بریک تھرو میٹریل ہیوی واٹر کو کمرے کے درجہ حرارت پر عام پانی سے الگ کرتا ہے۔

غیر محفوظ مواد میں پلٹنے کی کارروائی عام پانی کے گزرنے میں سہولت فراہم کرتی ہے تاکہ اسے بھاری پانی سے الگ کیا جاسکے۔

کیوٹو یونیورسٹی کے انسٹی ٹیوٹ فار سیل میٹریل سائنسز (آئی سی ای ایم ایس)، جاپان کے سوسومو کیتاگاوا اور ساؤتھ چائنا یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی، چین کے چینگ گو کی سربراہی میں ایک تحقیقی گروپ نے ایک ایسا مواد بنایا ہے جو کمرے کے درجہ حرارت پر بھاری پانی کو عام پانی سے مؤثر طریقے سے الگ کر سکتا ہے۔ اب تک یہ عمل بہت مشکل اور توانائی کا حامل رہا ہے۔ نتائج صنعتی - اور یہاں تک کہ حیاتیاتی - عمل کے لئے مضمرات ہیں جن میں ایک ہی مالیکیول کی مختلف شکلوں کا استعمال شامل ہے۔ سائنسدانوں نے جریدے میں اپنے نتائج کی اطلاع دی۔ فطرت، قدرت.

آاسوٹوپولوگس وہ مالیکیول ہوتے ہیں جن کا ایک جیسا کیمیائی فارمولا ہوتا ہے اور جن کے ایٹم ایک جیسے انتظامات میں بانڈ ہوتے ہیں، لیکن کم از کم ان کے ایک ایٹم میں پیرنٹ مالیکیول سے مختلف تعداد میں نیوٹران ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، پانی کا مالیکیول (H₂O) ایک آکسیجن اور دو ہائیڈروجن ایٹموں سے بنتا ہے۔ ہائیڈروجن ایٹموں میں سے ہر ایک کے نیوکلئس میں ایک پروٹون ہوتا ہے اور کوئی نیوٹران نہیں ہوتا۔ بھاری پانی میں (D₂O)، دوسری طرف، ڈیوٹیریم (D) ایٹم ہائیڈروجن آاسوٹوپس ہیں جن کے مرکزے میں ایک پروٹون اور ایک نیوٹران ہوتا ہے۔ بھاری پانی جوہری ری ایکٹر، طبی امیجنگ، اور حیاتیاتی تحقیقات میں استعمال ہوتا ہے۔

مادوں کے سائنسدان چینگ گو کی وضاحت کرتے ہوئے، "پانی کے آئسوٹوولوگس کو الگ کرنا سب سے مشکل ہے کیونکہ ان کی خصوصیات بہت ملتی جلتی ہیں۔" "ہمارے کام نے ادسورپشن علیحدگی کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے پانی کے آئسوٹوولوگس کو الگ کرنے کے لئے ایک بے مثال طریقہ کار فراہم کیا۔"

گو اور کیمیا دان سوسومو کیتاگاوا نے ساتھیوں کے ساتھ مل کر اپنی علیحدگی کی تکنیک کو تانبے پر مبنی غیر محفوظ کوآرڈینیشن پولیمر (PCP) پر بنایا۔ PCPs غیر محفوظ کرسٹل مواد ہیں جو دھاتی نوڈس سے بنے ہیں جو نامیاتی لنکرز کے ذریعہ جڑے ہوئے ہیں۔ ٹیم نے مختلف قسم کے لنکرز کے ساتھ بنائے گئے دو پی سی پیز کا تجربہ کیا۔

جو چیز ان کے پی سی پیز کو آئسوٹوولوگ علیحدگی کے لیے خاص طور پر اہم بناتی ہے وہ یہ ہے کہ اعتدال سے گرم ہونے پر لنکرز پلٹ جاتے ہیں۔ یہ پلٹنے والی کارروائی ایک گیٹ کی طرح کام کرتی ہے، جس سے مالیکیول PCP میں ایک 'پنجرے' سے دوسرے میں منتقل ہوتے ہیں۔ جب مواد کو ٹھنڈا کیا جاتا ہے تو نقل و حرکت مسدود ہوجاتی ہے۔

جب سائنس دانوں نے اپنے 'فلپ فلاپ ڈائنامک کرسٹل' کو بخارات میں عام، بھاری اور نیم بھاری پانی کے مرکب سے روشناس کرایا اور پھر اسے تھوڑا سا گرم کیا، تو انہوں نے عام پانی کو دوسرے دو آئسوٹوولوگس کے مقابلے میں زیادہ تیزی سے جذب کیا۔ اہم بات یہ ہے کہ یہ عمل کمرے کے درجہ حرارت کی حدود میں ہوا۔

کیتاگاوا کا کہنا ہے کہ "ہمارے کام میں پانی کے آاسوٹوپولوگس کی جذب کرنے والی علیحدگی روایتی طریقوں سے کافی حد تک بہتر ہے جس کی وجہ کمرے کے درجہ حرارت کے عمل میں بہت زیادہ انتخاب ہے۔" "ہم پر امید ہیں کہ ہمارے کام کے ذریعے رہنمائی کرنے والے نئے مواد کو دوسرے آاسوٹوپولوگس کو الگ کرنے کے لیے تیار کیا جائے گا۔"

حوالہ: یان سو، کین آئیچی اوٹیک، جیا جیا ژینگ، ساتوشی ہوریک، سوسومو کیتاگاوا اور چینگ گو، 9 نومبر، کے ذریعے "ڈفیوژن-ریگولیٹری غیر محفوظ مواد کا استعمال کرتے ہوئے پانی کے آئسوٹوولوجز کو الگ کرنا" فطرت، قدرت.
DOI: 10.1038 / S41586-022-05310-Y