یہ کہا جاتا ہے کہ صرف ان کو شامل کرنے سے مواد کی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے

کسی ملک میں نایاب زمین کی کھپت کو اس کی صنعتی سطح کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کوئی بھی اعلیٰ، درست، اور جدید مواد، اجزاء اور سامان کو نایاب دھاتوں سے الگ نہیں کیا جا سکتا۔ ایسا کیوں ہے کہ ایک ہی سٹیل دوسروں کو آپ سے زیادہ سنکنرن مزاحم بناتا ہے؟ کیا یہ وہی مشین ٹول سپنڈل ہے جو دوسرے آپ سے زیادہ پائیدار اور عین مطابق ہیں؟ کیا یہ ایک واحد کرسٹل بھی ہے جو دوسرے 1650 ° C کے اعلی درجہ حرارت تک پہنچ سکتے ہیں؟ کسی اور کے شیشے میں اتنا زیادہ ریفریکٹیو انڈیکس کیوں ہوتا ہے؟ ٹویوٹا دنیا کی سب سے زیادہ کار تھرمل کارکردگی 41% کیوں حاصل کر سکتی ہے؟ یہ سب نایاب دھاتوں کے استعمال سے متعلق ہیں۔

نایاب زمینی دھاتیں۔نایاب زمینی عناصر کے طور پر بھی جانا جاتا ہے، کے 17 عناصر کے لیے ایک اجتماعی اصطلاح ہے۔اسکینڈیم, ytrium، اور متواتر جدول IIIB گروپ میں lanthanide سیریز، عام طور پر R یا RE کے ذریعہ نمائندگی کی جاتی ہے۔ اسکینڈیم اور یٹریئم کو زمین کے نایاب عناصر سمجھا جاتا ہے کیونکہ وہ اکثر معدنی ذخائر میں لینتھانائیڈ عناصر کے ساتھ ایک ساتھ رہتے ہیں اور ان کی کیمیائی خصوصیات ایک جیسی ہوتی ہیں۔

اس کے نام کے برعکس، کرسٹ میں نایاب زمینی عناصر (پرومیتھیم کو چھوڑ کر) کی کثرت کافی زیادہ ہے، کرسٹل عناصر کی کثرت میں سیریم 25ویں نمبر پر ہے، جو 0.0068% (تانبے کے قریب) ہے۔ تاہم، اس کی جیو کیمیکل خصوصیات کی وجہ سے، نایاب زمینی عناصر کو معاشی طور پر فائدہ مند سطح تک شاذ و نادر ہی افزودہ کیا جاتا ہے۔ نایاب زمینی عناصر کا نام ان کی کمی سے لیا گیا ہے۔ انسانوں کے ذریعہ دریافت ہونے والا پہلا نایاب زمینی معدنیات سلکان بیریلیم یٹریئم ایسک تھا جسے سویڈن کے گاؤں Iterbi میں ایک کان سے نکالا گیا تھا، جہاں زمین کے بہت سے نایاب عناصر کے نام پیدا ہوئے تھے۔

ان کے نام اور کیمیائی علامتیں ہیں۔Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Yb, اور Lu. ان کے جوہری نمبر 21 (Sc)، 39 (Y)، 57 (La) سے 71 (Lu) ہیں۔

