ڌاتو جي مرڪبن جو انفراريڊ شعاعن کي جذب ڪرڻ جو اصول ڇا آهي ۽ ان جا اثر انداز ٿيندڙ عنصر ڪهڙا آهن؟
ڌاتو مرڪب، جن ۾ نادر زمين جا مرڪب شامل آهن، انفراريڊ جذب ۾ اهم ڪردار ادا ڪن ٿا. نادر ڌاتو ۽ نادر زمين جي مرڪب ۾ اڳواڻ جي حيثيت سان،اربن مائنز ٽيڪ ڪمپني لميٽيڊ. دنيا جي تقريبن 1/8 گراهڪن کي انفراريڊ جذب ڪرڻ جي خدمت ڪري ٿو. هن معاملي تي اسان جي گراهڪن جي ٽيڪنيڪل سوالن کي حل ڪرڻ لاءِ، اسان جي ڪمپني جي ريسرچ اينڊ ڊولپمينٽ سينٽر جواب مهيا ڪرڻ لاءِ هي مضمون مرتب ڪيو آهي.
1. ڌاتو مرڪبن پاران انفراريڊ جذب جا اصول ۽ خاصيتون
ڌاتو مرڪبن پاران انفراريڊ جذب جو اصول بنيادي طور تي انهن جي ماليڪيولر ڍانچي ۽ ڪيميائي بانڊن جي وائبريشن تي ٻڌل آهي. انفراريڊ اسپيڪٽروسڪوپي انٽراموليڪيولر وائبريشن ۽ گردش توانائي جي سطحن جي منتقلي کي ماپڻ سان ماليڪيولر ڍانچي جو مطالعو ڪري ٿي. ڌاتو مرڪبن ۾ ڪيميائي بانڊن جي وائبريشن انفراريڊ جذب جو سبب بڻجندي، خاص طور تي ڌاتو-نامياتي مرڪبن ۾ ڌاتو-نامياتي بانڊ، ڪيترن ئي غير نامياتي بانڊن جي وائبريشن، ۽ ڪرسٽل فريم وائبريشن، جيڪي انفراريڊ اسپيڪٽرم جي مختلف علائقن ۾ ظاهر ٿيندا.
انفراريڊ اسپيڪٽرا ۾ مختلف ڌاتو مرڪبن جي ڪارڪردگي:
(1). ايم ايڪسين مواد: ايم ايڪسين هڪ ٻه طرفي منتقلي ڌاتو-ڪاربن/نائٽروجن مرڪب آهي جنهن ۾ امير جزا، ڌاتو چالکائي، هڪ وڏو مخصوص مٿاڇري وارو علائقو، ۽ هڪ فعال مٿاڇري آهي. ان ۾ ويجھي-انفرارڊ ۽ وچ-/دور-انفرارڊ بينڊن ۾ مختلف انفراريڊ جذب جي شرحون آهن ۽ تازن سالن ۾ انفراريڊ ڪيموفلاج، فوٽوٿرمل ڪنورشن، ۽ ٻين شعبن ۾ وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويو آهي.
(2). ٽامي جا مرڪب: فاسفورس تي مشتمل ٽامي جا مرڪب انفراريڊ جاذبن ۾ سٺي ڪارڪردگي ڏيکارين ٿا، الٽراوائليٽ شعاعن جي ڪري ٿيندڙ ڪاري ٿيڻ جي رجحان کي مؤثر طريقي سان روڪين ٿا ۽ شاندار نظر ايندڙ روشني جي منتقلي ۽ انفراريڊ جذب جي خاصيتن کي ڊگهي عرصي تائين مستحڪم طور تي برقرار رکن ٿا.
عملي استعمال جا ڪيس
(1). انفراريڊ ڪيموفلاج: MXene مواد وڏي پيماني تي انفراريڊ ڪيموفلاج ۾ استعمال ٿيندا آهن ڇاڪاڻ ته انهن جي بهترين انفراريڊ جذب ڪرڻ جي خاصيتن جي ڪري. اهي مؤثر طريقي سان ٽارگيٽ جي انفراريڊ خاصيتن کي گهٽائي سگهن ٿا ۽ لڪائڻ کي بهتر بڻائي سگهن ٿا.2.
(2).فوٽوٿرمل ڪنورشن: ايم ايڪسين مواد ۾ وچ/دور انفراريڊ بينڊز ۾ گهٽ اخراج خاصيتون آهن، جيڪي فوٽوٿرمل ڪنورشن ايپليڪيشنن لاءِ موزون آهن ۽ روشني توانائي کي موثر طريقي سان گرمي توانائي2 ۾ تبديل ڪري سگهن ٿيون.
