محققین نے حال ہی میں تحقیق کی ہے کہ آپٹیکل ٹوئیزر الیکٹروفورسس استعمال کرتے ہوئے ہمیں یہ سمجھنے میں مدد مل سکتی ہے کہ ذرات کس طرح بہت چھوٹے، مختصر وقت کے پیمانے پر سطحوں پر چپکے رہتے ہیں۔ یہ ایک ایسا رجحان ہے جو کوٹنگز سے لے کر پانی صاف کرنے تک کی ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتا ہے۔

صنعت میں، جذب کا رجحان مصنوعات کو کوٹنگ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے اور یہ ایک مادے کا دوسرے مواد کی سطح پر چپکنا ہوتا ہے۔ اس رجحان کو پانی کی صفائی میں بھی استعمال کیا جاتا ہے تاکہ آلودگی کو دور کیا جا سکے اور فوڈ ایملشنز کی ترکیب کے دوران کولائیڈل اسٹیبلائزیشن کے لیے عام طور پر، جذب کا پتہ بڑے پیمانے پر یا حجم میں تبدیلیوں کے ذریعے ہوتا ہے۔

رمن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ کے محققین، ایک خود مختار ادارہ، جسے محکمہ سائنس اور ٹکنالوجی (ڈی ایس ٹی)، حکومت ہند کی طرف سے مالی اعانت فراہم کی گئی ہے، نے یہ سمجھنے کے لیے لیپونائٹ کلے نینو پلیٹلیٹس اور لیٹیکس اسفیئرز  کا استعمال کرتے ہوئے جذب کا مطالعہ کیا ہے۔

محققین نے آپٹیکل ٹویزر الیکٹروفورسس کا استعمال کیا۔ یہ ایک ایسی تکنیک ہے جو جذب کرنے والے پر برقی چارج میں ہونے والی تبدیلیوں کی پیمائش کرتی ہے۔ روشنی کا استعمال کرتے ہوئے ایک مائکرون سائز کی چیز کو جوڑ توڑ کرنے کی تکنیک کو آپٹیکل ٹوئیزر کے نام سے جانا جاتا ہے اور اسے 2018 میں فزکس کا نوبل انعام دیا گیا تھا۔ محققین نے ایک فوکسڈ لیزر بیم کے ذریعے لگائی گئی نظری قوت کا استعمال کرتے ہوئے مٹی کے پانی کے مرکب میں ایک مائکرون سائز کے لیٹیکس پارٹیکل کو پکڑلیا۔

اس کے بعد محققین نے مٹی کے پانی کے مرکب پر برقی میدان کا تجربہ کیا اور پھنسے ہوئے لیٹیکس کرہ کی حرکت کو 30,000 پیمائش/سیکنڈ کی انتہائی تیز رفتار شرح سے ٹریک کیا۔ مٹی کے ذرات کو جذب کرنے سے چارجز پھنسے ہوئے مائکرو اسپیئرز میں منتقل ہوتے ہیں۔

محققین نے جذب کی وجہ سے پھنسے ہوئے دائروں پر موثر چارجز میں تبدیلیوں کا پتہ لگایا۔ ان پیمائشوں کے اعلی عارضی حل نے جذب کے واقعات کی نگرانی کرنا ممکن بنایا، اس طرح متحرک تعاملات کی سمجھ میں اضافہ ہوا اور جذب میکانزم کے مطالعہ کے لیے ایک بہتر بنیاد فراہم کی۔ ان پیمائشوں نے نینو پلیٹلیٹ جذب کی شرح اور حد کے بارے میں معلومات فراہم کیں۔ رائل سوسائٹی آف کیمسٹری کے جرنل سافٹ میٹر میں شائع ہونے والے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ لیپونائٹ کی زیادہ تعداد نے نینو پلیٹلیٹ کی دستیابی میں اضافے کی وجہ سے جذب کے عمل کو تیز کیا۔

ایک مقداری ارتباطی امتحان کے طور پر، محققین نے مٹی کے جذب کے نمونوں کو زیادہ واضح طور پر دیکھنے اور مٹی جذب کرنے کے طریقہ کار کی بہتر تفہیم حاصل کرنے کے لئے کرائیوجینک فیلڈ ایمیشن ا سکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپی کا استعمال کیا۔ پانی میں معلق لیٹیکس مائیکرو اسپیئرز کی کرایو –ایف ای ایس ای ایم تصاویر سے سطح کی ہموار ساخت کا پتہ چلتا ہے، جس میں خالص پانی میں کوئی خاص جذب نہیں ہوتا ہے۔ تاہم، جب مائیکرو اسپیئرز کو پانی کے مٹی کے مرکب میں ڈبو دیا جاتا تھا، تو مٹی کے ذرات مائکرو اسپیئرز سے چپک جاتے تھے اور مٹی کے نینو پلیٹلیٹس کے مطابق پیچ دکھاتے تھے۔

