موادپوهنه

د موادو ساینس چې له څو ګونو رشتو څخه جوړه ساحه ده، د نویو موادو په ځانګړې توګه د جامدو موادو ډیزاین او د هغه استخراج ځان کې را نغاړي. ‎دې څانګې ته په عام ډول د موادو علم او انجینري هم ویل کېږي، چې د انجینرۍ د ګټورو توکو پر جوړولو ټینګار کوي او د موادو فزیک د مادي ملکیتونو د تشریح کولو لپاره د فزیک پر کارولو ټینګار کوي. د موادو ساینس د روښانتیا په دور کې خپلې فکري ریښې لري، دا هغه وخت وو چې څیړونکو د کیمیا، فزیک، او انجنیري تحلیل پیل کړ ترڅو په فلزاتو او معدنیاتو کې د لرغونو، رجحاناتو پر مشاهدو وپوهیږي. د موادو ساینس لاهم د فزیک ، کیمیا او انجینرۍ لخوا تر اغیز لاندې ده. د بیلګه په توګه اکاډمیک بنسټونه د اوږدې مودې راهیسې د اړوندو برخو د فرعي ساحې په توګه ګڼل کېږي. د ۱۹۴۰ لسیزې په پیل کې د موادو علم په پراخه کچه د ساینس او انجینرۍ د ځانګړي ساحې په توګه پېژندل شوې او په ټوله نړۍ کې لویو تخنیکي پوهنتونونو د دې مطالعې لپاره ښوونځي جوړ کړل.^[۱]^[۲]

د موادو ساینس پوهان ټینګار کوي تر څو پوه شي د موادو تاریخ (پروسس)، ځانګړنې او فعالیت د هغو پر جوړښت څنګه اغېز کوي. د پروسس کولو- جوړښت- ځانګړنو په اړیکو پوهېدل د موادو تمثیل بلل کېږي. دا تمثیل په مختلفو څېړنیزو ساحو کې د نانو ټکنالوژۍ، بایومټریال او فلزپوهنې په شمول د پوهاوي د پرمختګ لپاره کارېږي.

د موادو ساینس هم د قانوني انجنیرۍ او د ناکامۍ د تحلیل، موادو، محصولاتو، جوړښتونو یا اجزاو د څېړلو یوه برخه ده، چې ناکامېږي یا د هدف په توګه کار نه کوي، د شخصي ټپ یا د ملکیت د زیان لامل کېږي. د پوهاوي لپاره دا ډول څېړنې مهمې دي، لکه د بېلابېلو هوایي ټکرونو او پېښو لاملونه.

تاریخچه

د یوې ټاکلې ساحې د موادو انتخاب تر ډېره یو مشخص ټکی لري. د ډبرې دوره، د برونزو دوره، د اوسپنې دوره او د فولادو د دورې په څېر، که څه هم دا خپل سري مثالونه دي. د موادو ساینس د انجینرۍ او پلي شوي ساینس یو له پخوانیو ډولونو څخه دی چې د سیرامیک جوړولو او د هغې د اصلي مشتق فلزاتو څخه ترلاسه کیږي. د عصري موادو ساینس په مستقیم ډول له فلزاتوڅخه را منځته شوي، چې هغو پخپله له کان کیندنې او (اټکلی) له سیرامیکونو او مخکې له اور کارولو وده کړې. د موادو په پوهېدو کې یو لوی پرمختګ د ۱۹مې پېړۍ په وروستیو کې هغه وخت رامنځته شو، چې امریکایی ساینسپوه جوشیا ویلارډ ګیبس وښوده، چې په مختلفو پړاوونو کې په اتومي جوړښت پورې اړوند ترموډینامیکې ځانګړنې د موادو له فزیکي ځانګړنو سره تړاو لري. د فضا دسرعت د عصري موادو ساینس مهم عناصر تولید کړل. د فلزي مرکباتو په انجینرۍ او د سیلیکا او کاربن په موادو پوهېدل، چې د فضا د وسایطو په جوړولو کې کارېږي او د ځای سپړلو توان لري. د موادو ساینس د انقلابي ټیکنالوژیو لکه ربړونو، پلاستیکونو، سیمي کنډکټرونواو بایومیټریالونو له پراختیا سره مرسته کړې او وده یې ورکړې ده.^[۳]^[۴]