نایاب زمینی عناصر کی دریافت کی تاریخ

1787 میں، سویڈش CA Arrhenius کو اسٹاک ہوم کے قریب Ytterby کے چھوٹے سے قصبے میں ایک غیر معمولی نایاب دھاتی سیاہ دھات ملی۔ 1794 میں فن لینڈ کے J. Gadolin نے اس سے ایک نیا مادہ الگ کیا۔ تین سال بعد (1797)، سویڈن کے AG Ekeberg نے اس دریافت کی تصدیق کی اور اس نئے مادے کا نام yttria (yttrium Earth) رکھا جس جگہ یہ دریافت ہوئی تھی۔ بعد میں، Gadolinite کی یاد میں، اس قسم کی دھات کو gadolinite کہا گیا۔ 1803 میں، جرمن کیمیا دان MH Klaproth، سویڈش کیمیا دان JJ Berzelius، اور W. Hisinger نے ایک ایسک (سیریم سلیکیٹ ایسک) سے ایک نیا مادہ - سیریا - دریافت کیا۔ 1839 میں، سویڈن کے CG Mosander نے lanthanum دریافت کیا۔ 1843 میں، مسنڈر نے دوبارہ ٹربیئم اور ایربیئم دریافت کیا۔ 1878 میں سوئس ماریناک نے یٹربیئم دریافت کیا۔ 1879 میں، فرانسیسیوں نے سماریم دریافت کیا، سویڈش نے ہولمیم اور تھولیئم دریافت کیا، اور سویڈش نے سکینڈیم دریافت کیا۔ 1880 میں سوئس میرینک نے گیڈولینیم دریافت کیا۔ 1885 میں آسٹریا کے اے وون ویلز باخ نے پراسیوڈیمیم اور نیوڈیمیم دریافت کیا۔ 1886 میں، بووابادرانڈ نے ڈیسپروسیم دریافت کیا۔ 1901 میں فرانسیسی شخص EA Demarcay نے یوروپیم دریافت کیا۔ 1907 میں فرانسیسی شخص جی اربن نے لیوٹیم دریافت کیا۔ 1947 میں، جے اے مارنسکی جیسے امریکیوں نے یورینیم فیشن مصنوعات سے پرومیتھیم حاصل کیا۔ 1794 میں گیڈولن کے ذریعہ یٹریئم ارتھ کی علیحدگی سے لے کر 1947 میں پرومیتھیم کی پیداوار تک 150 سال سے زیادہ کا عرصہ لگا۔

نایاب زمینی عناصر کا اطلاق

نایاب زمینی عناصر"صنعتی وٹامنز" کے نام سے جانا جاتا ہے اور ان میں ناقابل تبدیلی شاندار مقناطیسی، نظری، اور برقی خصوصیات ہیں، جو مصنوعات کی کارکردگی کو بہتر بنانے، مصنوعات کی اقسام کو بڑھانے، اور پیداواری کارکردگی کو بہتر بنانے میں بہت بڑا کردار ادا کرتے ہیں۔ اپنے بڑے اثر اور کم خوراک کی وجہ سے، نایاب زمین مصنوعات کی ساخت کو بہتر بنانے، تکنیکی مواد کو بڑھانے اور صنعت کی تکنیکی ترقی کو فروغ دینے میں ایک اہم عنصر بن گئی ہے۔ وہ دھات کاری، فوجی، پیٹرو کیمیکل، گلاس سیرامکس، زراعت، اور نئے مواد جیسے شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے رہے ہیں۔

میٹالرجیکل انڈسٹری

نایاب زمینمیٹالرجیکل فیلڈ میں 30 سال سے زائد عرصے سے لاگو کیا گیا ہے، اور نسبتا بالغ ٹیکنالوجی اور عمل کو تشکیل دیا گیا ہے. سٹیل اور الوہ دھاتوں میں نایاب زمین کا استعمال ایک وسیع اور وسیع میدان ہے جس کے وسیع امکانات ہیں۔ اسٹیل میں نایاب زمینی دھاتیں، فلورائیڈز، اور سلسائیڈز کا اضافہ ریفائننگ، ڈی سلفرائزیشن، کم پگھلنے والے مقام کی نقصان دہ نجاستوں کو بے اثر کرنے، اور اسٹیل کی پروسیسنگ کارکردگی کو بہتر بنانے میں کردار ادا کر سکتا ہے۔ نایاب ارتھ سلکان آئرن الائے اور نایاب ارتھ سلکان میگنیشیم الائے کو نایاب ارتھ ڈکٹائل آئرن تیار کرنے کے لیے اسفیرائڈائزنگ ایجنٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ خاص تقاضوں کے ساتھ پیچیدہ لوہے کے پرزہ جات بنانے کے لیے ان کی خاص موزوں ہونے کی وجہ سے، اس قسم کا ڈکٹائل آئرن مکینیکل مینوفیکچرنگ صنعتوں جیسے آٹوموبائل، ٹریکٹر اور ڈیزل انجنوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ نایاب زمینی دھاتوں کو نان فیرس مرکبات جیسے میگنیشیم، ایلومینیم، تانبا، زنک، اور نکل میں شامل کرنے سے مرکب کی طبعی اور کیمیائی خصوصیات کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، ساتھ ہی اس کے کمرے کے درجہ حرارت اور اعلی درجہ حرارت کی مکینیکل خصوصیات میں اضافہ ہو سکتا ہے۔
ملٹری فیلڈ

