غیر فطری قدرت: میٹامٹیریئلز کا دلکش سفر
سائنس کی دنیا ہمیشہ حیرتوں سے بھری رہی ہے، اور حال ہی میں، نیشنل سائنس فاؤنڈیشن (NSF) کی جانب سے 15 جولائی 2025 کو 12:18 بجے شائع ہونے والا پوڈ کاسٹ "Podcast: The unnatural nature of metamaterials” ہمیں میٹامٹیریئلز کے حیران کن اور غیر فطری دائرے کی سیر کرواتا ہے۔ یہ مضمون، نرم انداز میں، ہمیں ان منفرد مواد کی دنیا سے روشناس کراتا ہے جو فطرت کے بنائے ہوئے قوانین کو چیلنج کرتے ہیں اور مستقبل کی ٹیکنالوجی کے لیے نئی راہیں کھولتے ہیں۔
میٹامٹیریئلز کیا ہیں؟
میٹامٹیریئلز کو سمجھنے کے لیے، ہمیں پہلے یہ دیکھنا ہوگا کہ وہ عام مواد سے کیسے مختلف ہیں۔ فطرت میں موجود ہر چیز، چاہے وہ پانی ہو، پتھر ہو، یا ہوا، اپنے ایٹمی اور مالیکیولر ڈھانچے کے مطابق مخصوص خصوصیات رکھتی ہے۔ ان خصوصیات کا انحصار ان مادوں کے قدرتی طور پر پائے جانے والے اجزاء اور ان کے آپس میں جڑے ہونے کے طریقے پر ہوتا ہے۔
میٹامٹیریئلز اس سے بالکل برعکس ہیں۔ یہ وہ مصنوعی مواد ہیں جو قدرتی طور پر نہیں پائے جاتے۔ ان کی منفرد خصوصیات ان کے ایٹمی یا مالیکیولر ڈھانچے سے نہیں، بلکہ ان کی بہت چھوٹی، مخصوص بناوٹ سے آتی ہیں جو روشنی، آواز، یا حرارت جیسی لہروں کے ساتھ مخصوص انداز میں تعامل کرنے کے لیے ڈیزائن کی جاتی ہیں۔ تصور کریں کہ ہم کسی مادے کو اس طرح سے ترتیب دیں کہ وہ عام طور پر ناممکن سمجھے جانے والے کام کر سکے۔ یہی میٹامٹیریئلز کی خوبی ہے۔
غیر فطری خصوصیات کی دنیا
میٹامٹیریئلز کی سب سے دلکش بات ان کی "غیر فطری” خصوصیات ہیں۔ مثال کے طور پر:
- منفی اپورتنانک (Negative Refractive Index): عام طور پر، جب کوئی روشنی کسی مادے سے گزرتی ہے تو وہ مڑ جاتی ہے، اور یہ خم (bend) ایک مخصوص سمت میں ہوتا ہے۔ لیکن کچھ میٹامٹیریئلز روشنی کو بالکل الٹی سمت میں موڑ سکتے ہیں، جو فطرت میں کبھی نہیں ہوتا۔ یہ پراپرٹی "دھوکہ دہی” والی نظر (optical illusion) بنانے یا اشیاء کو پوشیدہ کرنے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہے۔
- تیرگی (Levitation): آواز کی لہروں کے ساتھ تعامل کرنے والے میٹامٹیریئلز چھوٹی اشیاء کو ہوا میں تیرنے پر مجبور کر سکتے ہیں، یہ ایک ایسا مظہر ہے جو محض سائنس فکشن لگتا ہے۔
- حرارت کا کنٹرول: کچھ میٹامٹیریئلز حرارت کو اس طرح سے کنٹرول کر سکتے ہیں کہ وہ کسی چیز کے گرد بہہ جائے، گویا کہ وہ وہاں موجود ہی نہ ہو۔ یہ حرارتی تحفظ (thermal shielding) کے لیے ایک انقلاب آمیز قدم ہو سکتا ہے۔
فطرت سے متاثر، لیکن فطرت سے بالاتر
یہ جاننا دلچسپ ہے کہ میٹامٹیریئلز کا تصور فطرت کے مظاہر سے متاثر ضرور ہوتا ہے، لیکن ان کی تخلیق کا مقصد فطرت کی حدود کو عبور کرنا ہے۔ سائنسدان ان کی ساخت کو مائکروسکوپک یا نینو سکوپک سطح پر انتہائی احتیاط سے ڈیزائن کرتے ہیں، جیسے چھوٹے اینٹ کے ٹکڑوں کو جوڑ کر ایک مخصوص پیٹرن بنانا۔ ان پیٹرنز کا مجموعہ ہی انہیں یہ غیر معمولی خصوصیات دیتا ہے۔
مستقبل کی ٹیکنالوجی میں کردار
میٹامٹیریئلز کی یہ غیر فطری صلاحیتیں مستقبل کی ٹیکنالوجی کے لیے بے پناہ امکانات رکھتی ہیں:
- غائب کر دینے والے کپڑے (Invisibility Cloaks): جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا، روشنی کو موڑنے کی صلاحیت ہمیں اشیاء کو پوشیدہ کرنے میں مدد دے سکتی ہے۔
- بہتر لینز (Advanced Lenses): میٹامٹیریئلز کے لینز عام لینز سے بہت باریک اور زیادہ طاقتور ہو سکتے ہیں، جو ٹیلی سکوپس، مائکروسکوپس اور کیمروں کی صلاحیتوں کو بڑھا سکتے ہیں۔
- صوتیاتی ٹیکنالوجی (Acoustic Technologies): آواز کو کنٹرول کرنے کے لیے میٹامٹیریئلز کا استعمال سائلنٹ فلائٹ، شور کو ختم کرنے والی ٹیکنالوجی، اور یہاں تک کہ گاڑیوں کے لیے بہتر حفاظتی نظام بنانے میں مدد دے سکتا ہے۔
- توانائی کا تحفظ (Energy Harvesting): ان کی پراپرٹیز سے سولر پینلز کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور گرمی کو بجلی میں تبدیل کرنے جیسے کام انجام دیے جا سکتے ہیں۔
اختتامی بات
NSF کا پوڈ کاسٹ "The unnatural nature of metamaterials” ہمیں سائنس اور انجینئرنگ کی دنیا میں ایک گہرا اور روشن جھانکنے کا موقع فراہم کرتا ہے۔ میٹامٹیریئلز کا مطالعہ ہمیں یہ سکھاتا ہے کہ کس طرح تخلیقی سوچ اور گہرے سائنسی فہم سے ہم فطرت کے بنائے ہوئے قواعد کو نہ صرف سمجھ سکتے ہیں بلکہ انہیں اپنے فائدے کے لیے بدل بھی سکتے ہیں۔ یہ وہ وقت ہے جب ہم غیر معمولی کو معمول بنانے کی سمت بڑھ رہے ہیں، اور میٹامٹیریئلز اس سفر میں ایک اہم سنگ میل ہیں۔
Podcast: The unnatural nature of metamaterials
اے آئی نے خبر فراہم کی ہے۔
مندرجہ ذیل سوال گوگل جیمنی سے جواب حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا گیا:
‘Podcast: The unnatural nature of metamaterials’ www.nsf.gov کے ذریعے 2025-07-15 12:18 بجے شائع ہوا۔ براہ کرم متعلقہ معلومات کے ساتھ ایک تفصیلی مضمون نرم لہجے میں لکھیں۔ براہ کرم اردو میں صرف مضمون کے ساتھ جواب دیں۔