حال ہی میں، ایک بین الاقوامی تحقیقی ٹیم بشمول رائل میلبورن انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی اور آسٹریلیا میں سڈنی یونیورسٹی نے مرکب دھاتوں اور 3D پرنٹنگ کے عمل کو ملا کر ایک نیا ٹائٹینیم مرکب بنایا جو مضبوط ہے اور تناؤ میں ٹوٹنے والا نہیں ہے۔
نیا ٹائٹینیم مرکب دو ٹائٹینیم کرسٹل کے مرکب پر مشتمل ہے، جسے -ٹائٹینیم فیز اور -ٹائٹینیم فیز کہا جاتا ہے، جن میں سے ہر ایک مخصوص ایٹمک ترتیب سے مطابقت رکھتا ہے۔ آکسیجن اور آئرن -ٹائٹینیم فیز اور -ٹائٹینیم فیز کے دو سب سے طاقتور اسٹیبلائزر اور مضبوط کرنے والے ہیں، جو وافر اور سستے ہیں۔
محققین نے پایا کہ روایتی مینوفیکچرنگ کے عمل کے ذریعے سخت ٹائٹینیم آکسائیڈ آئرن مرکب تیار کرنے میں دو مسائل ہیں۔ ایک یہ کہ آکسیجن ٹائٹینیم کو ٹوٹنے والا بنا دیتی ہے۔ دوسرا یہ ہے کہ لوہے کو شامل کرنے سے میٹالرجیکل خرابیاں پیدا ہوسکتی ہیں اور ٹائٹینیم کے بڑے ٹکڑے بن سکتے ہیں۔
ٹیم نے دھاتی پاؤڈر سے مرکبات پرنٹ کرنے کے لیے لیزر ڈائریکٹڈ انرجی ڈپوزیشن کا استعمال کیا، یہ عمل بڑے اور پیچیدہ حصوں کی تیاری کے لیے موزوں ہے۔ ٹیم نے الائے ڈیزائن کے تصورات کو 3D پرنٹنگ کے عمل کے ڈیزائن کے ساتھ ملایا تاکہ مضبوط، لچکدار اور پرنٹ کرنے میں آسان مرکب دھاتوں کی ایک سیریز کی شناخت کی جا سکے۔
اس مواد کا اہم محرک عنصر ٹائٹینیم فیز اور ٹائٹینیم فیز کے اندر اور اس کے درمیان آکسیجن اور آئرن ایٹموں کی منفرد تقسیم ہے۔ محققین نے ٹائٹینیم مرحلے میں ایک مضبوط ہائی آکسیجن سیگمنٹ اور کم آکسیجن سیگمنٹ کے ساتھ ایک نانوسکل آکسیجن گریڈینٹ ڈیزائن کیا، جو مقامی ایٹم بانڈز پر کنٹرول کے قابل بناتا ہے اور ممکنہ طور پر شکنجے کے امکان کو کم کرتا ہے۔
محققین کا کہنا تھا کہ ٹیم نے سرکلر اکانومی کے خیال کو ڈیزائن میں شامل کیا، جس سے صنعتی فضلے اور کم درجے کے مواد کا استعمال کرتے ہوئے نئے ٹائٹینیم مرکبات کی تیاری کی امید پیدا ہوئی۔ اس کے علاوہ، آکسیجن کی خرابی نہ صرف ٹائٹینیم کے لیے، بلکہ زرکونیم، نیبیم، مولیبڈینم اور ان کے مرکب کے لیے بھی ایک اہم چیلنج ہے۔ نئی تحقیق 3D پرنٹنگ اور مائیکرو سٹرکچر ڈیزائن کے ذریعے آکسیجن کی خرابی کے مسئلے کو ختم کرنے کے لیے ایک ٹیمپلیٹ فراہم کر سکتی ہے۔
