कोलाइडल क्रिस्टल

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एक कोलाइडल क्रिस्टल कोलाइडल कणों की आदेश (क्रिस्टल जाली) सरणी है और मानक क्रिस्टल के समान सूक्ष्म कणों वाली पदार्थ होती है जिसके दोहराए जाने वाले उपइकाई परमाणु या अणु होते हैं।[1] इस घटना का प्राकृतिक उदाहरण मणि ओपीएएल में पाया जा सकता है, जहां सिलिका के गोले मध्यम संपीड़न (भौतिक) के तहत स्थानीय रूप से आवधिक संरचना के बंद-पैकिंग का अनुमान लगाते हैं।[2][3] कोलाइडल क्रिस्टल के थोक गुण संरचना, कण आकार, पैकिंग व्यवस्था और नियमितता की डिग्री पर निर्भर करते हैं। अनुप्रयोगों में फोटोनिक्स, पदार्थ प्रसंस्करण, और स्व-विधानसभा और चरण संक्रमण का अध्ययन सम्मिलित है।

उनके बीच अनाज की सीमाओं के साथ छोटे 2डी कोलाइडयन क्रिस्टल का संग्रह पानी में गोलाकार कांच के कण (10 माइक्रोन व्यास)।
ऊपर कोलाइडल क्रिस्टल में क्रिस्टल की कनेक्टिविटी। सफेद कनेक्शन इंगित करते हैं कि कण के छह समान दूरी वाले पड़ोसी हैं और इसलिए क्रिस्टलीय डोमेन का हिस्सा बनता है।
IUPAC definition

Assembly of colloid particles with a periodic structure that
conforms to symmetries familiar from molecular or atomic crystals.

Note: Colloidal crystals may be formed in a liquid medium or during
drying of particle suspension.[4]

परिचय

एक कोलाइडल क्रिस्टल कणों का उच्च क्रम वाला सरणी है जो लंबी सीमा (लगभग सेंटीमीटर तक) में बनाया जा सकता है। उचित स्केलिंग विचार के साथ इस तरह की सारणियाँ उनके परमाणु या आणविक समकक्षों के अनुरूप प्रतीत होती हैं। इस घटना का अच्छा प्राकृतिक उदाहरण कीमती ओपल में पाया जा सकता है, जहां अनाकार सिलिकॉन डाइऑक्साइड, SiO2 के कोलाइडल क्षेत्रों के पैक-बंद डोमेन से शुद्ध वर्णक्रमीय रंग के शानदार क्षेत्र बनते हैं। (उपरोक्त चित्रण देखें) गोलाकार कण अत्यधिक रेशमी पूलों में अवक्षेपित होते हैं और जलस्थैतिक और गुरुत्वाकर्षण बलों के तहत अवसादन और संपीड़न के वर्षों के बाद अत्यधिक क्रमबद्ध सरणियाँ बनाते हैं। गोलाकार कणों की आवधिक सरणी अंतरालीय दोष रिक्तियों के समान सरणी बनाती है जो फोटोनिक क्रिस्टल में प्रकाश तरंगों के लिए प्राकृतिक विवर्तन ग्रेटिंग के रूप में कार्य करती है विशेष रूप से जब अंतरालीय रिक्ति घटना प्रकाश तरंग के समान परिमाण के समान क्रम की होती है।[5][6]

उत्पत्ति

कोलाइडल क्रिस्टल की उत्पत्ति बेंटोनाइट सोल (कोलॉइड) के यांत्रिक गुणों और लौह ऑक्साइड सॉल में शिलर परतों के ऑप्टिकल गुणों पर वापस जाती है। गुणों को मोनोडिस्पर्स अकार्बनिक कणों के क्रम के कारण माना जाता है।[7] मोनोडिस्पर्स कोलाइड, प्रकृति में उपस्थित लंबी दूरी के आदेशित सरणियों को बनाने में सक्षम हैं। डब्ल्यू.एम द्वारा खोज तम्बाकू और टमाटर वायरस के क्रिस्टलीय रूपों के स्टेनली ने इसका उदाहरण दिया एक्स-रे विवर्तन विधियों का उपयोग करते हुए यह बाद में निर्धारित किया गया था कि जब तनु पानी के निलंबन से अपकेंद्रित्र द्वारा केंद्रित किया जाता है, तो ये वायरस कण अधिकांशतः खुद को अत्यधिक क्रमबद्ध सरणियों में व्यवस्थित करते हैं।

