سائنسدانوں نے مصنوعی رال سے مصنوعی لکڑی تیار کی ہے جو قدرتی لکڑی کی نقل کرتے ہوئے کثیر استعمال کے لیے بہتر خصوصیات کو ظاہر کرتی ہے۔
لکڑی ایک ہے۔ نامیاتی ریشے دار ٹشو درختوں، جھاڑیوں اور جھاڑیوں میں پائے جاتے ہیں۔ لکڑی کو سب سے زیادہ مفید اور شاید سب سے زیادہ ورسٹائل مواد کہا جا سکتا ہے۔ سیارے زمین یہ ہزاروں سالوں سے متعدد مقاصد کے لیے استعمال ہوتا رہا ہے اور اس کی کم کثافت اور اعلیٰ طاقت کی وجہ سے بہت زیادہ ذکر کیا جاتا ہے۔ لکڑی کا منفرد انیسوٹروپک سیلولر ڈھانچہ (یعنی مختلف سمتوں میں مختلف خصوصیات) اسے حیرت انگیز مکینیکل خصوصیات فراہم کرتا ہے اور ساتھ ہی اسے مضبوط، سخت لیکن پھر بھی ہلکا اور لچکدار بناتا ہے۔ لکڑی میں اعلی دبانے والی طاقت اور کم تناؤ کی طاقت ہوتی ہے۔ لکڑی ماحول دوست، انتہائی مضبوط، پائیدار اور دیرپا ہے اور اسے کاغذ بنانے سے لے کر گھر بنانے تک کسی بھی چیز کی تعمیر کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
قدرت نے ہمیں پہلے ہی لکڑی جیسا حیرت انگیز مواد فراہم کیا ہے۔ اس کے باوجود ہمارے لیے اعلیٰ کارکردگی والے بائیو میمیٹک انجینئرنگ مواد کو ڈیزائن اور تیار کرنے کے لیے ہمیشہ فطرت کے گرد گھومتا ہوا ایک الہام ہوتا ہے، جو فطرت میں پہلے سے موجود بائیو میٹریلز کی حیرت انگیز خصوصیات کی 'نقل' کر سکتے ہیں۔ لکڑی کی انفرادیت کم کثافت اور اعلی طاقت کے ساتھ اس کے انیسوٹروپک سیلولر ڈھانچے سے آتی ہے۔ ماضی قریب میں سائنسدانوں نے اس تصور کو مدنظر رکھتے ہوئے مواد کو ڈیزائن کرنے کی کوشش کی ہے تاکہ لکڑی کی اعلیٰ طاقت اور ہلکا پھلکا ہونے کی خصوصیات کو نقل کیا جا سکے۔ تاہم، زیادہ تر تحقیق کے غیر تسلی بخش نتائج سامنے آئے ہیں کیونکہ ڈیزائن کردہ مواد کسی نہ کسی خامی کا شکار تھا۔ انجینئرز کے لیے تعمیر کرنا اب بھی ایک بڑا چیلنج ہے۔ مصنوعی لکڑی کی طرح مواد. یہ بہت زیادہ اہمیت کا حامل ہے کیونکہ قدرتی لکڑی کو اگانے میں کئی دہائیاں لگتی ہیں اور قدرتی لکڑی سے ملتا جلتا مواد بنانے کے لیے وقت اور کارکردگی ایک مضبوط معیار ہے۔
بایو انسپائرڈ لکڑی
چین کی یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹکنالوجی کے محققین نے بائیو انسپائرڈ مصنوعی پولیمیرک بنانے کے لیے ایک نئی حکمت عملی وضع کی ہے۔ لکڑی بڑے پیمانے پر. اس مصنوعی مواد میں لکڑی کی طرح سیلولر مائیکرو اسٹرکچر ہے، مائیکرو اسٹرکچرز میں اچھی کنٹرولیبلٹی ہے اور یہ قدرتی لکڑی کی میکانکی خصوصیات کے مشابہ ہلکا پھلکا اور اعلی طاقت جیسی خصوصیات کا مظاہرہ کرے گی۔ محققین کا کہنا ہے کہ یہ نیا مواد قدرتی لکڑی کی طرح مضبوط ہے جیسا کہ آج تک تحقیق کی گئی دیگر انجینئرڈ لکڑیوں کے برعکس۔
فطرت میں پائی جانے والی لکڑی میں لگنن نامی قدرتی پولیمر ہوتا ہے جو لکڑی کو مضبوط بنانے کا ذمہ دار ہوتا ہے۔ لگنن اعلی طاقت پیدا کرنے کے لیے سیلولوز کے چھوٹے کرسٹلائٹس کو ایک میش نما ڈھانچے میں جوڑتا ہے۔ محققین نے ریزول نامی مصنوعی پولیمر کا استعمال کرتے ہوئے لگنن کی نقل تیار کرنے کا سوچا جس میں ایک جیسی خصوصیات ہیں۔ انہوں نے کامیابی کے ساتھ روایتی طور پر دستیاب ریزولز (فینولک رال اور میلامین رال) کو تبدیل کیا۔ مصنوعی لکڑی مواد کی طرح. یہ تبدیلی پہلے پولیمر ریزول کی خود اسمبلی خصوصیات کو استعمال کرکے اور پھر تھیموکیورنگ کے ذریعے حاصل کی گئی۔ خود اسمبلی کے حصول کے لیے، مائع تھرموسٹیٹ رالوں کو یک طرفہ طور پر منجمد کیا گیا، پھر 200 ڈگری سیلسیس سے زیادہ درجہ حرارت پر ٹھیک کیا گیا (کراس سے منسلک یا پولیمرائزڈ)۔ تیار کردہ انجینئرڈ لکڑی ایک سیل کی طرح کی ساخت کو اپناتی ہے جو قدرتی لکڑی سے ملتے جلتے ہیں۔ اس کے بعد، تھرموکیورنگ - ریزول میں درجہ حرارت کی حوصلہ افزائی کیمیکل تبدیلی (یہاں، پولیمرائزیشن) پر مشتمل ایک عمل - مصنوعی پولیمرک لکڑی تیار کرنے کے لیے انجام دیا گیا۔ اس طرح کے مواد کے تاکنا سائز اور دیوار کی موٹائی کو دستی طور پر کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ صرف یہی نہیں، ریزول بنانے والے کرسٹلائٹس کو بھی لکڑی کی قسم کی ضرورت کے مطابق تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ ریزول کو ایک ساتھ رکھنے والے کرسٹلائٹس کو شامل کرکے یا تبدیل کرکے رنگ کو بھی تبدیل کیا جاسکتا ہے۔ جب اس انجنیئرڈ لکڑی کو کمپریس کیا جاتا ہے، تو یہ اپنے قدرتی ہم منصب کی طرح مزاحمت کا مظاہرہ کرتا ہے۔ مطالعہ میں بیان کردہ نقطہ نظر کو مصنوعی لکڑی کی تیاری کے لیے سبز نقطہ نظر بھی کہا جا سکتا ہے جس میں سیلولوز نانوفائبرز اور گرافین آکسائیڈ جیسے نینو میٹریلز کا کمپوسٹ استعمال کیا جا سکتا ہے۔
دلچسپ بات یہ ہے کہ انجنیئر شدہ مصنوعی لکڑی قدرتی لکڑی کے مقابلے پانی اور تیزاب کے خلاف بہتر سنکنرن مزاحمت دکھاتی ہے جبکہ یہ خیال کرتے ہوئے کہ اس کی میکانکی خصوصیات میں کوئی کمی نہیں آئی۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ مصنوعی لکڑی موسم کے شدید واقعات کا مقابلہ کر سکتی ہے اور تحفظ فراہم کرنے میں اسے بہتر بنایا جائے گا۔ یہ بہتر تھرمل موصلیت اور آگ کے خلاف بہتر مزاحمت کو بھی ظاہر کرتا ہے اور قدرتی لکڑی کی طرح آسانی سے آگ نہیں پکڑتا کیونکہ ریزول آگ ریٹارڈنٹ ہے۔ یہ مینوفیکچرنگ اور تعمیرات خاص طور پر رہائشی عمارتوں جیسے شعبوں کے لیے ایک اعزاز ثابت ہو سکتا ہے جو قدرتی لکڑی کے استعمال سے تعمیر ہونے پر آگ پکڑتی ہیں۔ یہ مواد سخت اور سخت ماحول کے لیے مثالی طور پر موزوں ہے کیونکہ قدرتی لکڑی کے مقابلے میں یہ کافی بڑھا ہوا ہے۔ طاقت اور تھرمل موصلیت کی خصوصیات کے حوالے سے سیلولر سیرامکس اور ایروجیلز جیسے معیاری انجینئرنگ مواد کے مقابلے میں یہ منفرد ہے۔ یہ اپنی زیادہ طاقت کی وجہ سے پلاسٹک کی لکڑی کے زیادہ تر مرکبات سے بھی زیادہ موثر ہے۔ انجینئرڈ لکڑی میں کافی خصوصیات ہیں جو اسے زیادہ موثر بناتی ہیں۔
میں شائع ہونے والی اس تحقیق میں بیان کردہ ناول کی حکمت عملی سائنس ایڈوانسز اعلی کارکردگی والے بائیو میمیٹک انجینئرنگ کمپوزٹ میٹریل کی مختلف قسم کے سازوسامان اور انجینئرنگ کی نئی راہیں فراہم کرتا ہے جس کا ان کے روایتی ہم منصبوں پر کچھ خاص فائدہ ہوگا۔ اس طرح کے ناول مواد کے بہت سے شعبوں میں وسیع اطلاقات ہوسکتے ہیں۔
***
{آپ اصل تحقیقی مقالے کو ذیل میں دیے گئے DOI لنک پر کلک کر کے پڑھ سکتے ہیں جو حوالہ دیئے گئے ماخذ کی فہرست میں ہے}
ذرائع)
Zhi-Long Y at al. 2018 بایو انسپائرڈ پولیمرک ووڈس۔ سائنس ایڈوانسز. 4(8)۔
https://doi.org/10.1126/sciadv.aat7223
***