له ۱۹۶۰ لسیزې مخکې زیاتره پېښې د مواد پوهنې د فلزاتو یا سیرامیک انجینرۍ څانګې وې، چې د ۱۹مې او ۲۰مې پېړۍ په پیل کې په فلزاتو او سیرامیکونو ټینګار ته اشاره کوي. په متحده ایالاتو کې د موادپوهنې وده د پرمختللي څېړنیزې پروژې د ادارې له خوا په یوه برخه کې کتل شوې وه، چې د ۱۹۶۰ لسیزې په لومړیو کې یې « د موادو په علومو کې د بنسټیزو څېړنو او روزنې ملي پروګرام د پراخولو لپاره» د پوهنتون - کوربه شویو لابراتوارونو د لړۍ مالي ملاتړ وکړ. د مېخانیکي انجینرۍ په مقابل کې د نوي مادي ساینس ساحه له ماکرو کچې نه د موادو نښه کولو ته ډېر پام کوي. دا کار په هغې طریقه کوي، چې مواد د مایکروسکوپیکې کچې د چلند د پوهې پر بنسټ ډیزاین شوي دي. د اټومي او مالیکولر پروسو او همدارنګه د موادو د ټولیزوځانګړنو ترمنځ د اړیکو د پراخې پوهې له امله د موادو ډیزاین د ځانګړو مطلوبو خواصو پر بنسټ رامنځته شو. له هغه وخت راهیسې، د موادو ساینس ساحه پراخه شوې چې د موادو ټول ډولونه پکې شامل دي، د سیرامیک په ګډون، پولیمر، سیمیکمډکټر، مقناطیسي مواد، بایومیټریالونه، او نانومیټریالونه، کوم چې عموما په دریوډلو ویشل شوي: سیرامیک، فلزونه او پولیمر نه عبارت دي. په وروستیو لسیزو کې د موادو په ساینس کې مهم بدلون د نویو موادو د موندلو، د موادو د ځانګړتیاوو او په پېښو د پوهېدو لپاره د کمپیوټر د ظاهر جوړونې فعاله کارول دي.^[۵]^[۶]

بنسټونه

مواد یوه ماده ده (تر ډېره د جامدې؛ خو په نورو کې متراکم شوی پړاو شاملېدای شي) چې د ځانګړو موخو لپاره کارول کیږي. زموږ په شاوخوا کې بې شمېره مواد شته، چې له ودانیو او موټرونو نیولې تر فضایی الوتکو پورې په هر څه کې موندل کېدای شي. د موادو اصلي ټولګي فلزات، سیمیک مډکټرونه، سیرامیکونه او پولیمر دي. په وده لرونکو او پرمختللو توکو کې نانومیټریالونه، بایومیټریالونه او د انرژۍ د موادو څو ډوله شامل دي. ^[۷]^[۸]^[۹]

د موادو ساینس بنسټ د موادو د جوړښت، د موادو د جوړولو لپاره د پروسس لارې چارې او په اخر کې د موادو د ځانګړنو ترمنځ د تعامل مطالعه ده. د دې مغلق ترکیب د کارولو په ترڅ کې د موادو د تولید فعالیت شروع کیږي. د ډېر اوږدوالي په مقیاس کې ډېرې ځانګړنې د موادو پر فعالیت اغېز کوي، مایکرو جوړښت د اجزاوو د کیمیاوي عناصرو له ډلې او میکروسکوپي ځانګړنې د پروسس له ډلې دي. د ساینسپوهانو موخه دا ده، چې د ترموډینامیک او کایناتیک موادو له قوانینو سره په ګډه په موادو پوه شي او اصلاح پکې راولي.

جوړښت

د موادو جوړښت په دې ډګر کې له مهمو برخو څخه ګڼل کیږي. د تعریف له مخې، ساحه د« هغو اړیکو چې د موادو د جوړښتونو او ځانګړنو ترمنځ شتون لري» په څېړنې پورې اړه لري. د موادو ساینس له اتومي کچې نه ترمیکرو کچې پورې د موادو جوړښت ارزوي. د موادو ځانګړتیا هغه پروسه ده چې د موادو ساینس پوهان د موادو جوړښت د هغه په وسیله ارزوي. په دې کې د ایکس شعاعو، الکترونونو یا نیوټرونونو سره توپیر او د سپیکټروسکوپي مختلف ډولونه او کیمیاوي تحلیلونه لکه رامان سپیکټروسکوپي، د انرژي د وېش سپیکټروسکوپي ، کروماتګرافي، حرارتي تحلیل، د الکترون مایکروسکوپ تحلیل او داسې نور مېتودونه شامل دي. ^[۱۰]^[۱۱]

جوړښت په مختلفو کچو مطالعه کیږي

اټومي جوړښت

اټومي جوړښت د موادو له اتومونو سره تعامل کوي او د تنظیم څرنګوالی ارزوي، ترڅو مالیکولونو، کرسټالونو او نورو ته وده ورکړي. د موادو زیاتره برېښنايي، مقناطیسي او کیمیاوي ځانګړنې له دې جوړښت نه رامنځته کېږي. د اوږدوالي مقیاس چې په انګسټروم (Å) کې شامل دی. کیمیاوي اړیکې او اټومي ترتیب (کریسټالوګرافي) د هر ډول موادو د ځانګړنو او چلند د مطالعې لپاره بنسټیز دي.

