"پاپٹیروئنکس" کیا ہیں؟ کیوں محققین ایک بیٹری ماخذ کے طور پر کاغذ کو دیکھو

ایسا لگتا ہے کہ ہر چند ماہوں میں ایک نیا سیل فون، لیپ ٹاپ، یا ٹیبلٹ ہے جسے بہت دلچسپ لوگ بلاکس کے آس پاس اپنے ہاتھوں پر ہاتھ لاتے ہیں. حالانکہ نئے، تھوڑا زیادہ اعلی درجے کی الیکٹرانکس کے مستقل تعارف نے ایپل بہت کامیاب کامیابی حاصل کی ہے، ان الیکٹرانکس کی مختصر شیلف زندگی ماحول کے لئے خراب ہے.

جدید الیکٹرانکس سرکٹ بورڈز سے بھری ہوئی ہیں جس پر مختلف دھاتیں اور پلاسٹک مل کر سولڈرڈ ہوتے ہیں. ان میں سے بعض مواد زہریلا ہیں - یا زہریلا مادہ میں پھیلاتے ہیں. ای فضلہ کے ری سائیکلنگ کو فروغ دینے کے لئے کوششیں جاری رکھی جاتی ہیں، جو سامان دوبارہ بحالی اور آرام دہ اور پرسکون طریقے سے نمٹنے کے لے جا سکتے ہیں. لیکن زیادہ سے زیادہ آلات زمین میں پھیلنے میں ای فضلہ کے بڑھتی ہوئی ڈھیروں میں شامل ہیں.

ان کی بڑھتی ہوئی ڈھیروں میں زیادہ ردی کی ٹوکری میں اضافہ کرنے کی بجائے، وہاں بائیوڈروجن پیدا کرنے کا ایک موقع ہے. اسی وجہ سے دوسرے محققین اور میں کاغذ پر مبنی الیکٹرانکس کے ابھرتی ہوئی فیلڈ کو دیکھ رہا ہوں - "پیپرٹرنیوژنس" کے طور پر جانا جاتا ہے. وہ لچک دار ہیں - یہاں تک کہ تہذیب، پائیدار، ماحول کے ساتھ دوستانہ اور کم لاگت.

لیکن واقعی دوستانہ دوست ہونے کے لئے، پیپرٹورانٹ روایتی بیٹریاں استعمال نہیں کر سکتے ہیں، جو دھاتیں اور کوسٹ ایسڈ سے بنا رہے ہیں، بجلی ذخیرہ اور خارج کرنے کے لئے. حال ہی میں، میرا کیمسٹ کے ساتھی اوونومی سعدک نے ایک کاغذی بیٹری تیار کی جس میں ری سائیکلائبل اور بائیوڈیٹریج قابل ہے، اور اس کے ساتھ ساتھ کافی قابل اعتماد قابل اعتماد ہے. کلیدی بیکٹیریا ہے.

لچکدار بایو بیٹریاں

میں نے لچکدار بیٹریاں تیار کی ہیں، تھوک اور زیادہ سے زیادہ بیٹریاں. میں نے محسوس کیا کہ بجلی کے کاغذ پر مبنی الیکٹرانکس تلاش کرنے کے بعد، اس سے بیٹری سے باہر نکلنے کی کوشش کرنے کے لئے احساس ہوا. خوش قسمتی سے، کاغذ ایک اچھا ممکنہ بیٹری کا مواد ہے: یہ لچک دار، ایک اچھا انسولٹر ہے - جس سے یہ الیکٹرانک اجزاء پر چڑھنے کے لئے یہ ایک اچھا پلیٹ فارم بناتا ہے - اور آسانی سے سیالوں کو جذب اور ریلیز دیتا ہے. ہم نے پالیمرز کو شامل کیا - پبلک (امیڈ) ایسڈ اور پالئیےسٹر (پیومومیٹیٹ ڈینائی ہائیڈراڈ-پی - فینیلینڈینامین) - ان برقی خصوصیات کو بہتر بنانے کے.

اس کے بعد، بیٹری میں توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لئے، دھاتیں اور ایسڈ کی جگہ پر جو کیمیکل پیدا کرنے کے لئے الیکٹرانک طور پر رد عمل کرتے ہیں، ہم نے بیکٹیریا کو شامل کیا. جب یہ بیٹریاں بالآخر تجارت کر رہے ہیں، وہ بیکٹیریا استعمال کریں گے جو انسانوں اور ماحول کے لئے محفوظ ہیں اور کسی بھی دوسرے آلودگی کو کم کرنے کے لئے اچھی طرح سے موجود ہیں.

