتہائی گرمی میں پگھل جاتا ہے؟

تصور کریں کہ ایک فائر فائٹر کا ویزر ایک شعلے میں سفید گرم چمک رہا ہے، لیکن ابھی تک کرسٹل صاف ہے۔ یہ ہے نیلم کا جادو۔ 1,500 ° C سے زیادہ درجہ حرارت پر - پگھلے ہوئے لاوے سے زیادہ گرم - یہ قیمتی پتھر اپنی طاقت اور شفافیت کو برقرار رکھتا ہے۔

چین کے شنگھائی انسٹی ٹیوٹ آف آپٹکس اینڈ فائن میکینکس کے سائنسدانوں نے اس کے رازوں کی چھان بین کے لیے جدید تکنیکوں کا استعمال کیا:

• اٹامک سپر اسٹرکچر: نیلم کے ایٹم ایک ہیکساگونل جالی بناتے ہیں، جس میں ہر ایلومینیم ایٹم کو چار آکسیجن ایٹموں سے بند کیا جاتا ہے۔ یہ "ایٹمک کیج" تھرمل مسخ کے خلاف مزاحمت کرتا ہے، جوس کے تھرمل توسیعی گتانک پر فخر کرتا ہےt 5.3 × 10⁻⁶/°C (سونا، اس کے برعکس، تقریباً 10 گنا تیزی سے پھیلتا ہے)۔
• دشاتمک حرارت کا بہاؤ: یک طرفہ گلی کی طرح، کچھ کرسٹل محوروں کے ساتھ 10-30٪ تیزی سے نیلم کے ذریعے گرم زپ کرتا ہے۔ انجینئرز اس "تھرمل انیسوٹروپی" سے فائدہ اٹھا کر انتہائی موثر کولنگ سسٹم ڈیزائن کر سکتے ہیں۔

ایک "سپر ہیرو" مواد کا تجربہ انتہائی لیبز میں کیا گیا۔

نیلم کو اس کی حدود میں دھکیلنے کے لیے، محققین نے بیرونی خلا اور ہائپرسونک پرواز کے سخت حالات کی نقالی کی:

• راکٹ ری اینٹری سمولیشن: ایک 150 ملی میٹر نیلم کھڑکی 1,500 ° C کے شعلوں سے گھنٹوں تک زندہ رہی، جس میں کوئی دراڑ یا وارپنگ دکھائی نہیں دیتی۔
• لیزر برداشت ٹیسٹ: جب تیز روشنی کے ساتھ پھٹ جاتا ہے، تو نیلم پر مبنی اجزاء روایتی مواد کو 300 فیصد تک ختم کر دیتے ہیں، جس کی بدولت تانبے سے 3 گنا زیادہ تیزی سے گرمی ختم ہو جاتی ہے۔

لیب مارولز سے لے کر روزمرہ کی ٹیکنالوجی تک

ہو سکتا ہے کہ آپ پہلے سے ہی نیلم ٹیک کے ایک ٹکڑے کے مالک ہوں بغیر اس کا احساس کیے:

• غیر سکریچ ایبل اسکرینز: ایپل کے ابتدائی آئی فونز میں سیفائر لیپت والے کیمرہ لینز استعمال کیے گئے تھے (جب تک کہ لاگت میں اضافہ نہ ہو جائے)۔
• کوانٹم کمپیوٹنگ: لیبز میں، سیفائر ویفرز نازک کوانٹم بٹس (کوبٹس) کی میزبانی کرتے ہیں، اپنی کوانٹم حالت کو سلکان سے 100 گنا زیادہ برقرار رکھتے ہیں۔
• الیکٹرک کاریں۔: پروٹوٹائپ ای وی بیٹریاں زیادہ گرم ہونے سے بچنے کے لیے نیلم کوٹڈ الیکٹروڈ استعمال کرتی ہیں — محفوظ، لمبی رینج والی گاڑیوں کے لیے گیم چینجر۔

سیفائر سائنس میں چین کی چھلانگ

جہاں صدیوں سے نیلم کی کان کنی کی جا رہی ہے، چین اپنے مستقبل کو دوبارہ لکھ رہا ہے:

• جائنٹ کرسٹل: چینی لیبارٹریوں میں اب 100 کلو گرام سے زیادہ وزنی نیلم کے انگوٹھے اگائے جاتے ہیں جو پورے دوربین کے آئینے بنانے کے لیے کافی بڑے ہوتے ہیں۔
• گرین انوویشن: محققین پرانے سمارٹ فونز سے ری سائیکل شدہ نیلم تیار کر رہے ہیں، جس سے پیداواری لاگت میں 90 فیصد کمی ہو رہی ہے۔
• عالمی قیادت: حالیہ مطالعہ، میں شائعجرنل آف مصنوعی کرسٹل، اس سال جدید مواد میں چین کی چوتھی بڑی پیش رفت کی نشاندہی کرتا ہے۔

مستقبل: جہاں سیفائر سائنس فائی سے ملتا ہے۔

کیا ہوگا اگر کھڑکیاں خود کو صاف کرسکتی ہیں؟ یا جسم کی گرمی سے چارج ہونے والے فون؟ سائنسدان بڑے خواب دیکھ رہے ہیں:

• سیلف کلیننگ سیفائر: نیلم میں سرایت شدہ نینو پارٹیکلز سورج کی روشنی کے سامنے آنے پر سموگ یا گرائم کو توڑ سکتے ہیں۔
• تھرمو الیکٹرک جادو: نیلم سیمی کنڈکٹرز کا استعمال کرتے ہوئے فیکٹریوں سے فضلہ حرارت کو بجلی میں تبدیل کریں۔
• خلائی لفٹ کیبلز: اگرچہ ابھی بھی نظریاتی ہے، نیلم کی طاقت سے وزن کا تناسب اسے مستقبل کے میگا اسٹرکچر کا امیدوار بناتا ہے۔