तम्बाकू मोज़ेक वायरस में रॉड के आकार के कण द्वि-आयामी त्रिकोणीय क्रिस्टल संरचना बना सकते हैं, जबकि टमाटर बुशी स्टंट वायरस में लगभग गोलाकार कणों से शरीर-केंद्रित घन संरचना का निर्माण किया गया था।[8] 1957 में, क्रिस्टलीय कीट विषाणु की खोज का वर्णन करने वाला पत्र प्रकृति (पत्रिका) पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।[9] टिपुला इंद्रधनुषी वाइरस के रूप में जाना जाता है, क्रिस्टल चेहरों पर होने वाले दोनों वर्ग और त्रिकोणीय सरणियों से, लेखकों ने वायरस कणों के चेहरे-केंद्रित क्यूबिक क्लोज-पैकिंग को घटाया सेल (जीव विज्ञान) के निलंबन में इस प्रकार की क्रमबद्ध सरणी भी देखी गई है जहां समरूपता जीव के प्रजनन के विधि के अनुकूल है।[10] आनुवंशिक पदार्थ की सीमित पदार्थ इसके द्वारा कोडित किए जाने वाले प्रोटीन के आकार पर प्रतिबंध लगाती है। सुरक्षात्मक खोल बनाने के लिए ही प्रोटीन की बड़ी संख्या का उपयोग आरएनए या डीएनए पदार्थ की सीमित लंबाई के अनुरूप है।[11][12]

यह कई वर्षों से ज्ञात है कि कूलम्ब के नियम कूलम्बिक इंटरैक्शन के कारण, जलीय वातावरण में विद्युत आवेशित बड़े अणुओं लंबी दूरी के क्रिस्टल जैसे सहसंबंध प्रदर्शित कर सकते हैं, जिसमें अंतरकण पृथक्करण दूरी अधिकांशतः व्यक्तिगत कण व्यास से बहुत अधिक होती है। प्रकृति के सभी स्थितियों में, समान इंद्रधनुषी दृश्य प्रकाश तरंगों के विवर्तन और रचनात्मक हस्तक्षेप के कारण होता है जो ब्रैग के नियम के अंतर्गत आता है।

दुर्लभता और पैथोलॉजिकल गुणों के कारण वैज्ञानिक प्रयोगशालाओं में न तो ओपल और न ही कोई कार्बनिक यौगिक वायरस बहुत लोकप्रिय रहे हैं। इन "कोलाइडल क्रिस्टल" के भौतिकी और रसायन विज्ञान की खोज करने वाले प्रयोगों की संख्या सरल विधि के परिणामस्वरूप सामने आई है, जो 20 वर्षों में सिंथेटिक मोनोडिस्पर्स कोलाइड, दोनों बहुलक और खनिज तैयार करने के लिए विकसित हुए हैं, और विभिन्न तंत्र (दर्शन) के माध्यम से उनके लंबी दूरी के आदेश गठन को प्रयुक्त करना और संरक्षित करना है।

प्रवृत्तियों

कोलाइडल क्रिस्टल अधिक ध्यान आकर्षित कर रहे हैं, बड़े मापदंड पर आदेश देने और स्वयं-विधानसभा, सहकारी गति, तरल पदार्थ और ठोस दोनों, और संरचनात्मक चरण संक्रमण द्वारा संघनित पदार्थ में देखी गई संरचनाओं के समान संरचनाओं के कारण[13][14] लोचदार विरूपण ठोस के लिए, उचित स्केलिंग नियम के साथ उनकी भौतिक समानता के संदर्भ में चरण संतुलन पर विचार किया गया है। अंतरकण पृथक्करण दूरी की टिप्पणियों ने आदेश देने पर कमी दिखाई है। इसने अंतरकण क्षमता में लंबी दूरी के आकर्षक (बल) घटक के अस्तित्व के बारे में इरविंग लैंगमुइर के विश्वासों का पुनर्मूल्यांकन किया जाता है।[15]

