انجینئرز گلیسرول، ایک میٹھی الکحل جو کھانسی کے شربت میں استعمال ہوتی ہے، چٹانوں میں ڈرل کرتے ہیں تاکہ چپکنے والے تیل کو باہر نکال سکیں۔ اب، ایک نئی تحقیق نے بے گھر مٹی کے مکینیکل رویے کو کنٹرول کرنے کے لیے ایک نیا طریقہ دریافت کیا ہے جس سے تیل کی وصولی کے عمل کو بہتر طور پر سمجھنے اور مٹی کی نقل و حمل میں مدد مل سکتی ہے۔

مروڑ، انگلیاں اور فریکچر: سائنسدانوں نے بہتی ہوئی مٹی میں دو حیران کن نمونے دریافت کیے

تصویر 1. نیلا نیوٹونین سیال کی نمائندگی کرتا ہے - پانی، جو غیر نیوٹنین مٹی سے بہتا ہے،،پیلے رنگ کی طرف سے نمائندگی

وکسوسٹی ایک سیال کی بہاؤ کے خلاف مزاحمت ہے۔ مثال کے طور پر، شہد تیل سے زیادہ چپچپا ہے، جو پانی سے زیادہ چپچپا ہے۔ جب ایک کم چپچپا سیال، جیسے پانی، ایک محدود جگہ میں مٹی کے سسپنشن کو باہر دھکیلتا ہے، تو پانی دلچسپ ڈیزائن بناتا ہے۔ مٹی کا سسپنشن ایک غیر نیوٹنین سیال ہے، جیسے ٹوتھ پیسٹ اور مایونیز۔ ان کی سطحیں خاموش رہنے پر چوٹیوں کو پکڑ سکتی ہیں۔ اس کے برعکس، نیوٹنین مائعات، جیسے پانی، چپٹی، بے خصوصیت سطحوں کے حامل ہوتے ہیں۔

اگرچہ سائنس دانوں نے پہلے عالمی نمونوں کا مطالعہ کیا ہے جب پانی مٹی کو بے گھر کرتا ہے، مائیکرو اسٹرکچرز اور یہ پیٹرن کیسے بڑھتے ہیں، سائنس اینڈ ٹیکنالوجی ڈیپارٹمنٹ کے ایک خودمختار ادارے، رمن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ کے سائنسدانوں کے موجودہ مطالعے میں روشنی میں آتے ہیں۔

 

ہمیں انگلیوں (شاخوں) کے پھیلاؤ کے نئے طریقوں کا مشاہدہ، یعنی زگ زیگ اور سکیورنگ، خاص طور پر پرجوش معلوم ہوتا ہے۔ ان طریقوں کی ظاہری شکل غیر متوقع تھی اور پچھلے مطالعات میں اس کی کبھی اطلاع نہیں دی گئی تھی آر آر آئی  کی سینئر پروفیسر اور کاغذ پر شریک مصنف رنجینی بندیوپادھیائے کہتی ہیں۔

تصویر 2۔ بائیں طرف مٹی کے ذریعے پانی کی انگلیوں کے زِگ زگ پروجیکشن کی نمائندگی کرتا ہے، جب کہ دائیں انگلیوں کے ترچھے پروجیکشن کو نمایاں کرتا ہے - انگلیوں کے پھیلاؤ کے نئے طریقوں کا مشاہدہ اس تحقیق میں کیا گیا ہے۔

جب پانی بہتے ہوئے مٹی کا سامنا کرتا ہے، تو ان کے انٹرفیس پر ایک 'فلوڈ فلو عدم استحکام' پیدا ہو جاتا ہے، جہاں سیال اپنے معمول کے بہاؤ سے ہٹ جاتا ہے۔آ ٓر آر آئی  میں پی ایچ ڈی کے طالب علم اور مقالے کے سرکردہ مصنف ویبھو راج سنگھ پرمار کہتے ہیں، "جب کہ کچھ حالات میں، عدم استحکام کو دبانا ضروری ہوتا ہے، دوسروں میں، عدم استحکام کی تشکیل کو مائعات کے اختلاط کو آسان بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہےآپ  کو عدم استحکام پر قابو پانے کے لیے عدم استحکام کو سمجھنے کی ضرورت ہے۔