اپنی بہترین طبعی خصوصیات جیسے فوٹو الیکٹرسٹی اور میگنیٹزم کی وجہ سے، نایاب زمینیں مختلف خصوصیات کے ساتھ نئے مواد کی وسیع اقسام بنا سکتی ہیں اور دیگر مصنوعات کے معیار اور کارکردگی کو بہت بہتر بنا سکتی ہیں۔ لہذا، یہ "صنعتی سونے" کے طور پر جانا جاتا ہے. سب سے پہلے، نایاب زمینوں کا اضافہ ٹینکوں، ہوائی جہازوں اور میزائلوں کی تیاری میں استعمال ہونے والے سٹیل، ایلومینیم کے مرکب، میگنیشیم مرکبات، اور ٹائٹینیم مرکبات کی حکمت عملی کی کارکردگی کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، نایاب زمین کو بہت سے ہائی ٹیک ایپلی کیشنز جیسے الیکٹرانکس، لیزر، جوہری صنعت، اور سپر کنڈکٹیویٹی کے لیے چکنا کرنے والے مادے کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایک بار جب فوج میں نایاب زمین کی ٹیکنالوجی کا استعمال کیا جاتا ہے، تو یہ لامحالہ فوجی ٹیکنالوجی میں ایک چھلانگ لائے گی۔ ایک خاص معنوں میں، سرد جنگ کے بعد کئی مقامی جنگوں میں امریکی فوج کا زبردست کنٹرول، نیز دشمنوں کو کھلے عام معافی کے ساتھ مارنے کی اس کی صلاحیت، اس کی نایاب زمینی ٹیکنالوجی، جیسے کہ سپرمین سے ہوتی ہے۔

پیٹرو کیمیکل انڈسٹری

نایاب زمینی عناصر کو پیٹرو کیمیکل صنعت میں سالماتی چھلنی کیٹالسٹ بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جس کے فوائد جیسے کہ اعلی سرگرمی، اچھی سلیکٹیوٹی، اور بھاری دھاتوں کے زہر کے خلاف مضبوط مزاحمت۔ لہذا، انہوں نے پیٹرولیم کیٹلیٹک کریکنگ کے عمل کے لیے ایلومینیم سلیکیٹ کیٹالسٹس کی جگہ لے لی ہے۔ مصنوعی امونیا کی پیداوار کے عمل میں، نایاب ارتھ نائٹریٹ کی ایک چھوٹی سی مقدار کوکاٹیلیسٹ کے طور پر استعمال کی جاتی ہے، اور اس کی گیس پروسیسنگ کی صلاحیت نکل ایلومینیم کیٹیلیسٹ سے 1.5 گنا زیادہ ہے۔ cis-1,4-polybutadiene ربڑ اور isoprene ربڑ کی ترکیب کے عمل میں، rare Earth cycloalkanoate triisobutyl ایلومینیم کیٹیلیسٹ کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کی گئی پروڈکٹ بہترین کارکردگی رکھتی ہے، جس کے فوائد جیسے کہ کم سازوسامان چپکنے والی پھانسی، مستحکم آپریشن، اور مختصر علاج کے بعد کا عمل۔ ; جامع نایاب زمین کے آکسائیڈز کو اندرونی دہن کے انجنوں سے خارج ہونے والی گیس کو صاف کرنے کے لیے اتپریرک کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، اور سیریم نیفتھینیٹ کو پینٹ خشک کرنے والے ایجنٹ کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