कोलाइडल क्रिस्टल ने प्रकाशिकी में फोटोनिक क्रिस्टल के रूप में आवेदन पाया है। फोटोनिक्स फोटॉनों (प्रकाश के पैकेट) को उत्पन्न करने नियंत्रित करने और पता लगाने का विज्ञान है, विशेष रूप से दृश्यमान और अवरक्त के पास, किंतु विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के पराबैंगनी, इन्फ्रारेड और सुदूर आईआर भागों तक भी फैला हुआ है। फोटोनिक्स के विज्ञान में उत्सर्जन (विद्युत चुम्बकीय विकिरण), संप्रेषण, प्रवर्धन, पहचान, मॉडुलन और आवृत्तियों और तरंग दैर्ध्य की विस्तृत श्रृंखला पर प्रकाश तरंगों का स्विचिंग सम्मिलित है। फोटोनिक उपकरणों में इलेक्ट्रो ऑप्टिक घटक जैसे लेज़र (लाइट एम्प्लीफिकेशन बाय स्टिम्युलेटेड एमिशन ऑफ़ रेडिएशन) और प्रकाशित तंतु सम्मिलित हैं। अनुप्रयोगों में दूरसंचार, सूचना प्रसंस्करण, प्रकाश , स्पेक्ट्रोस्कोपी, होलोग्रफ़ी , चिकित्सा ( ऑपरेशन , दृष्टि सुधार, एंडोस्कोपी), सैन्य (निर्देशित मिसाइल) प्रौद्योगिकी, कृषि और रोबोटिक सम्मिलित हैं।

पॉलीक्रिस्टलाइन कोलाइडल संरचनाओं की पहचान सबमाइक्रोमीटर कोलाइडल पदार्थ विज्ञान के मूल तत्वों के रूप में की गई है।[16] विभिन्न जैविक प्रणालियों में आणविक स्व-विधानसभा देखी गई है और जटिल जैविक संरचनाओं की विस्तृत विविधता के गठन को रेखांकित करती है। इसमें प्रकृति में पाई जाने वाली सूक्ष्म सुविधाओं और डिजाइनों के आधार पर यांत्रिक रूप से उत्तम बायोमैटिरियल्स का उभरता हुआ वर्ग सम्मिलित है।

जैव-प्रेरित पदार्थ और संरचनाओं पर जोर देने के साथ, जैविक सिरेमिक, बहुलक समग्र सामग्री, इलास्टोमर्स और सेलुलर सामग्रियों की प्रमुख यांत्रिक विशेषताओं और संरचनाओं का पुनर्मूल्यांकन किया जा रहा है। पारंपरिक दृष्टिकोण पारंपरिक सिंथेटिक पदार्थ का उपयोग करके जैविक पदार्थ के डिजाइन के विधि पर ध्यान केंद्रित करते हैं।[17] प्रकृति में जैविक प्रणालियों की विशेषता वाली प्रक्रियाओं के माध्यम से बायोइंस्पायर्ड सामग्रियों के संश्लेषण में उपयोगों की पहचान की गई है। इसमें घटकों के नैनोस्केल स्व-विधानसभा और पदानुक्रमित संरचनाओं का विकास सम्मिलित है।[18]

बल्क क्रिस्टल

एकत्रीकरण

कोलाइडल फैलाव (या स्थिर निलंबन) में कण एकत्रीकरण को अंतरकण आकर्षण की डिग्री द्वारा चित्रित किया गया है।[19] थर्मल ऊर्जा (केटी द्वारा दिए गए) के सापेक्ष प्रबल आकर्षण के लिए, ब्राउनियन गति कण प्रसार की दर से सीमित विकास दर के साथ अपरिवर्तनीय रूप से गुच्छेदार संरचनाओं का निर्माण करती है। यह ऐसे मापदंडों का उपयोग करते हुए विवरण की ओर जाता है जैसे कि शाखाओं में बँटना, रेमीफिकेशन (गणित) या भग्न आयामीता परिमित अंतर-कण आकर्षण ऊर्जा के साथ क्लस्टर-क्लस्टर एकत्रीकरण मॉडल को संशोधित करके प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया वृद्धि मॉडल का निर्माण किया गया है।[20][21]

