Nitinol منفرد خصوصیات اور استعمال کے ساتھ ایک دھاتی مرکب ہے. یہ جادوئی دھاتی مرکب درجہ حرارت کی بنیاد پر "یاد" یا شکل بدل سکتا ہے۔ یہاں کچھ چیزیں ہیں جو آپ کو یہ فیصلہ کرنے سے پہلے کہ آپ کو اپنے طبی آلات کے ڈیزائن میں Nitinol استعمال کرنا ہے جان لینا چاہیے۔
کیسا تھانٹینول تیار ہوا۔?
Nitinol 1959 میں ایک غلطی سے پیدا ہوا۔ سائنس دان ایک ایسا مرکب تیار کر رہے ہیں جو گرمی سے بچنے والا اور سنکنرن سے مزاحم ہے، اور اس عمل میں 55% نکل اور 45% ٹائٹینیم سے بنا ایک مرکب بنایا گیا۔ نام اس کی بنیادی ساخت اور اصل کی نمائندگی کرتا ہے۔ "Ni" اور "Ti" نکل اور ٹائٹینیم کے جوہری علامات ہیں، اور "NOL" کا مطلب نیول آرڈیننس لیبارٹری ہے، وہ لیبارٹری جہاں اسے دریافت کیا گیا تھا۔
کہاں ہےNitinol استعمال کیا جاتا ہے?
نٹینول 1960 کی دہائی کے اوائل سے موجود ہے، لیکن مینوفیکچرنگ کے عمل کے دوران درکار سخت کنٹرولز کی وجہ سے 20 سال بعد تک اسے تجارتی نہیں کیا گیا۔ تب سے، یہ روبوٹکس اور طبی آلات کے لیے ایک اہم مواد بن گیا ہے۔ Nitinol سپر لچکدار ہے (دوسری دھاتوں کے مقابلے میں 10 گنا زیادہ لچکدار) اور اس کی تھرمل شکل کی یادداشت کی خصوصیات دستیاب دیگر مواد کے برعکس ہیں۔
جب روایتی میکانزم کو انسٹال نہیں کیا جاسکتا ہے تو Nitinol کو اکثر تنگ جگہ کی ضروریات والی ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے۔ ایسی ہی ایک ایپلیکیشن کے لیے ایک ڈیوائس یا ڈھانچہ کی ضرورت ہوتی ہے کہ وہ ایک چھوٹی سی اوپننگ میں داخل کی جائے اور پھر اسے بڑے سیٹ سائز میں کھولنے کے لیے چھوڑ دیا جائے۔ ایک کمپریسڈ نائٹینول تار یا ڈھانچہ ایک چھوٹی ڈیلیوری ٹیوب میں ڈالا جاتا ہے اور پھر اسے جگہ پر رکھا جاتا ہے۔ ایک بار تعینات ہونے کے بعد، نائٹینول کا ڈھانچہ ڈیلیوری ٹیوب کے قطر سے کئی گنا بڑھ جاتا ہے۔
وہ کیسےNiTi کام?
Nitinol کی سب سے قیمتی خصوصیات میں سے ایک دو طرفہ شکل کا میموری اثر ہے۔ یہ شکل کا میموری اثر اس وقت ہوتا ہے جب ایک دھات آسٹنائٹ اور مارٹینائٹ کے مراحل کے درمیان الٹنے والے مرحلے کی تبدیلی سے گزرتی ہے۔ دھاتی ایٹموں کو ان کی ساخت کی بنیاد پر مخصوص ڈھانچے میں ترتیب دیا جاتا ہے، لیکن جب ٹھوس حالت میں ہوتے ہیں تو ساختی شکل کو شاذ و نادر ہی تبدیل کرتے ہیں۔
اعلی درجہ حرارت پر، دھاتیں آسٹنائٹ مرحلے میں داخل ہوتی ہیں. اس مرحلے پر یہ زیادہ سے زیادہ سختی تک پہنچ جاتا ہے اور بہار کی طرح جھک جاتا ہے۔ دھاتیں کم درجہ حرارت پر مارٹینائٹ مرحلے میں داخل ہوتی ہیں۔ اس مرحلے پر، دھات لچکدار محسوس ہوتی ہے اور آسانی سے جھک جاتی ہے۔ جب Nitinol اپنی martensitic شکل میں ہوتا ہے، تو یہ آسانی سے نئی شکلوں میں بدل سکتا ہے۔ تاہم، جب اس کی تبدیلی کے درجہ حرارت پر گرم کیا جاتا ہے، تو یہ آسٹنائٹ میں واپس آجاتا ہے اور اپنی سابقہ شکل دوبارہ حاصل کر لیتا ہے۔