گلاس سیرامک

چین کی شیشے اور سیرامک ​​کی صنعت میں نایاب زمینی عناصر کے استعمال میں 1988 کے بعد سے اوسطاً 25 فیصد اضافہ ہوا ہے، جو 1998 میں تقریباً 1600 ٹن تک پہنچ گیا ہے۔ نایاب زمین کے شیشے کے سرامکس نہ صرف صنعت اور روزمرہ کی زندگی کے لیے روایتی بنیادی مواد ہیں، بلکہ ہائی ٹیک فیلڈ کا اہم رکن۔ نایاب ارتھ آکسائیڈز یا پروسیس شدہ نایاب ارتھ کنسنٹریٹس کو آپٹیکل گلاس، اسپیکٹیکل لینز، پکچر ٹیوب، آسیلوسکوپ ٹیوب، فلیٹ گلاس، پلاسٹک اور دھاتی دسترخوان کے لیے پالش کرنے والے پاؤڈر کے طور پر بڑے پیمانے پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ شیشے کے پگھلنے کے عمل میں، سیریم ڈائی آکسائیڈ کا استعمال لوہے پر مضبوط آکسیکرن اثر، شیشے میں لوہے کی مقدار کو کم کرنے اور شیشے سے سبز رنگ کو ہٹانے کے مقصد کو حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ نایاب ارتھ آکسائیڈز کو شامل کرنے سے مختلف مقاصد کے لیے آپٹیکل گلاس اور خصوصی گلاس تیار کیا جا سکتا ہے، بشمول وہ شیشہ جو بالائے بنفشی شعاعوں کو جذب کر سکتا ہے، تیزاب اور حرارت سے بچنے والا گلاس، ایکس رے مزاحم شیشہ وغیرہ۔ سیرامک ​​اور چینی مٹی کے برتن کے گلیز میں نایاب زمینی عناصر کو شامل کرنے سے گلیز کے ٹکڑے ہونے کو کم کیا جا سکتا ہے اور مصنوعات کو مختلف رنگوں اور چمکدار بنا سکتے ہیں، جس سے وہ سیرامک ​​انڈسٹری میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔

زراعت

تحقیقی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ زمین کے نایاب عناصر پودوں کے کلوروفل مواد کو بڑھا سکتے ہیں، فوٹو سنتھیس کو بڑھا سکتے ہیں، جڑوں کی نشوونما کو فروغ دے سکتے ہیں، اور جڑوں کے ذریعے غذائی اجزاء کے جذب کو بڑھا سکتے ہیں۔ نایاب زمینی عناصر بیج کے انکرن کو بھی فروغ دے سکتے ہیں، بیج کے انکرن کی شرح کو بڑھا سکتے ہیں، اور بیج کی نشوونما کو فروغ دے سکتے ہیں۔ مذکورہ بالا اہم افعال کے علاوہ، اس میں بعض فصلوں کی بیماریوں کے خلاف مزاحمت، سردی کے خلاف مزاحمت اور خشک سالی کے خلاف مزاحمت کو بڑھانے کی صلاحیت بھی ہے۔ متعدد مطالعات نے یہ بھی دکھایا ہے کہ نایاب زمینی عناصر کے مناسب ارتکاز کا استعمال پودوں کے ذریعہ غذائی اجزاء کے جذب، تبدیلی اور استعمال کو فروغ دے سکتا ہے۔ نایاب زمینی عناصر کو چھڑکنے سے وی سی مواد، چینی کی کل مقدار، اور سیب اور لیموں کے پھلوں میں شوگر ایسڈ کا تناسب بڑھ سکتا ہے، پھلوں کے رنگنے اور جلد پکنے کو فروغ دیتا ہے۔ اور یہ اسٹوریج کے دوران سانس کی شدت کو دبا سکتا ہے اور کشی کی شرح کو کم کر سکتا ہے۔