ऐसी प्रणालियों में जहां आकर्षण बलों के बल कुछ सीमा तक बफ़र किए जाते हैं, बलों का संतुलन संतुलन चरण (पदार्थ) की ओर जाता है, अर्थात कण दो अलग-अलग संरचनात्मक चरणों में समान रासायनिक क्षमता के साथ सह-अस्तित्व में रहते हैं। गुरुत्वाकर्षण बल के कारण लोचदार (या प्रतिवर्ती) विरूपण (यांत्रिकी) द्वारा लोचदार कोलाइडल ठोस के रूप में आदेशित चरण की भूमिका का प्रमाण दिया गया है। इस विरूपण को जालीदार मापदंड, या अंतर-कण रिक्ति के विरूपण द्वारा निर्धारित किया जा सकता है।[22]

श्यानता

समय-समय पर आदेशित लैटिस छोटे आयाम यांत्रिक विकृतियों के अधीन होने पर रैखिक विस्कोइलास्टिक ठोस के रूप में व्यवहार करते हैं। ओकानो के समूह ने प्रयोगात्मक रूप से कतरनी मापांक को अल्ट्रासाउंड रेंज (40 से 70 किलोहर्ट्ज़) में यांत्रिक अनुनाद तकनीकों का उपयोग करते हुए स्थायी कतरनी मोड की आवृत्ति से संबंधित किया जाता है ।[23][24] कम आवृत्तियों (<40 हर्ट्ज) पर दोलन प्रयोगों में, कंपन के मौलिक मोड के साथ-साथ कई उच्च आवृत्ति वाले आंशिक ओवरटोन (या हार्मोनिक्स) देखे गए हैं। संरचनात्मक रूप से अधिकांश प्रणालियां अपेक्षाकृत कम-श्रेणी क्रम के आवधिक डोमेन के गठन की दिशा में स्पष्ट अस्थिरता प्रदर्शित करती हैं, दोलन के महत्वपूर्ण आयाम के ऊपर, प्लास्टिक विरूपण संरचनात्मक पुनर्व्यवस्था का प्राथमिक विधि है।[25]


चरण संक्रमण

संतुलन चरण संक्रमण (जैसे आदेश / विकार), राज्य का समीकरण, और कोलाइडल क्रिस्टलीकरण के रासायनिक कैनेटीक्स सभी का सक्रिय रूप से अध्ययन किया गया है, जिससे कोलाइडल कणों के स्व-संयोजन को नियंत्रित करने के लिए कई विधि का विकास हुआ है।[26] उदाहरणों में कोलाइडल एपिटैक्सी और अंतरिक्ष-आधारित कम-गुरुत्वाकर्षण तकनीक साथ ही घनत्व आवरण को परिभाषित करने के लिए तापमान प्रवणता का उपयोग सम्मिलित है।[27] यह कुछ सीमा तक विपरीत है क्योंकि तापमान हार्ड-गोले चरण आरेख को निर्धारित करने में कोई भूमिका नहीं निभाता है। चूँकि हार्ड-स्फेयर सिंगल क्रिस्टल (आकार 3 मिमी) सघनता शासन में नमूने से प्राप्त किए गए हैं जो तापमान प्रवणता के अभाव में तरल अवस्था में रहेगा।[28]

फोनोन फैलाव

एकल कोलाइडल क्रिस्टल का उपयोग करते हुए, फोटॉन सहसंबंध स्पेक्ट्रोस्कोपी, या गतिशील प्रकाश प्रकीर्णन का उपयोग करके कंपन मोड के सामान्य मोड के फोनन फैलाव की जांच की गई। यह तकनीक एकाग्रता (या घनत्व) के उतार-चढ़ाव के विश्राम या क्षय पर निर्भर करती है। ये अधिकांशतः ध्वनिकी रेंज में अनुदैर्ध्य मोड से जुड़े होते हैं। 2.5 के कारक द्वारा ध्वनि तरंग वेग (और इस प्रकार लोचदार मापांक) में विशिष्ट वृद्धि कोलाइडल तरल से कोलाइडयन ठोस, या आदेश के बिंदु तक संरचनात्मक संक्रमण पर देखी गई है।[29][30]


