محققین نے حال ہی میں ایک نیا طریقہ وضع کیا ہے تاکہ یہ جانچا جا سکے کہ سرفیکٹنٹ یا صابن کے مالیکیولز پر مشتمل کیڑے نما مائیکلر سیال کسی متحرک شے کی سطح کے قریب کس طرح برتاؤ کرتے ہیں۔

یہ نظام تیل کے شعبے اور کاسمیٹکس کی صنعتوں میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، اس لیے پانی میں سرفیکٹنٹس کے لچکدار، چھڑی نما فوق المالیکیولی مجموعوں پر مشتمل ایسے سیالوں کا مطالعہ متعلقہ صنعتوں کے لیے نہایت مفید ثابت ہو سکتا ہے۔

تصور کریں کہ کسی شے کو نیوٹونی نوعیت کے سادہ سیال—جیسے پانی یا کھانا پکانے کے تیل—میں گرایا جائے۔ ابتدا میں شے کی رفتار بڑھتی ہے اور پھر ایک مستقل رفتار اختیار کر لیتی ہے جسے آخری رفتار کہا جاتا ہے، کیونکہ کششِ ثقل سے پیدا ہونے والی قوت سیال کی مزاحمتی قوت کے ساتھ توازن میں آ جاتی ہے۔ گرتی ہوئی بارش کی بوندیں بھی زمین تک پہنچنے سے پہلے ہوا کی مزاحمت کے باعث اسی آخری رفتار تک پہنچ جاتی ہیں۔

لیکن پولیمر محلول، جیل یا شیمپو جیسے سیال—جنہیں تکنیکی طور پر غیر نیوٹونی سیال کہا جاتا ہے—میں حرکت کرنے والی کوئی شے اکثر آخری رفتار حاصل نہیں کر پاتی اور وقت کے ساتھ پیچیدہ قسم کی تبدیلیاں پیدا کرتی ہے، جنہیں عام اصطلاح میں افراتفری پر مبنی حرکت کہا جاتا ہے۔ یہ اس لیے ہوتا ہے کہ حرکت کرتی ہوئی شے سے پیدا ہونے والی قوت کے زیرِ اثر سیال کے اندر مقامی ڈھانچے مسلسل بنتے اور ٹوٹتے رہتے ہیں۔ عمومی نظریاتی طریقوں کے ذریعے اس پیچیدہ حرکت کی وضاحت کرنا ایک بڑا چیلنج ہے، اور سائنس دان اس میکانزم کو سمجھنے کے لیے مختلف طریقوں پر کام کر رہے ہیں۔

اس خفیہ اندرونی دنیا کا مشاہدہ کرنے کے لیے، حکومتِ ہند کے محکمۂ سائنس و ٹیکنالوجی کے تعاون سے چلنے والے خود مختار ادارے رمن تحقیقاتی ادارہ (آر آر آئی) کے محققین نے ایک بہاؤ ناپنے والے آلے (ریومیٹر) کے اندر خصوصی ساز و سامان تیار کیا۔ اس ترتیب میں دو سلنڈروں کے درمیان سیال کو رکھا گیا جبکہ ایک باریک سوئی نما تحقیقات اس میں حرکت کرتی تھی۔

اس انتظام نے محققین کو اس قابل بنایا کہ وہ سیال کے برتاؤ کو سمجھ سکیں، تحقیقات پر عمل کرنے والی قوتوں کی پیمائش کر سکیں، اور ساتھ ہی جائے وقوعہ پر نوری مشاہداتی تصویربندی کے ذریعے مقامی سیال ڈھانچوں اور رفتار کے نمونوں کا مشاہدہ کر سکیں۔

اس سیٹ اپ نے انہیں یہ دیکھنے کی اجازت دی کہ سیال کس طرح برتاؤ کرتا ہے اور محسوس کرتا ہے اور تحقیقات پر کام کرنے والی قوتوں کی پیمائش کرتا ہے اور ساتھ ہی مزید خوردبین بصیرت کے لیے ان سیٹو آپٹیکل امیجنگ کا استعمال کرتے ہوئے مقامی سیال ڈھانچے اور رفتار کے شعبوں کا تصور کرتا ہے ۔