(3). ونڊو مواد: انفراريڊ جاذب تي مشتمل رال مرکبات ونڊو مواد ۾ انفراريڊ شعاعن کي مؤثر طريقي سان روڪڻ ۽ توانائي جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائڻ لاءِ استعمال ڪيا ويندا آهن 3.
اهي ايپليڪيشن ڪيس انفراريڊ جذب ۾ ڌاتو مرڪبن جي تنوع ۽ عمليت کي ظاهر ڪن ٿا، خاص طور تي جديد سائنس ۽ صنعت ۾ انهن جو اهم ڪردار.
2. ڪهڙا ڌاتو مرڪب انفراريڊ شعاعن کي جذب ڪري سگهن ٿا؟
ڌاتو مرڪب جيڪي انفراريڊ شعاعن کي جذب ڪري سگهن ٿا انهن ۾ شامل آهناينٽيموني ٽين آڪسائيڊ (ATO), انڊيم ٽين آڪسائيڊ (ITO)، ايلومينيم زنڪ آڪسائيڊ (AZO)، ٽنگسٽن ٽرائي آڪسائيڊ (WO3)، آئرن ٽيٽرو آڪسائيڊ (Fe3O4) ۽ اسٽرونٽيم ٽائيٽينيٽ (SrTiO3).
2.1 ڌاتو مرڪبن جي انفراريڊ جذب خاصيتون
اينٽيموني ٽين آڪسائيڊ (ATO): اهو 1500 nm کان وڌيڪ موج جي ڊيگهه سان ويجهي انفراريڊ روشني کي بچائي سگهي ٿو، پر 1500 nm کان گهٽ موج جي ڊيگهه سان الٽراوائليٽ روشني ۽ انفراريڊ روشني کي نٿو بچائي سگهي.
انڊيم ٽين آڪسائيڊ (ITO): ATO وانگر، ان ۾ ويجھي انفراريڊ روشني کي بچائڻ جو اثر آهي.
زنڪ ايلومينيم آڪسائيڊ (AZO): ان ۾ ويجھي انفراريڊ روشني کي بچائڻ جو ڪم پڻ آهي.
ٽنگسٽن ٽرائي آڪسائيڊ (WO3): ان ۾ مقامي سطح تي پلازمون گونج اثر ۽ ننڍڙو پولارون جذب ڪرڻ جو طريقو آهي، 780-2500 nm جي موج سان انفراريڊ شعاعن کي بچائي سگهي ٿو، ۽ غير زهر ۽ سستو آهي.
Fe3O4: ان ۾ سٺي انفراريڊ جذب ۽ حرارتي ردعمل جون خاصيتون آهن ۽ اڪثر انفراريڊ سينسرز ۽ ڊيٽيڪٽرز ۾ استعمال ٿينديون آهن.
اسٽرونٽيم ٽائيٽينيٽ (SrTiO3): بهترين انفراريڊ جذب ۽ آپٽيڪل خاصيتون آهن، جيڪي انفراريڊ سينسرز ۽ ڊيٽيڪٽرز لاءِ موزون آهن.
اربيم فلورائيڊ (ErF3): هڪ ناياب زميني مرڪب آهي جيڪو انفراريڊ شعاعن کي جذب ڪري سگهي ٿو. اربيم فلورائيڊ ۾ گلابي رنگ جا ڪرسٽل، پگھلڻ جو نقطو 1350°C، ٽهڪندڙ نقطو 2200°C، ۽ کثافت 7.814g/cm³ آهي. اهو خاص طور تي آپٽيڪل ڪوٽنگ، فائبر ڊوپنگ، ليزر ڪرسٽل، سنگل ڪرسٽل خام مال، ليزر ايمپليفائر، ڪيٽالسٽ اضافو، ۽ ٻين شعبن ۾ استعمال ٿيندو آهي.
2.2 انفراريڊ جذب ڪندڙ مواد ۾ ڌاتو مرڪبن جو استعمال
اهي ڌاتو مرڪب وڏي پيماني تي انفراريڊ جذب ڪندڙ مواد ۾ استعمال ٿيندا آهن. مثال طور، ATO، ITO، ۽ AZO اڪثر شفاف ڪنڊڪٽو، اينٽي اسٽيٽڪ، ريڊيئيشن پروٽيڪشن ڪوٽنگز ۽ شفاف اليڪٽروڊس ۾ استعمال ٿيندا آهن؛ WO3 پنهنجي بهترين ويجھي انفراريڊ شيلڊنگ ڪارڪردگي ۽ غير زهريلي خاصيتن جي ڪري مختلف گرمي موصليت، جذب ۽ عڪاسي ڪندڙ انفراريڊ مواد ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿيندو آهي. اهي ڌاتو مرڪب پنهنجي منفرد انفراريڊ جذب ڪندڙ خاصيتن جي ڪري انفراريڊ ٽيڪنالاجي جي ميدان ۾ اهم ڪردار ادا ڪن ٿا.