कोसल रेखाएँ

एकल शरीर-केंद्रित क्यूबिक कोलाइडल क्रिस्टल का उपयोग करते हुए, विवर्तन प्रतिरूप में कोसेल लाइनों की घटना का उपयोग प्रारंभिक केंद्रक की निगरानी के लिए किया गया था और इसके पश्चात की गति क्रिस्टल के विरूपण का कारण बनी होती है । लोचदार सीमा से परे होने वाली निरंतर या सजातीय (रसायन विज्ञान) विकृति 'प्रवाहित क्रिस्टल' का उत्पादन करती है, जहां बढ़ते कण एकाग्रता के साथ न्यूक्लिएशन साइट घनत्व अधिक बढ़ जाता है।[31] अनुदैर्ध्य के साथ-साथ अनुप्रस्थ मोड के लिए जालक गतिकी की जांच की गई है। ग्लास ट्यूब के किनारे के पास क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया का मूल्यांकन करने के लिए उसी तकनीक का उपयोग किया गया था। पूर्व को सजातीय न्यूक्लिएशन घटना के अनुरूप माना जा सकता है - जबकि बाद वाले को स्पष्ट रूप से विषम न्यूक्लिएशन घटना माना जाएगा, जिसे ग्लास ट्यूब के सतह विज्ञान द्वारा उत्प्रेरित किया जा रहा है।

विकास दर

छोटे कोण वाले लेजर प्रकाश प्रकीर्णन ने स्थानिक घनत्व में उतार-चढ़ाव या बढ़ते क्रिस्टल अनाज के आकार के बारे में जानकारी प्रदान की है।[31][32] इसके अतिरिक्त, कांच की सतह के पास क्रिस्टल की वृद्धि का निरीक्षण करने के लिए कन्फोकल लेजर स्कैनिंग माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया गया है। इलेक्ट्रो-ऑप्टिक कतरनी तरंगों को प्रत्यावर्ती धारा धड़कन द्वारा प्रेरित किया गया है, और प्रतिबिंब स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ-साथ प्रकाश प्रकीर्णन द्वारा निगरानी की जाती है। कोलाइडल क्रिस्टलीकरण के रासायनिक कैनेटीक्स को मात्रात्मक रूप से मापा गया है, न्यूक्लिएशन दर निलंबन एकाग्रता के आधार पर होती है।[33][34][35] इसी तरह, पारस्परिक एकाग्रता में वृद्धि के साथ क्रिस्टल विकास दर को रैखिक रूप से घटते दिखाया गया है।

माइक्रोग्रैविटी

स्पेस शटल कोलंबिया पर माइक्रोग्रैविटी में किए गए प्रयोगों से पता चलता है कि विशिष्ट चेहरा-केंद्रित क्यूबिक संरचना गुरुत्वाकर्षण तनाव से प्रेरित हो सकती है। जब पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण बलों के तहत यांत्रिक संतुलन तक पहुंचने के लिए पर्याप्त समय की अनुमति दी जाती है, तो (आरएचसीपी) और चेहरा-केंद्रित क्यूबिक पैकिंग के मिश्रण के विपरीत, क्रिस्टल अकेले एचसीपी संरचना (हेक्सागोनली क्लोज-पैक क्रिस्टल विमानों का यादृच्छिक प्रकीर्णन) प्रदर्शित करते हैं।[36] ग्लासी (अव्यवस्थित या अनाकार) कोलाइडल नमूने दो सप्ताह से भी कम समय में माइक्रोग्रैविटी में पूरी तरह से क्रिस्टलीकृत हो गए हैं।

पतली फिल्मे

द्वि-आयामी (पतली फिल्म) अर्द्ध-क्रमित जालक का ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके अध्ययन किया गया है, साथ ही इलेक्ट्रोड सतहों पर एकत्र किए गए हैं। डिजिटल वीडियो माइक्रोस्कोपी ने संतुलन हेक्साटिक चरण के अस्तित्व के साथ-साथ दृढ़ता से प्रथम-क्रम तरल-से-हेक्सेटिक और हेक्सेटिक-से-ठोस चरण संक्रमण का प्रत्यक्ष किया है।[37] ये अवलोकन इस स्पष्टीकरण के अनुरूप हैं कि पिघलने से जालक अव्यवस्थाओं के जोड़े के बंधन के माध्यम से आगे बढ़ सकता है।