کھوٹ کی ساخت یا گرمی کے علاج میں معمولی تبدیلیاں درجہ حرارت کو ایڈجسٹ کر سکتی ہیں جس پر نٹینول اپنی اعلی درجہ حرارت کی شکل کو یاد رکھتا ہے۔ سامان کا مقصد آپ کے منتخب کردہ منتقلی درجہ حرارت کا تعین کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر آپ کوئی طبی آلہ بنا رہے ہیں (جیسے کہ سٹینٹ)، تو آپ منتقلی کا درجہ حرارت منتخب کریں گے جو انسانی جسم کے درجہ حرارت کے قریب یا اس کے برابر ہو۔
کیا ہیںعملی ایپلی کیشنزNitinol کی؟
روبوٹکس انجینئر اکثر Nitinol کو بطور ایکچیویٹر استعمال کرتے ہیں۔ اس صورت میں، انہوں نے کھینچے ہوئے نائٹینول تار پر برقی کرنٹ (یا حرارت) لگایا۔ چارجنگ کے دوران تار سکڑ جاتا ہے اور چارجنگ رکنے کے بعد آرام کرتا ہے۔ زیادہ تر دھاتوں کے برعکس، نٹینول جب گرم ہوتا ہے تو لمبائی میں سکڑ جاتا ہے لیکن ایک ہی مطلق حجم کو برقرار رکھتا ہے۔ مزید برآں، اس کی حرارتی حرکت دیگر دھاتوں سے 100 گنا زیادہ ہے۔
ہڈیوں کے ناخن NiTi مرکب کے تھرمل جہتی سکڑنے کی ایک مثال ہیں۔ اسٹیپلز کو الگ کر کے ہڈی کے دو سوراخوں میں ڈالا جاتا ہے، پھر اصل شکل کو بحال کرنے کے لیے گرم کیا جاتا ہے۔ یہ تکنیک مؤثر طریقے سے دونوں ٹکڑوں کو ایک ساتھ کھینچتی ہے اور شفا یابی کے عمل کے دوران انہیں اپنی جگہ پر رکھتی ہے۔
ایک اور مثال ایک سٹینٹ کی ہے، جسے رگ میں ڈالے گئے چھوٹے قطر کے کیتھیٹر کو فٹ کرنے کے لیے ٹھنڈا اور میکانکی طور پر نچوڑا جاتا ہے۔ ایک بار پوزیشن میں آنے کے بعد، اسٹینٹ کو روکی ہوئی آستین سے نکالا جاتا ہے اور جسم کے درجہ حرارت تک پہنچنے پر، شریان کو کھلا رکھتے ہوئے اپنی اصل شکل میں واپس آجاتا ہے۔
لچکدار تعیناتی کو حاصل کرنے کے لیے، Nitinol تار کو میکانکی طور پر کلیمپس کا استعمال کرتے ہوئے جگہ پر رکھا جاتا ہے اور پھر اسے ایک متعین درجہ حرارت اور وقت پر مائع شدہ درجہ حرارت کے غسل میں گرم کیا جاتا ہے، جس کے بعد ٹھنڈے پانی میں تیزی سے ڈوب جاتا ہے۔ ایک بار کلیمپ سے ہٹانے کے بعد، تار اپنی شکل کو برقرار رکھتا ہے قطع نظر اس کے زاویہ یا اخترتی کی شدت کے۔ جاری ہونے پر، تار اپنی پروگرام شدہ شکل میں واپس آجاتا ہے۔ اس ایپلی کیشن کی بہت سی عملی مثالیں ہیں، جیسے ہومر ممالوک سوئی/تھریڈ پوزیشنر۔ ڈیوائس سیدھے کینول کے ذریعے ایک خمیدہ تار کو تھریڈ کرتی ہے، اور واپسی پر، یہ واپس اپنی اصل "J" شکل میں جھک جاتی ہے۔ صارفین تاروں کو خراب کیے بغیر اس عمل کو درجنوں بار دہرا سکتے ہیں۔
کچھ عام کیا ہیںچیلنجزNitinol استعمال کرتے وقت؟
Nitinol کے ساتھ کام کرتے وقت ایک چیلنج ایک تار کو دوسرے سے جوڑنے کا بہترین طریقہ طے کرنا ہے۔ ان کے مرحلے پر منحصر ہے، تاریں بہت لچکدار یا بہت سخت ہو سکتی ہیں، جس سے انہیں ٹانکا لگانا یا گلو کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔ ایک طریقہ میں دیگر مواد جیسے سٹینلیس سٹیل کا استعمال شامل ہے تاکہ تاروں کو میکانکی طور پر ایک دوسرے کے ساتھ کچل دیا جائے۔ اس کے بعد مطلوبہ اختتامی پروڈکٹ بنانے کے لیے ان کرمپوں کو دوسرے اجزاء میں TIG ویلڈ کیا جا سکتا ہے۔