विनियमित समरूपता के साथ द्वि-आयामी पदार्थों का नियतात्मक आणविक स्टैकिंग एक बड़ी चुनौती बनी हुई है। हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन द जर्नल ऑफ़ फिजिकल केमिस्ट्री लेटर्स द्वि-आयामी . के 30° ट्विस्टेड स्टैकिंग की रिपोर्ट करके इस समस्या का समाधान करता है कार्बनिक कॉपर नैनोक्लस्टवह विधानसभा।

पढाई करना: द्वि-आयामी कॉपर नैनोक्लस्टर असेंबलियों के मुड़ डोडेकोनाल स्टैकिंग में बढ़ी हुई रासायनिक स्थिरता. छवि क्रेडिट: युरचंका सिरहेई / शटरस्टॉक डॉट कॉम

द्वि-आयामी (2D) सामग्रियों ने हाल ही में विशिष्ट थोक सामग्रियों की तुलना में अपनी बेहतर विशेषताओं के कारण प्रमुखता प्राप्त की है। द्वि-आयामी सामग्री में कम वजन, एक उच्च यंग मापांक, एक उच्च शक्ति और इन-प्लेन और आउट-ऑफ-प्लेन यांत्रिक विशेषताओं के बीच एक मजबूत अनिसोट्रॉपी है।

द्वि-आयामी सामग्री के साथ Quasiperiodicity: एक नया अनुसंधान फ्रंटियर

द्वि-आयामी पदार्थों के विकास ने हाल के वर्षों में उनके कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के कारण कई शोधकर्ताओं की जिज्ञासा को बढ़ा दिया है। आश्चर्यजनक रूप से, अर्ध-आवधिक संरचनाओं के साथ द्वि-आयामी नैनोमटेरियल्स के उत्पादन पर अध्ययन लगभग 40 वर्षों के बाद भी दुर्लभ हैं।

इस बाधा के लिए एक स्पष्टीकरण यह है कि स्वीकृत सिंथेटिक रसायन विज्ञान अवधारणाओं का उपयोग करके ऐसी संरचनाएं अभी भी मुश्किल हैं। हालांकि, हाल के निष्कर्षों से पता चलता है कि हेक्सागोनल संरचनाओं के साथ द्वि-आयामी सामग्री की कोणीय / मुड़ परत क्रिस्टलोग्राफिक क्वासिपरियोडिसिटी की व्यवस्था के लिए नई संभावनाएं खोल सकती है।

उदाहरण के लिए, मुड़े हुए बहुपरत ग्राफीन को 30 डिग्री के एक निश्चित कोण पर स्तरित करने पर अर्ध-क्रिस्टलीय नियमितता उत्पन्न करने के लिए दिखाया गया है। इसके अलावा, मैजिक-एंगल ट्विस्टेड बाइलेयर और मल्टीलेयर्ड ग्राफीन में सुपर कंडक्ट की पहचान से अन्य दो-आयामी यौगिकों में अप्रत्याशित विशेषताओं की खोज की संभावना बढ़ जाती है।

मुड़ द्वि-आयामी सामग्री में अद्वितीय भौतिक विशेषताओं के अस्तित्व को रमन स्पेक्ट्रम द्वारा मुड़ बहुस्तरीय ग्रेफीन और मुड़ द्वि-आयामी काले फास्फोरस में फोटोनिक घुमाव द्वारा उजागर किया गया है।

द्वि-आयामी नैनोस्केल संरचनाओं की अर्ध-क्रिस्टलीयता

द्वि-आयामी नैनोकणों को क्वासिक क्रिस्टलीयता वाले उच्च-क्रम संरचनात्मक संगठन के लिए उपयुक्त दावेदार के रूप में पहचाना जाता है। नतीजतन, दो-आयामी सामग्री के रासायनिक प्रतिक्रिया-आधारित संरचनात्मक संगठन की खोज के लिए एक सम्मोहक तर्क है।

सुपरस्ट्रक्चर में कोलाइड्स, मोनोमर्स, माइक्रोइमल्शन और नैनोमैटेरियल्स जैसी सामग्रियों के स्व-संयोजन के परिणामस्वरूप मुख्य रूप से एन्ट्रापी द्वारा नियंत्रित क्वासिपरियोडिक समरूपता का निर्माण होता है। दूसरी ओर, दिशात्मक पैचनेस के साथ काटे गए टेट्रागोनल क्वांटम डॉट्स को भी 10-गुना सममित क्वासिक्रिस्टलाइन संरचना बनाने के लिए दिखाया गया है।

