سونے کی سائنس: یہ قیمتی دھات کبھی کیوں نہیں کالی پڑتی
ہزاروں سالوں سے، سونے کی دائمی چمک نے تہذیبوں کو مسحور کیا ہے، اور یہ دولت اور پائیداری کی علامت کے طور پر کام کرتا رہا ہے۔ ٹولیین یونیورسٹی (Tulane University) کے سائنسدانوں نے آخر کار اس راز کو فاش کر دیا ہے، جس سے یہ معلوم ہوا ہے کہ سونے میں ایک پیچیدہ، خوردبینی خود حفاظتی نظام موجود ہے جو آکسیڈیشن (oxidation) کو فعال طور پر روکتا ہے۔
ایٹمی ڈھال: سونا اپنی حفاظت کیسے کرتا ہے
اگرچہ یہ عرصہ دراز سے سمجھا جاتا رہا ہے کہ سونا ایک "نوبل میٹل" (noble metal) ہے جس کی الیکٹران کنفیگریشن انتہائی مستحکم ہوتی ہے، لیکن اس کی پائیداری کا مخصوص طریقہ کار اب تک پوشیدہ تھا۔ پروفیسر میتھیو مونٹیمورے اور پوسٹ ڈاکٹورل فیلو سنتو بسواس کی جانب سے Physical Review Letters میں شائع ہونے والی تحقیق نے ثابت کیا ہے کہ سونے کی مزاحمت صرف کیمیائی بے حسی (chemical inertia) کے بارے میں نہیں ہے، بلکہ یہ متحرک جسمانی حرکت کا نتیجہ ہے۔
جدید کمپیوٹر سیمولیشنز کا استعمال کرتے ہوئے، محققین نے دریافت کیا کہ جب سونے کو آکسیجن کے سامنے لایا جاتا ہے، تو اس کی سطح کے ایٹم خود بخود مخصوص جیومیٹریکل پیٹرنز میں دوبارہ ترتیب پا جاتے ہیں۔ یہ ایٹمی ڈھانچے کی تبدیلی ایک ایسی جسمانی رکاوٹ پیدا کرتی ہے جو آکسیجن کے مالیکیولز کو دھات کے ساتھ جڑنے سے روکتی ہے۔ یہ قدرتی "ڈھال" ناقابل یقین حد تک موثر ہے، جو آکسیڈیشن کے عمل کو ایک ارب سے ایک کھرب کے تناسب سے سست کر دیتی ہے۔ یہی وجہ ہے کہ 24 قیراط سونا ہزاروں سال تک اپنی چمک برقرار رکھ سکتا ہے، چاہے وہ عام آلودگی کے زیر اثر ہی کیوں نہ ہو۔
زیورات سے گرین انرجی تک: صنعتی چیلنج
یہ خود حفاظتی طریقہ کار صنعتی شعبے کے لیے ایک تضاد پیدا کرتا ہے۔ کیمیائی انجینئرنگ میں، سونے کو ایک کیٹالسٹ (catalyst) کے طور پر بہت اہمیت دی جاتی ہے تاکہ ضروری ری ایکشنز کی رفتار بڑھائی جا سکے، جیسے کہ پلاسٹک کے لیے ونائل ایسیٹیٹ (vinyl acetate) کی تیاری یا گاڑیوں کے دھوئیں سے کاربن مونو آکسائیڈ کا اخراج۔ تاہم، وہی "ڈھال" جو زیورات کو چمکدار رکھتی ہے، سونے کو ایک کیٹالسٹ کے طور پر کم موثر بنا دیتی ہے کیونکہ یہ ان کیمیائی تعاملات (chemical interactions) کی مزاحمت کرتی ہے جو ری ایکشنز کو چلانے کے لیے ضروری ہوتے ہیں۔