اپنے تجربے کے لیے، سائنسدانوں نے سب سے پہلے مٹی کو تندور میں پکا کر اس سے نمی نکالی۔ اس کے بعد انہوں نے مٹی کو پانی میں ملا کر ایک سسپنشن بنایا۔ انہوں نے ڈائمتھائلفارمامائڈ ٹیٹراسوڈیم پائروفاسفی، این اے سی آئی l، یعنی عام نمک، اور کے سی آئی  جیسے اضافی اجزاء کو پانی میں ملا کر الگ الگ حل بھی بنائے۔ پھر انہوں نے ان میں سے ہر ایک میں مٹی ڈال کر الگ الگ سسپنشن بنائے۔

انہوں نے جو مٹی استعمال کی وہ سکے نما نینو پارٹیکلز پر مشتمل ہے، 1 این ایم  موٹی، جس کا قطر 30 این ایم  ہے۔ ٹی ایس پی پی  جیسے مادوں سے مٹی کی عمر بڑھنے یا ٹوٹنے میں تاخیر ہوتی ہے، جبکہ این اے سی آئی  اور کے سی آئی  تیزی سے فریکچر کا باعث بنتے ہیں۔

 

یہ تجربات ایک بڑے سائیکل پہیے کے سائز کے بارے میں دو شیشے کی پلیٹوں کے درمیان تنگ وقفے کے اندر کیے گئے تھے، جس میں ایک مرکزی سوراخ تھا جس کے ذریعے مٹی اور پانی کو انجکشن کیا جاتا تھا۔ اس ترتیب کو ہیل شا سیل کہتے ہیں۔ راستوں کا ایک خوبصورت شعاعی نمونہ پانی سے بے گھر مٹی کے طور پر مرکز سے پھیلا ہوا ہے۔

جو نمونے بنتے ہیں اس کا انحصار مٹی کی لچک پر ہوتا ہے۔ زیادہ لچکدار ٹھوس مسخ ہونے پر اپنی اصل شکل میں زیادہ آسانی سے واپس آجاتا ہے۔ خالص پانی میں تحلیل شدہ مٹی کے معاملے کے لیے، جب پانی اس میں سے گزرتا ہے، تو نیٹ ورک ٹوٹ پھوٹ سے بڑھتا ہے، جہاں ایک انگلی کی نوک دو الگ الگ انگلیوں میں تقسیم ہوتی ہے۔

تصویر 3. اضافی اشیاء کو شامل کرنا مٹی کی لچک کو متاثر کرتا ہے، جس کی وجہ سے مٹی کو باہر نکالتے وقت پانی مختلف نمونوں کی تخلیق کرتا ہے۔

جب انہوں نے ڈی ایم ایف  اور ٹی ایس پی پی  کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ مٹی کے محلول کے ساتھ تجربہ کو دہرایا، جس صورت میں مٹی کی لچک کم تھی، مٹی کے نمونے میں وہ چینلز جن کے ذریعے مائعات بہہ سکتے ہیں غیر مساوی طور پر تقسیم ہو گئے، جس سے نئے نمونوں کو جنم دیا جیسے سکیورنگ اور زگ زیگنگ۔

جب انہوں نے این ے سی آئی  یا کے سی آئی  کے ساتھ تیار کی گئی مٹی کا استعمال کیا، تو مٹی انتہائی لچکدار ہو گئی اور ٹوٹنے والی چادر میں تبدیل ہو گئی۔ "ان حالات میں، نمونہ واقعی، واقعی ٹھوس جیسا ہے۔ اس لیے جب پانی اس بے ترتیب ٹھوس کے ذریعے پھیلنے کی کوشش کرتا ہے، تو سرے پر بہت زیادہ تناؤ ہوتا ہے۔ لہذا، یہ بالکل ایسے ہی ہے جیسے کسی تیز چیز کو لے کر شیشے کے ٹکڑے سے ٹکرانا،’ بندیوپادھیائے کہتے ہیں۔‘یہ صرف ٹوٹ جائے گا۔

اس طرح، ایدیٹوز کو شامل کرکے، وہ مٹی کی لچک کو تبدیل کرسکتے ہیں اور پیٹرن کو کنٹرول کرسکتے ہیں۔ ان کے مطالعہ میں تیل کی بازیابی اور مادی نقل و حمل جیسے ڈومینز میں درخواستیں ہوسکتی ہیں۔

تیل  کی وصولی کے دوران عدم استحکام کی خواہش نہیں ہوتی۔ جب کسی غیر محفوظ چٹان میں تیل گلیسرول کے ذریعے بے گھر ہو جاتا ہے، تو اس کی آگے بڑھنے والی انگلیاں کارکردگی کو کم کرتی ہیں،’ پرمار کہتے ہیں۔

ش ح ۔ ال ۔ ع ر

UR-6188

(ریلیز آئی ڈی: 2254639) وزیٹر کاؤنٹر : 6