ٹنگسٹن خاص طور پر برتن کے انتہائی دباؤ والے حصوں کے لیے مواد کے طور پر موزوں ہے جو ایک گرم فیوژن پلازما کو گھیرے ہوئے ہے، یہ دھات ہونے کی وجہ سے سب سے زیادہ پگھلنے والا مقام ہے۔ تاہم، ایک نقصان اس کا ٹوٹنا ہے، جو دباؤ کے تحت اسے نازک اور نقصان کا شکار بنا دیتا ہے۔ گارچنگ میں میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ فار پلازما فزکس (IPP) کے ذریعہ اب ایک ناول، زیادہ لچکدار مرکب مواد تیار کیا گیا ہے۔ یہ یکساں ٹنگسٹن پر مشتمل ہوتا ہے جس میں لیپت ٹنگسٹن تاریں شامل ہوتی ہیں۔ ایک فزیبلٹی اسٹڈی نے ابھی نئے کمپاؤنڈ کی بنیادی مناسبیت ظاہر کی ہے۔

آئی پی پی میں کی جانے والی تحقیق کا مقصد ایک ایسے پاور پلانٹ کو تیار کرنا ہے جو سورج کی طرح ایٹم نیوکلی کے فیوژن سے توانائی حاصل کرے۔ استعمال ہونے والا ایندھن کم کثافت والا ہائیڈروجن پلازما ہے۔ فیوژن فائر کو بھڑکانے کے لیے پلازما کو مقناطیسی میدانوں میں قید کرنا پڑتا ہے اور اسے زیادہ درجہ حرارت پر گرم کرنا پڑتا ہے۔ کور میں 100 ملین ڈگری حاصل کی جاتی ہے۔ ٹنگسٹن گرم پلازما کے ساتھ براہ راست رابطے میں آنے والے اجزاء کے لئے مواد کے طور پر ایک انتہائی امید افزا دھات ہے۔ یہ آئی پی پی میں وسیع تحقیقات سے ظاہر ہوا ہے۔ تاہم، اب تک حل نہ ہونے والا مسئلہ مواد کا ٹوٹنا رہا ہے: ٹنگسٹن پاور پلانٹ کے حالات میں اپنی سختی کھو دیتا ہے۔ مقامی تناؤ - تناؤ، کھینچنا یا دباؤ - کو تھوڑا سا راستہ دینے والے مواد سے دور نہیں کیا جا سکتا۔ اس کے بجائے دراڑیں بنتی ہیں: اس لیے اجزاء مقامی اوورلوڈنگ پر بہت حساس ردعمل کا اظہار کرتے ہیں۔

یہی وجہ ہے کہ آئی پی پی نے مقامی تناؤ کو تقسیم کرنے کے قابل ڈھانچے کی تلاش کی۔ فائبر سے تقویت یافتہ سیرامکس ماڈل کے طور پر پیش کیے جاتے ہیں: مثال کے طور پر، سلکان کاربائیڈ ریشوں کے ساتھ مضبوط ہونے پر ٹوٹنے والی سلکان کاربائیڈ کو پانچ گنا زیادہ سخت بنایا جاتا ہے۔ کچھ ابتدائی مطالعات کے بعد آئی پی پی کے سائنسدان جوہان ریش کو یہ تحقیق کرنا تھی کہ آیا ٹنگسٹن دھات کے ساتھ بھی ایسا ہی علاج کام کر سکتا ہے۔