ٹولیین کی یہ تحقیق مینوفیکچرنگ میں ایک بڑی تبدیلی (paradigm shift) کی نشاندہی کرتی ہے۔ سونے کو محض دیگر دھاتوں (جیسے پیلیڈیم) کے ساتھ ملانے کے بجائے، انجینئرز جلد ہی اس کی سطح کی شکل میں تبدیلی لا کر سونے کو "دھوکہ" دینے کے قابل ہو سکتے ہیں۔ ان ایٹمی تبدیلیوں کو روک کر یا انہیں الٹ کر، سائنسدان سونے پر مبنی انتہائی ری ایکٹو کیٹالسٹ تیار کر سکتے ہیں، جو ممکنہ طور پر گرین انرجی ٹیکنالوجیز اور صنعتی کیمیائی مینوفیکچرنگ میں انقلاب برپا کر سکتا ہے۔
آپ کے سونے کے زیورات کا رنگ کیوں بدل جاتا ہے
خالص سونے کے سائنسی معجزے کے باوجود، بھارت میں بہت سے صارفین محسوس کرتے ہیں کہ ان کے زیورات کی چمک ختم ہو جاتی ہے یا ان پر سیاہ دھبے پڑ جاتے ہیں۔ یہ سونے کی اپنی خرابی نہیں ہے، بلکہ ایلوئے (alloying) کا نتیجہ ہے۔ چونکہ 24 قیراط سونا روزانہ پہننے کے لیے بہت نرم ہوتا ہے، اس لیے جیولرز اس کی سختی بڑھانے کے لیے اسے تانبا، چاندی، زنک یا نکل جیسی دھاتوں کے ساتھ ملاتے ہیں۔
کالی پڑنے یا چمک کھونے کی شدت کا براہ راست تعلق قیراط سے ہے:
- 18 قیراط (75% سونا): اس میں 25% ایلوئے دھاتیں شامل ہوتی ہیں؛ یہ تبدیلی کے خلاف زیادہ مزاحمت رکھتا ہے۔
- 14 قیراط (58.3% سونا): اس میں ری ایکٹو دھاتوں کی مقدار زیادہ ہوتی ہے۔
- 10 قیراط (41.7% سونا): تانبے یا چاندی کی زیادہ مقدار کی وجہ سے اس کے کالی پڑنے کا امکان بہت زیادہ ہوتا ہے۔
جب یہ ایلوئے دھاتیں ہوا میں موجود سلفر، پسینے یا گھریلو کیمیکلز کے ساتھ ری ایکٹ کرتی ہیں، تو وہ آکسیڈائز ہو جاتی ہیں، جس سے سونے کے زیورات پر اکثر نظر آنے والے سبز یا سیاہ نشانات بن جاتے ہیں۔
بھارت کے لیے اس کے کیا معنی ہیں
- گرین ٹیک میں پیش رفت: جیسے جیسے بھارت گرین ہائیڈروجن اکانومی اور صاف ستھرے صنعتی مینوفیکچرنگ کی طرف بڑھ رہا ہے، سونے پر مبنی زیادہ موثر کیٹالسٹ تیار کرنے کی صلاحیت کاربن کیپچر اور اخراج کے کنٹرول میں ایک اہم تکنیکی برتری فراہم کر سکتی ہے۔
- زیورات کے شعبے پر معاشی اثرات: ایلوئے کی درست کیمسٹری کو سمجھنے سے بھارتی جیولرز کو اعلیٰ معیار کے، زیادہ پائیدار سونے کے مرکبات تیار کرنے میں مدد مل سکتی ہے جو زیادہ دیر تک چمک برقرار رکھتے ہیں، جس سے بڑے مقامی سونے کی مارکیٹ میں صارفین کا اعتماد بڑھے گا۔
- صنعتی مینوفیکچرنگ: یہ پیش رفت بھارت کے بڑھتے ہوئے کیمیائی اور فارماسیوٹیکل شعبوں کو زیادہ درست، سطح کے لحاظ سے انجینئر شدہ کیٹالسٹ اپنانے کے مواقع فراہم کرتی ہے، جس سے لاگت میں کمی اور ری ایکشن کی کارکردگی میں اضافہ ہوگا۔