محققین نے  ایک نایاب مشاہدہ کیا  ہے جس میں مقامی کرسٹل ساخت کی سمیتی یا کسی خاص ایٹم کے قریب ایٹمز کی ترتیب گرم ہونے پر کم ہو جاتی ہے، جو کہ عام طور پر درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ کرسٹل ساخت کےسمیٹری کے  بڑھنے کے رجحان کے خلاف ہے۔ یہ مطالعہ اس بات کی اہمیت کو اجاگر کرتا ہے کہ مٹیریل  ڈیزائن غیر روایتی مظاہر کو متحرک کرنے میں کس طرح مددگار ثابت ہو سکتا ہے، جو کہ فونونکس ، تھرمولیکٹرکس، اور سولر تھرمل کنورژن جیسے مواد کے لئے مفید ہے۔

سمیٹری  کی ٹوٹ پھوٹ بنیادی کیمسٹری اور طبیعیات میں ایک اہم کردار ادا کرتی ہے۔ اس مظہر کا ایک جانا پہچانا اظہار یہ ہے کہ جب گیس ٹھنڈی ہو کر مائع اور پھر ٹھوس میں تبدیل ہوتی ہے، تو ہر مرحلے کی تبدیلی کے ساتھ سمیٹری  میں کمی واقع ہوتی ہے۔

تھرموڈائنامک عوامل جیسے کہ انٹروپی  (بے ترتیبی کا پیمانہ) اور اینتھیلپی  (مجموعی محفوظ شدہ توانائی کا پیمانہ) ایک نظام کے ردعمل کو بدلتے حالات جیسے درجہ حرارت کی تبدیلیوں کے حوالے سے طے کرتے ہیں۔

روایتی طور پر یہ سمجھا جاتا ہے کہ جب کسی مادے کو گرم کیا جاتا ہے، تو وہ اینٹروپی   میں فائدہ مند اضافے کی وجہ سے زیادہ کرسٹل سمیٹری اختیار کرنے کی کوشش کرتا ہے۔

تاہم، جواہر لال نہرو سینٹر فار ایڈوانسڈ سائنٹفک ریسرچ (جے این سی اے ایس آر)، بنگلور میں پروفیسر کنشک بسواس، محترمہ  آئیوی   ماریا، ڈاکٹر پریبیش آچاریہ اور ٹیم کےدیگر  اراکین نے حالیہ تحقیق میں ، اس روایتی سمجھ کو چیلنج کیا ، خاص طور پر ایک کرسٹل کی مقامی ساخت سے متعلق نتائج کو۔

ایک مثالی کرسٹل میں مقامی ساخت عالمی ساخت کی عکاسی کرتی ہے، لیکن کچھ نایاب صورتوں میں یہ ایک دوسرے سے مختلف ہو سکتی ہیں۔ ٹیم نے ایک مکمل غیر نامیاتی ٹو –ڈائمینشنل ہالیڈ پیرووسکیٹ Cs₂PbI₂Cl₂ کا مشاہدہ کیا ہے ، جو رڈلزڈن-پاپر ہالیڈ پیرووسکیٹس کے خاندان سے تعلق رکھتا ہے (یہ مواد ایک مخصوص کرسٹل ساخت کی کلاس ہے)۔

جہاں عام طور پر گرم کرنے سے سمیٹری میں اضافہ ہوتا ہے، اس مرکب میں درجہ حرارت کے بڑھنے کے ساتھ مقامی سمیٹری  میں کمی دیکھنے کو ملتی ہے، جبکہ گلوبل کرسٹل سمیٹری  برقرار رہتی ہے۔ یہ کنفیگوریشنل اوسط کی وجہ سے ہوتا ہے، جہاں مسخ شدہ مقامی سمیٹریز  طویل لمبائی کے پیمانوں پر اوسط ہو جاتی ہیں، جس سے عالمی ساخت محفوظ رہتی ہے۔