پہلا قدم نیا مواد تیار کرنا تھا۔ ایک ٹنگسٹن میٹرکس کو لیپت لمبے ریشوں کے ساتھ مضبوط کرنا پڑتا ہے جس میں بالوں کی طرح پتلی ٹنگسٹن تار شامل ہوتی ہے۔ تاریں، اصل میں روشنی کے بلبوں کے لیے چمکدار تنت کے طور پر بنائی گئی تھیں، جہاں Osram GmbH کی طرف سے فراہم کی گئی تھی۔ آئی پی پی میں ان کی کوٹنگ کے لیے مختلف مواد کی چھان بین کی گئی، بشمول ایربیم آکسائیڈ۔ مکمل طور پر لیپت ٹنگسٹن ریشوں کو پھر ایک ساتھ جوڑا گیا، یا تو متوازی یا لٹ۔ ٹنگسٹن جوہان ریش اور اس کے ساتھی کارکنوں کے ساتھ تاروں کے درمیان خلا کو پُر کرنے کے لیے پھر انگلش صنعتی پارٹنر آرچر ٹیکنی کوٹ لمیٹڈ کے ساتھ مل کر ایک نیا عمل تیار کیا۔ جبکہ ٹنگسٹن ورک پیس کو عام طور پر دھاتی پاؤڈر سے اعلی درجہ حرارت اور دباؤ پر دبایا جاتا ہے۔ مرکب تیار کرنے کا نرم طریقہ پایا گیا: ٹنگسٹن کو گیس کے مرکب سے تاروں پر جمع کیا جاتا ہے۔ اعتدال پسند درجہ حرارت پر کیمیائی عمل یہ پہلا موقع تھا جب مطلوبہ نتائج کے ساتھ ٹنگسٹن-فائبر سے تقویت یافتہ ٹنگسٹن کامیابی کے ساتھ تیار کیا گیا تھا: پہلے ٹیسٹوں کے بعد فائبر لیس ٹنگسٹن کے سلسلے میں نئے کمپاؤنڈ کی فریکچر سختی تین گنا بڑھ گئی تھی۔

دوسرا مرحلہ اس بات کی تحقیق کرنا تھا کہ یہ کیسے کام کرتا ہے: فیصلہ کن عنصر یہ ثابت ہوا کہ ریشے میٹرکس میں دراڑیں ڈالتے ہیں اور مواد میں مقامی طور پر کام کرنے والی توانائی کو تقسیم کر سکتے ہیں۔ یہاں ایک طرف ریشوں اور ٹنگسٹن میٹرکس کے درمیان انٹرفیس اتنا کمزور ہونا چاہیے کہ دراڑیں بننے پر راستہ دے سکیں اور دوسری طرف، ریشوں اور میٹرکس کے درمیان قوت کو منتقل کرنے کے لیے کافی مضبوط ہوں۔ موڑنے والے ٹیسٹوں میں اسے ایکس رے مائکروٹوموگرافی کے ذریعے براہ راست دیکھا جا سکتا ہے۔ اس نے مواد کے بنیادی کام کا مظاہرہ کیا۔

تاہم، مواد کی افادیت کے لیے فیصلہ کن بات یہ ہے کہ جب اسے لاگو کیا جاتا ہے تو بڑھی ہوئی سختی برقرار رہتی ہے۔ جوہان ریش نے ان نمونوں کی چھان بین کرکے اس کی جانچ کی جو پہلے تھرمل علاج سے متاثر ہوئے تھے۔ جب نمونوں کو سنکروٹران ریڈی ایشن کا نشانہ بنایا گیا یا الیکٹران مائکروسکوپ کے نیچے رکھا گیا تو ان کو کھینچنا اور موڑنا بھی اس معاملے میں بہتر مادی خصوصیات کی تصدیق کرتا ہے: اگر دباؤ پڑنے پر میٹرکس ناکام ہو جاتا ہے، تو ریشے واقع ہونے والی دراڑوں کو ختم کرنے کے قابل ہوتے ہیں اور ان کو روک سکتے ہیں۔

اس طرح نئے مواد کو سمجھنے اور تیار کرنے کے اصول طے پا جاتے ہیں۔ نمونے اب بہتر عمل کے حالات کے تحت اور بہتر انٹرفیس کے ساتھ تیار کیے جائیں گے، یہ بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے لازمی شرط ہے۔ نیا مواد فیوژن ریسرچ کے میدان سے باہر بھی دلچسپی کا حامل ہوسکتا ہے۔