2.3 ڪهڙا ناياب زميني مرڪب انفراريڊ شعاعن کي جذب ڪري سگهن ٿا؟
ناياب زميني عنصرن مان، لينٿينم هيڪسابورائيڊ ۽ نانو سائيز لينٿينم بورائيڊ انفراريڊ شعاعن کي جذب ڪري سگهن ٿا.لينٿنم هيڪسابورائيڊ (LaB6)هڪ مواد آهي جيڪو وڏي پيماني تي ريڊار، ايرو اسپيس، اليڪٽرانڪس انڊسٽري، اوزار سازي، طبي سامان، گھر جي سامان جي ڌاتو، ماحولياتي تحفظ، ۽ ٻين شعبن ۾ استعمال ٿيندو آهي. خاص طور تي، لينٿنم هيڪسابورائيڊ سنگل ڪرسٽل هڪ مواد آهي جيڪو اعليٰ طاقت وارا اليڪٽران ٽيوب، ميگنيٽرون، اليڪٽران بيم، آئن بيم، ۽ ايڪسيليٽر ڪيٿوڊ ٺاهڻ لاءِ آهي.
ان کان علاوه، نانو-اسڪيل لينٿنم بورائڊ ۾ انفراريڊ شعاعن کي جذب ڪرڻ جي ملڪيت پڻ آهي. اهو پوليٿيلين فلم شيٽ جي مٿاڇري تي ڪوٽنگ ۾ استعمال ڪيو ويندو آهي ته جيئن سج جي روشني کان انفراريڊ شعاعن کي روڪي سگهجي. انفراريڊ شعاعن کي جذب ڪرڻ دوران، نانو-اسڪيل لينٿنم بورائڊ تمام گهڻي نظر ايندڙ روشني جذب نه ڪندو آهي. هي مواد گرم موسمن ۾ ونڊو شيشي ۾ داخل ٿيڻ کان انفراريڊ شعاعن کي روڪي سگهي ٿو، ۽ ٿڌي موسمن ۾ روشني ۽ گرمي توانائي کي وڌيڪ اثرائتي طريقي سان استعمال ڪري سگهي ٿو.
ناياب زمين جا عنصر ڪيترن ئي شعبن ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿيندا آهن، جن ۾ فوجي، ايٽمي توانائي، اعليٰ ٽيڪنالاجي، ۽ روزاني استعمال جون شيون شامل آهن. مثال طور، لينٿنم هٿيارن ۽ سامان ۾ مصر جي حڪمت عملي جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي، گڊولينيم ۽ ان جا آئسوٽوپس ايٽمي توانائي جي ميدان ۾ نيوٽران جاذب طور استعمال ڪيا ويندا آهن، ۽ سيريم کي الٽراوائليٽ ۽ انفراريڊ شعاعن کي جذب ڪرڻ لاءِ شيشي جي اضافي طور استعمال ڪيو ويندو آهي.
سيريم، شيشي جي اضافي جي طور تي، الٽراوائلٽ ۽ انفراريڊ شعاعن کي جذب ڪري سگهي ٿو ۽ هاڻي آٽو موبائيل شيشي ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿئي ٿو. اهو نه رڳو الٽراوائلٽ شعاعن کان بچائيندو آهي پر ڪار جي اندر گرمي پد کي به گهٽائيندو آهي، ان ڪري ايئر ڪنڊيشننگ لاءِ بجلي بچائيندو آهي. 1997 کان وٺي، جاپاني آٽو موبائيل شيشي ۾ سيريم آڪسائيڊ شامل ڪيو ويو آهي، ۽ اهو 1996 ۾ آٽو موبائيل ۾ استعمال ڪيو ويو.