इस बात पर जोर देना महत्वपूर्ण है कि एपेरियोडिक रचनाएं जिसके परिणामस्वरूप सुपरलैटिस पैटर्न होते हैं, दो अलग-अलग सामग्रियों या एक घटक के कई रूपों को अपनाने की क्षमता के साथ यादृच्छिक झुकाव का परिणाम होते हैं। नतीजतन, एक समान आकार के दो-आयामी नैनोमटेरियल जैसे एकल घटक के अर्ध-क्रिस्टलीय संगठन का निर्माण महत्वपूर्ण बना हुआ है।

उपन्यास दो-आयामी कॉपर नैनोक्लस्टर्स का मुड़ स्टैकिंग

आणविक नैनोक्लस्टर, विशेष रूप से ढले हुए धातु के, सुपरस्ट्रक्चर में नैनोमटेरियल्स के मुड़ स्टैकिंग का एक दिलचस्प उदाहरण हैं। इसका कारण यह है कि लिगैंड-स्थिर धात्विक नैनोक्लस्टर अपने इंटरफेशियल इंटरैक्शन के आधार पर बड़े कणों में क्रिस्टलीकृत हो सकते हैं।

इस अध्ययन में, शोधकर्ताओं की रिपोर्ट है कि प्रतिक्रिया तंत्र को समायोजित करके, लिगैंड-स्थिर आणविक नैनोक्लस्टर को क्वासिपरियोडिक समरूपता के साथ संरचित दो-आयामी नैनोकणों में व्यवस्थित करना संभव है।

शोधकर्ताओं ने प्रतिक्रिया मीडिया में पेश किए गए धातु आयनों की संख्या को कम करके धातु आयनों और तांबे के आणविक समूहों को संयुक्त किया, जिसके परिणामस्वरूप क्वासिपरियोडिक समरूपता के साथ दो-आयामी नैनोस्ट्रक्चर मुड़ गए।

मर्कैप्टोबेन्जोइक एसिड (एमबीए) और मर्कैप्टोप्रोपेनोइक एसिड (एमपीए) द्वारा प्रबलित कॉपर नैनोक्लस्टर्स (सीयूएनसी) बनाने के लिए एक सरल संश्लेषण प्रक्रिया का उपयोग किया गया था। तैयार किए गए तांबे के नैनोक्लस्टर को बाद में जस्ता धातु आयनों के साथ जटिल किया गया और दो-आयामी हेक्सागोनल नैनोस्ट्रक्चर में बनाया गया।

अध्ययन के महत्वपूर्ण निष्कर्ष

जिंक-संशोधित कॉपर नैनोक्लस्टर्स (CuNCs) की ल्यूमिनेसिसेंस ताकत में काफी वृद्धि हुई है, जो एक क्रिस्टलीय की स्थापना का संकेत देता है। द्वि-आयामी तांबे के नैनोक्लस्टर ने चयनित क्षेत्र इलेक्ट्रॉन विवर्तन पैटर्न (एसएईडी) अध्ययन में हेक्सागोनल विवर्तन पैटर्न भी दिखाया।

इसने दो-आयामी नैनोमैटिरियल्स के सुझाए गए हेक्सागोनल जाली की भी पुष्टि की, जिसमें CuNCs को एक सुसंगत हेक्सागोनल पैटर्न में रखा गया है।

ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ने ट्रांसलेशनल समरूपता के स्पष्ट नुकसान के साथ डोडेकोनाल समरूपता क्षेत्रों के अस्तित्व का संकेत दिया। फोटोलुमिनेसेंस परीक्षणों से पता चला कि तरल मीडिया में स्तरित असेंबली का गठन हुआ। आणविक आयोडीन की उपस्थिति में, द्वि-आयामी CuNCs के संश्लेषित ट्विस्टेड स्टैकिंग आकारिकी ने लंबे समय तक फोटोल्यूमिनेशन और रासायनिक स्थिरता में हेक्सागोनल क्रिस्टल को बेहतर प्रदर्शन किया।

यह अनुमान लगाया गया है कि ये निष्कर्ष चमकदार या अन्य द्वि-आयामी सामग्री के स्तरित संयोजनों को डिजाइन करके उपन्यास रासायनिक और भौतिक विशेषताओं में भविष्य के शोध का मार्ग प्रशस्त करेंगे।

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संदर्भ

दास, पी., और चट्टोपाध्याय, ए. (2022)। टू-डायमेंशनल कॉपर नैनोक्लस्टर असेंबली के ट्विस्टेड डोडेकोनाल स्टैकिंग में एन्हांस्ड केमिकल स्टेबिलिटी। द जर्नल ऑफ़ फिजिकल केमिस्ट्री लेटर्स. पर उपलब्ध:

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