लंबी दूरी का आदेश

तेल के नीचे कोलाइडल तरल पदार्थों की पतली फिल्मों में लंबी दूरी का क्रम देखा गया है - तरल चरण में परावर्तन प्रसार स्ट्रीकिंग नमूना के साथ संरेखण में उभरते हुए एकल क्रिस्टल के पहलू किनारे के साथ संरचनात्मक क्रिस्टलोग्राफिक दोष को ठोस चरण के साथ-साथ ठोस और तरल चरणों के इंटरफेस (रसायन विज्ञान) में सीधे देखा गया है। दोष के स्ट्रेन (यांत्रिकी) क्षेत्र में प्रकाश तरंगों के मॉड्यूलेशन और इसकी संग्रहीत लोचदार तनाव ऊर्जा के कारण, ब्रैग के नियम के माध्यम से मोबाइल जालक दोष देखे गए हैं।[16]

मोबाइल जालक दोष

सभी प्रयोगों ने कम से कम सामान्य निष्कर्ष निकाला है: कोलाइडल क्रिस्टल वास्तव में लंबाई (स्थानिक) और समय (लौकिक) के उचित मापदंड पर अपने परमाणु समकक्षों की प्रतिलिपि कर सकते हैं। साधारण ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके तेल के नीचे कोलाइडल क्रिस्टल की पतली फिल्मों में पलक झपकते ही दोषों के चमकने की सूचना मिली है। किंतु मात्रात्मक रूप से इसके प्रसार की दर को मापना पूरी तरह से अलग चुनौती प्रदान करता है, जिसे ध्वनि की गति के पास कहीं मापा गया है।

गैर-गोलाकार कोलाइड आधारित क्रिस्टल

संवहन संयोजन तकनीकों का उपयोग करके गैर-गोलाकार कोलाइड्स से क्रिस्टलीय पतली फिल्मों का उत्पादन किया गया। इस प्रकार कोलाइड आकृतियों में डंबल, गोलार्द्ध, डिस्क और स्फेरो-सिलेंडर आकार सम्मिलित थे।[38][39] कोलाइडल कण के पहलू अनुपात के आधार पर, विशुद्ध रूप से क्रिस्टलीय और प्लास्टिक क्रिस्टल चरण दोनों का उत्पादन किया जा सकता है। निम्न आस्पेक्ट रेशियो, जैसे उभार, आई-बॉल, और स्नोमैन-जैसे गैर-गोलाकार कोलाइड्स है जो उच्च एकरूपता के साथ फोटोनिक क्रिस्टल सरणी में सहज रूप से स्व-संयोजित होते हैं।[40] कणों को 2D (अथार्त, मोनोलेयर) और 3D (अथार्त, बहुपरत) संरचनाओं के रूप में क्रिस्टलीकृत किया गया था।[41][42][43][44][40] देखी गई जालक और कण अभिविन्यास ने प्रयोगात्मक रूप से गैर-गोलाकार वस्तुओं के संघनित चरणों पर सैद्धांतिक कार्य की पुष्टि की जाती है इसी प्रकार विद्युत क्षेत्रों के उपयोग के माध्यम से गैर-गोलाकार कोलाइड्स से क्रिस्टल की विधानसभा को भी निर्देशित किया जा सकता है।[38]


अनुप्रयोग

फोटोनिक्स

तकनीकी रूप से कोलाइडल क्रिस्टल ने प्रकाशिकी की दुनिया में फोटोनिक ऊर्जा अंतराल (पीबीजी) पदार्थ (या फोटोनिक क्रिस्टल) के रूप में आवेदन पाया है। सिंथेटिक ओपल के साथ-साथ विपरीत ओपल विन्यास या तो प्राकृतिक अवसादन या अनुप्रयुक्त बलों द्वारा बनाया जा रहा है, दोनों समान परिणाम प्राप्त कर रहे हैं: लंबी दूरी की आदेशित संरचनाएं जो कण आकार के तुलनीय तरंग दैर्ध्य के प्रकाश तरंगों के लिए प्राकृतिक विवर्तन ग्रेटिंग प्रदान करती हैं।[45]