کیونکہ کاغذ خراب اور غصہ ہے، بیکٹیریا اس کے ساتھ رہتا ہے، اور تقریبا کسی بھی دستیاب نامیاتی مواد کو توڑنے کے ذریعے اپنی توانائی پیدا کرتا ہے، بشمول پلانٹ کا مواد یا ضائع ہونے والا بھی شامل ہے. اس وقت، ہم ذریعہ مادہ کا سامان تیار کر رہے ہیں، لیکن یہ ماحول سے بھی آسکتا ہے. یہ کیمیائی ردعمل الیکٹران پیدا کرتا ہے. عام طور پر بیکٹریی ردعمل میں، ان برقیوں کو آکسیجن سے بانڈنا ہوگا، لیکن ہم نے اپنی بیٹری کو آکسیجن کو محدود کرنے اور ایک الیکٹروڈ کو تبدیل کرنے کے لئے بنایا ہے، مطلب ہے کہ ہم الیکٹران کے بہاؤ پر قبضہ کرسکتے ہیں اور اسے بجلی کے آلات میں استعمال کرسکتے ہیں.

ہمیں اندیشہ تھا کہ آکسیجن کاغذ میں داخل ہوسکتا ہے اور بیکٹیریا کے درمیان الیکٹران کے بہاؤ میں مداخلت کر سکتا ہے، بیٹری کی کارکردگی کو کم کر دیتا ہے. ہم نے محسوس کیا کہ ایسا ہوتا ہے، اس میں کم سے کم اثرات موجود ہیں. یہی وجہ ہے کہ بہت سے بیکٹیریل خلیوں کو کاغذ ریشوں سے بہت مضبوطی سے منسلک کیا جاتا ہے؛ وہ کثیر پرت بائیوفیلم بناتے ہیں جو زیادہ سے زیادہ آکسیجن سے کیمیائی ردعمل کو ڈھونڈتے ہیں.

ہم بھی ایک بیٹری چاہتے تھے جو بائیوڈروڈڈ کرسکتے ہیں. بیٹریاں اپنے جسم میں، ایک بار جب وہ توانائی کو جاری کرتی ہے تو، کاغذ اور پولیمر نقصان دہ اجزاء میں ٹوٹ سکتا ہے. پانی میں، ہماری بیٹری آسانی سے بایوڈروڈڈڈ، بغیر کسی مخصوص سازوسامان یا دیگر مائکروبورنزم کے بغیر ٹوٹ ڈالنے میں مدد کے لئے.

پولیمر کاغذ ڈھانچے ہلکا پھلکا، کم لاگت اور لچکدار ہیں. یہ لچکدار بھی بیٹریاں کاغذ کے عام حصے کی طرح گنا کرنے کی اجازت دیتا ہے، یا ایک دوسرے کے اوپر کھڑے ہو جاتے ہیں. اس سے چھوٹے جگہوں میں زیادہ طاقتور طاقت کی اجازت دیتا ہے.

وعدہ اور مواقع

Papertronics محدود وسائل کے ساتھ دور دراز علاقوں میں خاص طور پر مفید ہوسکتا ہے کیونکہ وہ بیکٹیریا کی طرف سے طاقتور ہیں جو حالات کے سب سے زیادہ انتہائی زیادہ رہ سکتے ہیں اور برقی پیداوار کو تقریبا کسی بھی مواد کو توڑ سکتے ہیں. انہیں یا تو ایک اچھی طرح سے قائم بجلی گرڈ کی ضرورت نہیں ہے. اس کے علاوہ، اگرچہ وہ استعمال ہونے کے بعد کاغذ بیٹریاں ڈسپوزایبل بننے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے، ان کے مواد کو دوبارہ ری سائیکل ہونے کے قابل بنایا جاتا ہے اور ری سائیکل شدہ کاغذ سے نئی بیٹریاں پیدا کی جا سکتی ہیں.

جیسا کہ انقلابی کاغذ پر مبنی جیو بیٹریاں مستقبل کے الیکٹرانک آلات کے لئے ہیں، وہ بنانے کے لئے کافی آسان ہیں. پولیمر اور بیکٹیریا کو روایتی مینوفیکچررز کے عمل میں کاغذ کے ساتھ مرکب کیا جا سکتا ہے، بشمول رول رول رول اور اسکرین پرنٹنگ - یا پینٹ یا کاغذ پر بھی ڈال دیا.

دیگر مواد بھی کاغذ بیٹریاں میں شامل کئے جا سکتے ہیں - جیسے دھاتیں، سیمکولیشنر، انسولٹر، اور نانوپٹو. یہ اور دیگر مادہ الیکٹرانکس کے اگلے نسل کے لئے نئے دروازے کھولنے، کاغذ پر مبنی آلات پر مزید خصوصیات اور صلاحیتیں شامل کرسکتے ہیں.

یہ مضمون اصل میں گفتگو میں شائع کیا گیا تھا Seokheun Choi کی طرف سے. یہاں اصل مضمون پڑھیں.