ان پیچوں کے سائز کی تقسیم کے محققین نے 50 اور 25 این ایم کے قریب ایک رینج دکھایا، جو مٹی کے چھوٹے مجموعوں اور انفرادی نینو پلیٹلیٹس کے مساوی تھا۔ محققین نے عام نمک اور پیپٹائزنگ ایجنٹوں جیسے اضافی اشیاء کا استعمال کرتے ہوئے مٹی کے نینو پلیٹلیٹس اور لیٹیکس کے دائرے کے درمیان انٹر پارٹیکل تعاملات کو ایڈجسٹ کرکے جذب کے عمل کو کنٹرول کیا۔ وہ جذب کے عمل میں دو پرکشش قوتوں، بازی اور الیکٹروا سٹیٹک کے کردار کو الگ کرنے کے قابل تھے۔ انہوں نے پایا کہ آپٹیکل ٹوئیزر پر مبنی سنگل کولائیڈ الیکٹروفورسس اور کرائیوجینک فیلڈ ایمیشن اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپی جذب کے عمل کا مطالعہ کرنے کے لیے قابل اعتماد اور تکمیلی پیمائش ہیں۔

آپٹیکل ٹوئیزر پر مبنی سنگل کولائیڈ الیکٹروفورسس کا استعمال ایک ہی ذرہ پر نینو پلیٹلیٹ جذب کی حقیقی وقت سے باخبر رہنے کے قابل بناتا ہے اور ہمیں ایسی معلومات حاصل کرنے کے قابل بناتا ہے جو پہلے دوسری تکنیکوں کے ذریعے حاصل کرنا ناممکن تھا۔ اگرچہ الیکٹران مائکرواسکوپی جذب شدہ ذرات کا تفصیلی نظارہ فراہم کرتی ہے، لیکن یہ جذب حرکیات کو حاصل نہیں کر سکتی۔ رمن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ کے پی ایچ ڈی کے طالب علم اور پرائمری مصنف ویبھو راج سنگھ پرمار نے کہا، ‘‘ہم نے اپنے نتائج کو درست کرنے کے لیے الیکٹران مائکرواسکوپی کا استعمال کیا۔’’

تصویر 1 لیٹیکس مائیکرو اسپیئرز پر مٹی کے نینو پلیٹلیٹس کے جذب کے عمل کو کنٹرول کرنے والے میکانزم کی منظم نمائندگی۔

محققین نے ابتدائی نینو پلیٹلیٹ جذب کرنے والے کلیدی طریقہ کار کے طور پر غیر الیکٹرواسٹیٹک بازی کے تعامل کی نشاندہی کی۔ اعلی مٹی اور آئنک ارتکاز پر الیکٹرواسٹیٹک اسکریننگ نے نینو پلیٹلیٹس، ایگریگیٹس اور جیل نیٹ ورک اسٹرینڈز کے جذب کو تیز کیا۔ یہ نتائج مٹی کے نینو پلیٹلیٹس کے جذب رویے اور مختلف آئنک ماحول میں کولائیڈل سطحوں کے ساتھ ان کے تعامل کے بارے میں قیمتی معلومات فراہم کرتے ہیں۔

پروفیسر رنجینی بندوپادھیائے، سربراہ، آرآر آئی کی ری او ڈی ایل ایس لیب نے کہا، ‘‘ہمارا اگلا مقصد آپٹیکل ٹوئیزر الیکٹروفورسس کو جدید مائیکرو فلائیڈک تکنیکوں کے ساتھ مربوط کرکے اپنی پیمائش کی درستگی کو بڑھانا ہے۔’’  ہم فی الحال ایک ہولوگرافک آپٹیکل ٹوئیزر تیار کر رہے ہیں، جو بیک وقت متعدد موتیوں کو پکڑنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ یہ ہمیں ایک ہی یا مختلف مواد سے بنے موتیوں کے درمیان درمیانے درجے کے چارج ٹرانسفر کی تحقیقات کرنے کے قابل بنائے گا۔

چھوٹے مقامی اور وقتی پیمانوں پر جذب کرنے کی حرکیات کی اس طرح کی سمجھ صنعتوں کو جذب کرنے کے عمل پر خاص طور پر چارج شدہ مواد پر قطعی کنٹرول حاصل کرنے میں مدد کر سکتی ہے۔

***

ش ح۔ ک ا۔ ع ر

(Release ID: 2120867)