غیر محفوظ سلکان کاربائیڈ سیرامکس کیا ہے؟

جب کے نمونےغیر محفوظ سلکان کاربائیڈ سیرامکسپہلی بار لیبارٹری میں دیکھے گئے تھے، الیکٹران مائکروسکوپ کے نیچے پیش کیے گئے شہد کے چھتے کی طرح کے ڈھانچے بالکل ایسے لگ رہے تھے جیسے ایک ملین گنا بڑھائے گئے ہوں۔ یہ خصوصی مواد 15-60% کی پورسٹی کے ساتھ ہماری روزمرہ کی زندگی میں ایرو اسپیس انجنوں کے دہن کے چیمبروں سے خاموشی سے منتقل ہو رہا ہے۔

1600 ℃ پر گیس ٹربائن میں، عام مواد طویل عرصے سے پگھلے ہوئے لوہے میں تبدیل ہو چکے ہیں، لیکن غیر محفوظ سلکان کاربائیڈ حیران کن استحکام برقرار رکھتی ہے۔ پچھلے سال، جب چائنیز اکیڈمی آف سائنسز کے شنگھائی انسٹی ٹیوٹ آف سیرامکس کا دورہ کیا تو، ایک محقق نے ایک دلچسپ تجربہ کیا: ایک غیر محفوظ سلکان کاربائیڈ شیٹ کو آکسیجن ایسٹیلین کے شعلے (تقریباً 3000 ℃) میں رکھنا، پشت پر موجود تھرمامیٹر نے ظاہر کیا کہ اس میں صرف 72℃ اضافہ ہوا ہے۔ β-SiC کرسٹل ڈھانچے سے حاصل ہونے والی گرمی کی مزاحمت اسے خلائی جہاز کے تھرمل پروٹیکشن سسٹم کے لیے ایک "غیر مرئی کوچ" بناتی ہے۔ اس سے بھی بہتر، وہ مائیکرون سائز کے سوراخ بے شمار چھوٹی چمنیوں کی طرح ہوتے ہیں، جو ٹھوس سیرامکس کے مقابلے میں گرمی کی ترسیل کی کارکردگی کو 40-60% تک کم کرتے ہیں۔

شاید مادی سائنسدانوں کو بھی یہ توقع نہیں تھی کہ اس قسم کے سرامک، جو اصل میں انتہائی ماحول کے لیے تیار کیے گئے ہیں، طبی میدان میں دوسری بہار کا تجربہ کرے گا۔ 2024 میں جرنل آف بایومیٹیریلز میں شائع ہونے والی کلینیکل تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ سلکان کاربائیڈ اسکافولڈز جن میں گریڈینٹ پور سائز ڈھانچے (سطح پر 5μm اور نیچے 200μm) ہیں ہڈیوں کے انضمام کی شرح روایتی ٹائٹینیم الائے امپلانٹس سے 2.3 گنا زیادہ ہے۔

غیر محفوظ سلکان کاربائیڈ کی تیاری کا عمل بذات خود ایک کیمیائی جادو ہے۔ تاکنا بنانے والے ایجنٹ کے طریقہ کار (عام طور پر پولی میتھائل میتھکریلیٹ مائکرو اسپیئرز) یا ری ایکشن سنٹرنگ طریقہ کے ذریعے، میٹریل انجینئرز پرفیومرز جیسے تاکوں کی خصوصیات کو درست طریقے سے کنٹرول کر سکتے ہیں۔ دلچسپ بات یہ ہے کہ ریاستہائے متحدہ میں 3M کمپنی کا تازہ ترین پیٹنٹ ظاہر کرتا ہے کہ ری سائیکل شدہ ڈائیٹومائٹ کو قدرتی سانچے کے طور پر استعمال کرنے سے نہ صرف پیداواری لاگت میں 18 فیصد کمی آتی ہے بلکہ غیر متوقع طور پر مرجان کی ہڈیوں کی طرح ایک بایونک ڈھانچہ بھی حاصل کر لیتا ہے۔ یہ "فضلہ کو خزانہ میں بدلنے" کی تکنیک "بیکار کی افادیت" کی تاؤسٹ حکمت کے عین مطابق ہے۔

درخواست

• ماحولیاتی تحفظ کے میدان میں:ڈیزل گاڑی کے پارٹیکیولیٹ فلٹرز (DPF) کے بنیادی مواد کے طور پر، یہ PM2.5 کے 99.7 فیصد کو حاصل کر سکتا ہے۔
•  توانائی کا انقلاب:سالڈ آکسائیڈ فیول سیلز (SOFC) کے لیے الیکٹروڈ سپورٹ پاور جنریشن کی کارکردگی کو 65 فیصد تک بڑھاتا ہے
•  بائیو میڈیکل:3D پرنٹ شدہ ہڈیوں کے سہاروں کا تاکنا ڈھانچہ خلیوں کی نشوونما کو فروغ دیتا ہے اور طبی شفا یابی کے چکر کو 30 فیصد تک مختصر کرتا ہے۔
•  سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ:ویفر پالش کرنے والے پیڈز کی عمر میں تین گنا اضافہ کیا گیا ہے، اور TSMC کا 3nm عمل بڑی تعداد میں خریدا گیا ہے۔