تړل

د دې لپاره چې په مادي جوړښت او د هغه له ځانګړنو سره د تړاو په اړه په بشپړه توګه پوه شو، د موادوساینس پوه باید وڅیړو چې څنګه مختلف اتومونه، ایونونه او مالیکولونه له یو بل سره تنظیم شوي او تړل شوي دي. دا د کوانټم کیمیا یا کوانټم فزیک مطالعه او کارولو ته اړتیا لري. د جامد حالت فزیک، د جامد حالت کیمیا او فزیکي کیمیا هم د اړیکو او جوړښت په مطالعه کې رول لري.

سرچينې

↑ Eddy, Matthew Daniel (2008). The Language of Mineralogy: John Walker, Chemistry and the Edinburgh Medical School 1750–1800. Ashgate. Archived from the original on 2015-09-03.
↑ Smith, Cyril Stanley (1981). A Search for Structure. MIT Press. ISBN 978-0262191913.
↑ Defonseka, Chris (2020). Polymer Fillers and Stiffening Agents: Applications and Non-traditional Alternatives (په انګليسي). Berlin: Walter de Gruyter GmbH & Co KG. p. 31. ISBN 978-3-11-066999-2.
↑ Psillos, Dimitris; Kariotoglou, Petros (2015). Iterative Design of Teaching-Learning Sequences: Introducing the Science of Materials in European Schools (په انګليسي). Dordrecht: Springer. p. 79. ISBN 978-94-007-7807-8.
↑ Martin, Joseph D. (2015). "What's in a Name Change? Solid State Physics, Condensed Matter Physics, and Materials Science" (PDF). Physics in Perspective. 17 (1): 3–32. Bibcode:2015PhP....17....3M. doi:10.1007/s00016-014-0151-7. S2CID 117809375.
↑ Channell, David F. (2017). A History of Technoscience: Erasing the Boundaries between Science and Technology (په انګليسي). Oxon: Routledge. p. 225. ISBN 978-1-351-97740-1.
↑ "For Authors: Nature Materials" Archived 2010-08-01 at the Wayback Machine.
↑ Callister, Jr., Rethwisch. "Materials Science and Engineering – An Introduction" (8th ed.). John Wiley and Sons, 2009 pp.5–6
↑ Callister, Jr., Rethwisch. Materials Science and Engineering – An Introduction (8th ed.). John Wiley and Sons, 2009 pp.10–12
↑ Zagorodni, Andrei A. (2006). Ion Exchange Materials: Properties and Applications (په انګليسي). Amsterdam: Elsevier. pp. xi. ISBN 978-0-08-044552-6.
↑ Defonseka, Chris (2020). Polymer Fillers and Stiffening Agents: Applications and Non-traditional Alternatives (په انګليسي). Berlin: Walter de Gruyter GmbH & Co KG. p. 31. ISBN 978-3-11-066999-2.

[1] Eddy, Matthew Daniel (2008). The Language of Mineralogy: John Walker, Chemistry and the Edinburgh Medical School 1750–1800. Ashgate. Archived from the original on 2015-09-03.

[smith-2] Smith, Cyril Stanley (1981). A Search for Structure. MIT Press. ISBN 978-0262191913.

[:1-3] Defonseka, Chris (2020). Polymer Fillers and Stiffening Agents: Applications and Non-traditional Alternatives (په انګليسي). Berlin: Walter de Gruyter GmbH & Co KG. p. 31. ISBN 978-3-11-066999-2.

[4] Psillos, Dimitris; Kariotoglou, Petros (2015). Iterative Design of Teaching-Learning Sequences: Introducing the Science of Materials in European Schools (په انګليسي). Dordrecht: Springer. p. 79. ISBN 978-94-007-7807-8.

[martin-pip-5] Martin, Joseph D. (2015). "What's in a Name Change? Solid State Physics, Condensed Matter Physics, and Materials Science" (PDF). Physics in Perspective. 17 (1): 3–32. Bibcode:2015PhP....17....3M. doi:10.1007/s00016-014-0151-7. S2CID 117809375.

[:0-6] Channell, David F. (2017). A History of Technoscience: Erasing the Boundaries between Science and Technology (په انګليسي). Oxon: Routledge. p. 225. ISBN 978-1-351-97740-1.

[7] "For Authors: Nature Materials" Archived 2010-08-01 at the Wayback Machine.

[8] Callister, Jr., Rethwisch. "Materials Science and Engineering – An Introduction" (8th ed.). John Wiley and Sons, 2009 pp.5–6

[9] Callister, Jr., Rethwisch. Materials Science and Engineering – An Introduction (8th ed.). John Wiley and Sons, 2009 pp.10–12

[10] Zagorodni, Andrei A. (2006). Ion Exchange Materials: Properties and Applications (په انګليسي). Amsterdam: Elsevier. pp. xi. ISBN 978-0-08-044552-6.

[:12-11] Defonseka, Chris (2020). Polymer Fillers and Stiffening Agents: Applications and Non-traditional Alternatives (په انګليسي). Berlin: Walter de Gruyter GmbH & Co KG. p. 31. ISBN 978-3-11-066999-2.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]

[۹]

[۱۰]

[۱۱]