نئے مواد کا میدان

نایاب ارتھ نیوڈیمیم آئرن بوران مستقل مقناطیس مواد، جس میں اعلیٰ ریماننس، زیادہ جبر، اور اعلیٰ مقناطیسی توانائی کی مصنوعات ہیں، بڑے پیمانے پر الیکٹرانک اور ایرو اسپیس انڈسٹریز اور ڈرائیونگ ونڈ ٹربائنز میں استعمال ہوتی ہیں (خاص طور پر آف شور پاور پلانٹس کے لیے موزوں)؛ گارنیٹ قسم کے فیرائٹ سنگل کرسٹل اور پولی کرسٹل جو خالص نایاب ارتھ آکسائیڈز اور فیرک آکسائیڈ کے امتزاج سے بنائے گئے ہیں مائکروویو اور الیکٹرانک صنعتوں میں استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ یٹریئم ایلومینیم گارنیٹ اور اعلی پاکیزگی والے نیوڈیمیم آکسائیڈ سے بنے نیوڈیمیم گلاس کو ٹھوس لیزر مواد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ نایاب ارتھ ہیکسابورائیڈز کو الیکٹران کے اخراج کے لیے کیتھوڈ مواد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لینتھنم نکل دھات 1970 کی دہائی میں ایک نیا تیار کردہ ہائیڈروجن ذخیرہ کرنے والا مواد ہے۔ لینتھنم کرومیٹ ایک اعلی درجہ حرارت تھرمو الیکٹرک مواد ہے۔ اس وقت، دنیا بھر کے ممالک نے بیریم یٹریئم کاپر آکسیجن عناصر کے ساتھ ترمیم شدہ بیریم بیسڈ آکسائیڈز کا استعمال کرکے سپر کنڈکٹنگ مواد کی ترقی میں کامیابیاں حاصل کی ہیں، جو مائع نائٹروجن درجہ حرارت کی حد میں سپر کنڈکٹرز حاصل کرسکتے ہیں۔ مزید برآں، نایاب ارتھ کا وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے روشنی کے ذرائع جیسے فلوروسینٹ پاؤڈر، انٹینسفائنگ اسکرین فلوروسینٹ پاؤڈر، تین بنیادی کلر فلوروسینٹ پاؤڈر، اور کاپی لیمپ پاؤڈر (لیکن نایاب زمین کی قیمتوں میں اضافے کی وجہ سے زیادہ لاگت کی وجہ سے، روشنی میں ان کی ایپلی کیشنز بتدریج کم ہو رہی ہیں) کے ساتھ ساتھ الیکٹرانک مصنوعات جیسے پروجیکشن ٹیلی ویژن اور ٹیبلیٹ؛ زراعت میں، کھیت کی فصلوں پر نایاب ارتھ نائٹریٹ کی ٹریس مقدار لگانے سے ان کی پیداوار میں 5-10% اضافہ ہو سکتا ہے۔ ہلکی ٹیکسٹائل کی صنعت میں، نایاب ارتھ کلورائیڈز کو ٹیننگ فر، فر ڈائینگ، اون ڈائینگ، اور کارپٹ ڈائینگ میں بھی بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔ انجن کے اخراج کے دوران بڑے آلودگیوں کو غیر زہریلے مرکبات میں تبدیل کرنے کے لیے نایاب زمینی عناصر کو آٹوموٹو کیٹلیٹک کنورٹرز میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔

دیگر ایپلی کیشنز

نایاب زمینی عناصر کو مختلف ڈیجیٹل مصنوعات پر بھی لاگو کیا جاتا ہے، بشمول آڈیو ویژول، فوٹو گرافی، اور مواصلاتی آلات، متعدد تقاضوں کو پورا کرتے ہیں جیسے چھوٹے، تیز، ہلکے، زیادہ استعمال کا وقت، اور توانائی کی بچت۔ ایک ہی وقت میں، یہ سبز توانائی، صحت کی دیکھ بھال، پانی صاف کرنے، اور نقل و حمل جیسے متعدد شعبوں پر بھی لاگو کیا گیا ہے.