جادوئی تھرمل موصلیت کا مواد - ایرجیل

مریخ کی سطح زمین سے زیادہ ٹھنڈی ہے، جس کا کم از کم درجہ حرارت -100 ڈگری سے کم ہے۔ اتنے کم درجہ حرارت والے ماحول میں، روور تھرمل موصلیت کا مسئلہ کیسے حل کرتا ہے؟

درحقیقت، زمین کے مدار میں خلائی جہاز اور چاند کی سطح پر تحقیقات کو بھی سخت درجہ حرارت والے ماحول کا سامنا ہے۔ نسبتاً آرام دہ درجہ حرارت کے ماحول میں کام کرنے والے خلائی جہاز کے سامان کو برقرار رکھنے کے لیے، عام طور پر خلائی جہاز پر ایک قسم کی موصلیت ڈال کر جسے ملٹی لیئر تھرمل موصلیت کے اجزاء "کپڑے" کہتے ہیں تاکہ خلائی جہاز متاثر نہ ہو چاہے بیرونی ماحول سرد ہو یا گرم۔ .

تاہم، ملٹی لیئر تھرمل موصلیت کا جزو صرف ویکیوم میں تھرمل موصلیت کی اچھی کارکردگی رکھتا ہے۔ مریخ کی سطح پر تقریباً 800Pa کے کاربن ڈائی آکسائیڈ گیس کے ماحول میں، اس کا تھرمل موصلیت کا اثر ختم ہو جاتا ہے۔ اس لیے روور کو ایروجیل سے موصل کرنے کی ضرورت ہے۔

ایرجیل ایک نینو پورس ٹھوس مواد ہے جس میں بازی کا ذریعہ گیس ہے، اور کولائیڈل ذرات یا پولیمر مالیکیول ایک نیٹ ورک کی ساخت میں جمع ہوتے ہیں۔ ایرجیل نیٹ ورک کی ساخت کا بنیادی ذرہ قطر 1-20 nm ہے، اور سوراخ کا سائز 1-100 nm ہے۔ چونکہ مواد میں سوراخ کا سائز ہوا کے مالیکیولز کے اوسط آزاد راستے سے چھوٹا ہے، اس لیے گیس کی نقل و حرکت کو مؤثر طریقے سے دبایا جا سکتا ہے۔

تو، ایروجیلز کے بارے میں اتنا جادو کیا ہے؟

1) اچھی تھرمل موصلیت کی کارکردگی

تھرمل موصلیت کے لیے استعمال ہونے والی PTFE کی تھرمل چالکتا {{0}}.27W/(m•K) ہے، جبکہ نینو ایروجیلز کی تھرمل چالکتا عام طور پر 0.02W/(m•K) ہے، جو کہ صرف PTFE کا 1/13۔ . اس کی وجہ یہ ہے کہ کاربن ڈائی آکسائیڈ گیس مریخ کی فضا میں چھوٹے خلاء میں جمود کا شکار ہے، اس لیے حرارت کی نقل و حمل کو تیار نہیں کیا جا سکتا۔ ایرجیل کا مائیکرو اسٹرکچر نسبتاً پتلا ہے، اور حرارت کی منتقلی کا راستہ لمبا ہے، جس سے گرمی کی ترسیل کی صلاحیت کم ہوجاتی ہے۔ لہذا، کم کثافت نینو-ایروجیل مواد مریخ روور کے تھرمل کنٹرول سسٹم کے لیے بہترین تھرمل موصلیت کا مواد ہے۔

(2) ہلکا وزن

لوہے کی کثافت 7800kg/m3 ہے، جس کا مطلب ہے کہ 1 کیوبک میٹر لوہے کا وزن 7.8 ٹن ہے۔ ہوا کی کثافت 1.29kg/m3 ہے، جس کا مطلب ہے کہ 1 کیوبک میٹر ہوا کا وزن 1.29 کلوگرام ہے۔ مارس روور کے ذریعے استعمال ہونے والے ایئرجیل کی کثافت 30kg/m3 ہے، جو کہ ہوا سے تقریباً 23 گنا زیادہ ہے۔ ایروجیل کی تیاری کے دوران، جیل میں مائع گیس سے بدل جاتا ہے، جس سے بہت سارے سوراخ اور ساختی خلیات بنتے ہیں، اس لیے کثافت انتہائی کم ہوتی ہے۔