شکل 1: ڈبلیو ایم ایف کے اندر پیدا ہونے والی قوتوں کا مطالعہ کرنے کے لیے تشکیل دیا گیا تجرباتی سیٹ اَپ

ٹیم نے مشاہدہ کیا کہ کم رفتار پر حرکت کرنے والی باریک تحقیقات پر عمل کرنے والی قوت وقت کے ساتھ تقریباً مستقل رہتی ہے، اور یوں نظام کا ردِ عمل نیوٹونی سیال (جیسے پانی) کے مشابہ دکھائی دیتا ہے۔ تاہم، جب رفتار ایک مخصوص حد سے تجاوز کرتی ہے تو قوت کا تاثر بار بار ہونے والے سست تدریجی اضافے اور اس کے فوراً بعد اچانک کمی پر مشتمل چکروں کی صورت اختیار کر لیتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک مخصوص کٹاؤ دار ’’ساٹوتھ‘‘ نمونہ ابھرتا ہے۔

مقامی سیال کی ساخت اور رفتار کے میدان کا مشاہدہ کرنے کے لیے تیز رفتار نوری تصویربندی کا استعمال کرتے ہوئے محققین نے دریافت کیا کہ قوت میں اضافے کے مرحلے کے دوران سیال ایک دم نما ساخت — جسے ویک کہا جاتا ہے — تشکیل دیتا ہے، جو قوت میں اچانک کمی کے لمحے تحقیقات سے تیزی سے الگ ہو جاتا ہے۔ قوت کا یہ رویّہ بنیادی طور پر ایک لچکدار ربڑ بینڈ کے آہستہ آہستہ کھنچنے اور پھر اچانک چھوٹ جانے کے عمل سے مشابہ ہے۔

شکل 2: زیادہ رفتار پر قوت، ساٹوتھ طرز کا پیٹرن ظاہر کرتی ہے

اس تحقیق کے مرکزی مصنف اور آر آر آئی کے پی ایچ ڈی اسکالر، ابھیشیک گھڈائی نے کہا،
"ہمارے تیار کردہ خصوصی تجرباتی سیٹ اَپ کا ڈیزائن پیچیدہ مواد میں تحقیقات کی حرکت کے تناظر میں مختلف پہلوؤں کو ناپنے، سمجھنے اور نمایاں کرنے کے لیے غیر معمولی لچک اور سہولت فراہم کرتا ہے۔"

یہ منفرد مشاہدہ، جو جریدہ جے۔ رھیالوجی میں شائع ہوا، غیر نیوٹونی سیالوں کی روایتی کُلّی مکینیکی پیمائش سے واضح نہیں کیا جا سکتا۔ یہ نتیجہ اس امر کو مزید نمایاں کرتا ہے کہ ان سیالوں میں حرکت کرتی تحقیقات پر اثرانداز ہونے والے مقامی ڈھانچوں اور حرکیات کو سمجھنا کس قدر ضروری ہے۔

اس منصوبے کے سربراہ اور آر آر آئی کے فیکلٹی رکن، پروفیسر سیانتن مجومدار نے کہا،
"ہمارا مطالعہ اس بات کی اہمیت اجاگر کرتا ہے کہ مختلف طویلائی پیمانوں پر مواد کی میکانکس کو سمجھنا، پیچیدہ مواد کی بنیادی سائنس اور عملی اطلاق دونوں کے لیے نہایت ضروری ہے۔"

محققین کا کہنا ہے کہ مختلف حجم کی تحقیقات کی حرکت کے تناظر میں مختلف اقسام کے نظاموں کا مطالعہ مستقبل میں سائنس اور ٹیکنالوجی کے متعدد اہم پہلوؤں کی نئی تفہیم کے لیے ایک پرکشش راستہ فراہم کرے گا۔

اشاعت کا لنک: 10.1122/8.0000939

***

UR-1622

(ش ح۔اس ک  )

(Release ID: 2192716) Visitor Counter : 4