یہ مظہر کہ گرم کرنے پر مقامی سمیٹری  ٹوٹ جاتی ہے،یہ عمل  "ایمفانیسس" کہلاتا ہے، جس کا مطلب ہے "بے زراشیا ء سے نتائج حاصل کرنا۔" ٹیم نے ایک جدید سنکروٹرون  ایکس -رےتکنیک کا استعمال کیا، جو ایک ساتھ ٹھوس مواد کی مقامی اور عالمی ساختوں کو ان کے ایکس -رے انحرافی پیٹرن سے ظاہر کرتی ہے، تاکہ ایمفانیسس کی تحقیق کی جا سکے۔

یہ سنکروٹرون  ایکس -رے تجربات ڈی ای ایس وائی، ہیمبرگ، جرمنی میں بھارت-ڈی ای ایس وائی تعاون کے تحت کیے گئے، جس کی حمایت بھارت کے محکمہ سائنس و ٹیکنالوجی (ڈی ایس ٹی) نے کی۔

محققین  نے اس غیر معمولی مقامی سمیٹری کی ٹوٹ پھوٹ کو مرکب میں سیسہ کے اسٹیریو کیمیکلی طور پر ایکٹو لون پیئر لیڈ آف کمپاؤنڈ سے منسوب کیا۔

Cs₂PbI₂Cl₂ میں دو قسم کی ساختی بگاڑ پائی جاتی ہیں: کلورین ایٹموں میں جامد بگاڑ اور سیسے کے ایٹموں میں متحرک بگاڑ۔ یہ بگاڑ مختلف ساخت کو متاثر کرنے والے عوامل کے پیچیدہ تعاملات کی وجہ سے ہوتے ہیں، جو مخلوط ہالائڈز (کلورین اور آئیوڈین) اور سیسے کے ایکٹیو لون الیکٹران جوڑے کے درمیان ہوتے ہیں۔ یہ بگاڑ اس وجہ سے پیدا ہوتے ہیں کہ مخلوط اینیونز (کلورین اور آئیوڈین) کے سیسے کے ایٹموں کے ساتھ تعامل کی وجہ سے ساخت کو متاثر کرنے والی قوتوں کے درمیان ایک مقابلہ ہوتا ہے۔

"ایمفینیٹک" مرحلہ بلند درجہ حرارت پر ایک بے ترتیب اور بگڑی ہوئی حالت کی خصوصیت رکھتا ہے، جو ایک منظم غیر بگڑی ہوئی حالت اور ایک منظم بگڑی ہوئی حالت کے سنگم پر موجود ہوتا ہے۔

" ایمفینیٹک " ایک امید افزا حکمت عملی ہے جس کے ذریعے انٹرنسیکلی لو لیٹس تھرمل کنڈکٹی وٹی  حاصل کی جا سکتی ہے۔ اس قسم کے مواد بنیادی اہمیت اور مختلف ایپلی کیشنز کے لیے بہت زیادہ مطلوب ہیں، جن میں فونونکس، تھرمو الیکٹرکس، شمسی حرارتی تبدیلی، اور مختلف حرارتی انتظامی نظام شامل ہیں۔

حالیہ تحقیق، جو ‘‘ایڈوانسڈ مٹیرلز’’ میں شائع ہوئی ہے، قلمی مواد میں غیر روایتی مظاہر تخلیق کرنے کے لیے مٹیریل  ڈیزائن کی بنیادی اور عملی اہمیت کو اجاگر کرتی ہے۔ نتائج سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ان حرکیاتی باریکیوں کو سمجھنے سے دلچسپ ساختی تبدیلیاں سامنے آ سکتی ہیں ،وسیع پیمانے پرجن کے لئے عوامل دستیاب ہیں۔

 1. اسکیمیٹک پریزینٹیشنز،جس میں ایمفینیسیز کو ظاہر کرنے والے  ایک لوکل اسٹرکچر کے ارتقا کو ظاہر کیا گیا ہے ۔

سالڈ اسٹیٹ کیمسٹری لیب، جے این سی اےایس آر، بنگلور میں پروفیسر کنشک بسواس (بائیں) اور آئیوی ماریا (دائیں)۔

*****

ش ح  ۔ا م ۔س ع س

ٗUNO-1278

(Release ID: 2064999) Visitor Counter : 40