उपन्यास पीबीजी पदार्थ ओपल- अर्धचालक -पॉलीमर समग्र पदार्थ से बनाई जा रही है, आमतौर पर आदेश किए गए जालक का उपयोग छिद्रों (या छिद्रों) की आदेश की गई सरणी बनाने के लिए किया जाता है जो मूल कणों को हटाने या अपघटन के बाद पीछे रह जाता है। जिसमे अवशिष्ट खोखली मधुकोश संरचनाएं चयनात्मक फ़िल्टर (प्रकाशिकी) के लिए पर्याप्त अपवर्तन (आव्यूह से हवा का अनुपात) का सापेक्ष सूचकांक प्रदान करती हैं। चर सूचकांक तरल पदार्थ या तरल क्रिस्टल को नेटवर्क में इंजेक्ट किया जाता है जो अनुपात और बैंड गैप को बदल देता है।

ऐसे आवृति -संवेदनशील उपकरण ऑप्टिकल स्विच और स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी, दृश्य, या अवरक्त भागों में आवृत्ति चयनात्मक फिल्टर के साथ-साथ माइक्रोवेव और मिलीमीटर तरंग आवृत्तियों पर उच्च दक्षता वाले एंटीना (रेडियो) के लिए आदर्श हो सकते हैं।

स्व-विधानसभा

किसी बाहरी बल के प्रभाव के बिना कणों (परमाणु, अणु, कोलाइड, मिसेल, आदि) के सहज एकत्रीकरण का वर्णन करने के लिए आधुनिक वैज्ञानिक समुदाय में स्व-विधानसभा सबसे सामान्य शब्द है।[18] ऐसे कणों के बड़े समूहों को खुद को ऊष्मागतिकीय रूप से स्थिर, संरचनात्मक रूप से अच्छी तरह से परिभाषित सरणियों में संगृहीत करने के लिए जाना जाता है, धातु विज्ञान और खनिज विज्ञान (जैसे चेहरा-केंद्रित घन, शरीर-केंद्रित घन, आदि) में पाए जाने वाले 7 क्रिस्टल प्रणालियों में से की याद ताजा करती है। संतुलन संरचना में मूलभूत अंतर प्रत्येक विशेष स्थिति में इकाई कोशिका (या जालक पैरामीटर) के स्थानिक मापदंड में है।

आणविक स्व-संयोजन जैविक प्रणालियों में व्यापक रूप से पाया जाता है और जटिल जैविक संरचनाओं की विस्तृत विविधता का आधार प्रदान करता है। इसमें प्रकृति में पाए जाने वाले सूक्ष्म संरचनात्मक विशेषताएँ और डिजाइनों के आधार पर यांत्रिक रूप से उत्तम बायोमटेरियल्स का उभरता हुआ वर्ग सम्मिलित है। इस प्रकार, स्व-विधानसभा भी रासायनिक संश्लेषण और नैनो प्रौद्योगिकी में नई रणनीति के रूप में उभर रही है।[17] आणविक क्रिस्टल, तरल क्रिस्टल, कोलाइड्स, मिसेल, इमल्शन, चरण-पृथक पॉलिमर, पतली फिल्म और स्व-इकट्ठे मोनोलेयर सभी उच्च क्रम वाली संरचनाओं के प्रकार के उदाहरण प्रस्तुत करते हैं जो इन तकनीकों का उपयोग करके प्राप्त किए जाते हैं। इन विधियों की विशिष्ट विशेषता स्व-संगठन है।

यह भी देखें

संदर्भ

अग्रिम पठन

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  • Sol-Gel Materials: Chemistry and Applications by John D. Wright, Nico A.J.M. Sommerdijk
  • Sol-Gel Technologies for Glass Producers and Users by Michel A. Aegerter and M. Mennig
  • Sol-Gel Optics: Processing and Applications, Lisa Klein, Springer Verlag (1994)


बाहरी संबंध

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