3. ڌاتو مرڪبن پاران انفراريڊ جذب جا خاصيتون ۽ متاثر ڪندڙ عنصر
3.1 ڌاتو مرڪبن پاران انفراريڊ جذب جي خاصيتن ۽ اثر انداز ٿيندڙ عنصرن ۾ بنيادي طور تي هيٺيان پهلو شامل آهن:
جذب جي شرح جي حد: ڌاتو جي مرڪبن جي انفراريڊ شعاعن جي جذب جي شرح ڌاتو جي قسم، مٿاڇري جي حالت، گرمي پد، ۽ انفراريڊ شعاعن جي موج جي ڊيگهه جهڙن عنصرن تي منحصر ڪري ٿي. عام ڌاتو جهڙوڪ ايلومينيم، ٽامي ۽ لوهه ۾ عام طور تي ڪمري جي حرارت تي انفراريڊ شعاعن جي جذب جي شرح 10٪ ۽ 50٪ جي وچ ۾ هوندي آهي. مثال طور، ڪمري جي حرارت تي خالص ايلومينيم جي مٿاڇري جي انفراريڊ شعاعن جي جذب جي شرح تقريباً 12٪ آهي، جڏهن ته ڪچي ٽامي جي مٿاڇري جي جذب جي شرح تقريباً 40٪ تائين پهچي سگهي ٿي.
3.2 ڌاتو مرڪبن پاران انفراريڊ جذب جا خاصيتون ۽ متاثر ڪندڙ عنصر:
ڌاتو جا قسم: مختلف ڌاتو مختلف ايٽمي جوڙجڪ ۽ اليڪٽران ترتيبون رکن ٿا، جنهن جي نتيجي ۾ انفراريڊ شعاعن لاءِ انهن جي مختلف جذب ڪرڻ جي صلاحيت هوندي آهي.
مٿاڇري جي حالت: ڌاتو جي مٿاڇري جي خرابي، آڪسائيڊ پرت، يا ڪوٽنگ جذب جي شرح کي متاثر ڪندي.
گرمي پد: گرمي پد ۾ تبديليون ڌاتو جي اندر اليڪٽرانڪ حالت کي تبديل ڪنديون، ان ڪري انفراريڊ شعاعن جي جذب کي متاثر ڪنديون.
انفراريڊ طول موج: انفراريڊ شعاعن جي مختلف طول موج ۾ ڌاتو لاءِ مختلف جذب ڪرڻ جون صلاحيتون هونديون آهن.
مخصوص حالتن هيٺ تبديليون: ڪجهه مخصوص حالتن هيٺ، ڌاتو پاران انفراريڊ شعاعن جي جذب جي شرح ۾ خاص طور تي تبديلي اچي سگهي ٿي. مثال طور، جڏهن ڌاتو جي مٿاڇري کي خاص مواد جي پرت سان ڍڪيو ويندو آهي، ته ان جي انفراريڊ شعاعن کي جذب ڪرڻ جي صلاحيت کي وڌائي سگهجي ٿو. ان کان علاوه، اعلي درجه حرارت واري ماحول ۾ ڌاتو جي اليڪٽرانڪ حالت ۾ تبديليون پڻ جذب جي شرح ۾ واڌ جو سبب بڻجي سگهن ٿيون.
ايپليڪيشن فيلڊز: ڌاتو مرڪبن جي انفراريڊ جذب ڪرڻ جي خاصيتن کي انفراريڊ ٽيڪنالاجي، ٿرمل اميجنگ، ۽ ٻين شعبن ۾ اهم ايپليڪيشن قدر آهي. مثال طور، ڌاتو جي مٿاڇري جي ڪوٽنگ يا گرمي پد کي ڪنٽرول ڪندي، انفراريڊ شعاعن جي جذب کي ترتيب ڏئي سگهجي ٿو، جنهن سان گرمي پد جي ماپ، ٿرمل اميجنگ، وغيره ۾ ايپليڪيشنن جي اجازت ڏني وڃي ٿي.
تجرباتي طريقا ۽ تحقيق جو پس منظر: محققن تجرباتي ماپن ۽ پيشه ورانه مطالعي ذريعي ڌاتوءَ پاران انفراريڊ شعاعن جي جذب جي شرح جو تعين ڪيو. اهي ڊيٽا ڌاتوءَ جي مرڪبن جي نظرياتي خاصيتن کي سمجهڻ ۽ لاڳاپيل ايپليڪيشنن کي ترقي ڪرڻ لاءِ اهم آهن.
خلاصو، ڌاتو مرڪبن جي انفراريڊ جذب ڪرڻ جون خاصيتون ڪيترن ئي عنصرن کان متاثر ٿين ٿيون ۽ مختلف حالتن ۾ خاص طور تي تبديل ٿي سگهن ٿيون. اهي خاصيتون ڪيترن ئي شعبن ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿينديون آهن.