मोनोलेयर

एक मोनोलेयर परमाणुओं, अणुओं, या कोशिकाएं की एक एकल, सघनता से भरी हुई परत है। । कुछ स्थितियों में इसे स्व-निर्मित मोनोलेयर के रूप में जाना जाता है। ग्राफीन और मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड जैसे बहुस्तरीय क्रिस्टल के मोनोलेयर्स को सामान्यतः 2डी सामग्री कहा जाता है।

रसायन विज्ञान

पानी की सतह पर तैरते उभयप्रेमी अणुओं का आरेख।

लैंगमुइर मोनोलेयर या अघुलनशील मोनोलेयर एक अघुलनशील कार्बनिक पदार्थ की एक-अणु मोटी परत है जो लैंगमुइर-ब्लॉडगेट गर्त में एक जलीय उप-प्रावस्था (पदार्थ) पर फैली हुई है। लैंगमुइर (इकाई) मोनोलयर्स प्रस्तुत करने के लिए किए जाने वाले पारंपरिक यौगिक उभयधर्मी सामग्रियां हैं जिनमें एक हाइड्रोफिलिक हेडग्रुप और एक जल विरोधी अनुगामी समूह होता है। 1980 के दशक के बाद से लैंगमुइर मोनोलयर्स का उत्पादन करने के लिए वृहद् संख्या में अन्य सामग्रियों को नियोजित किया गया है, जिनमें से कुछ अर्ध-उभयधर्मी हैं, जिनमें बहुलक, चीनी मिट्टी या धातु नैनोपार्टिकल्स और बड़े अणुओं जैसे बहुलक सम्मिलित हैं। लैंगमुइर-ब्लॉडगेट झिल्ली (एलबी झिल्ली) के निर्माण के लिए लैंगमुइर मोनोलयर्स का बड़े स्तर पर अध्ययन किया जाता है, जो एक ठोस सब्सट्रेट पर स्थानांतरित मोनोलयर्स द्वारा बनाई जाती हैं। एक गिब्स मोनोलेयर या घुलनशील मोनोलेयर एक यौगिक द्वारा गठित एक मोनोलेयर है जो इंटरफ़ेस (रसायन विज्ञान) द्वारा अलग किए गए चरणों में से एक में घुलनशील होता है, जिस पर मोनोलेयर बनता है।

निर्माण का समय

मोनोलेयर निर्माण का समय या मोनोलेयर समय औसत समय की लंबाई है, एक सतह के लिए एक अधिशोष्य द्वारा आच्छादित किया जाना चाहिए, जैसे ऑक्सीजन ताजा1 एल्यूमीनियम से चिपकना। यदि अधिशोष्य में एकरूपक चिपकाने वाला गुणांक है, इसलिए सतह पर पहुंचने वाला प्रत्येक अणु बिना पुनर्वाष्पीकरण के उससे चिपक जाए, तो मोनोलेयर का समय अत्यंत स्थूल रूप में होता है:

$t={\frac {3\times 10^{-4}\,\mathrm {Pa} \cdot \mathrm {s} }{P}}$

जहाँ t समय है और P दाब है। किसी सतह को 300 µPa (2×10⁻⁶  Torr)।

मोनोलेयर चरण और अवस्था के समीकरण

एक लैंगमुइर मोनोलेयर को लैंगमुइर झिल्ली संतुलन में एक गतिमान अवरोध के साथ अपने क्षेत्र को संशोधित करके संकुचित या विस्तारित किया जा सकता है। यदि संपीड़न के समय इंटरफ़ेस की सतह के तनाव को मापा जाता है, तो एक संपीड़न समतापी प्राप्त होता है। यह समतापी सतह के दबाव की भिन्नता को दर्शाता है ($\Pi =\gamma ^{o}-\gamma$, जहाँ $\gamma ^{o}$ मोनोलेयर बनने से पहले इंटरफ़ेस का सतही तनाव है) क्षेत्र के साथ ( $\Gamma ^{-1}$सतह की सघनता का व्युत्क्रम). यह एक 3डी प्रक्रिया के अनुरूप है जिसमें दबाव मात्रा के साथ परिवर्तित होता रहता है।

विभिन्न प्रकार के द्विआयामी चरण (पदार्थ) का पता लगाया जा सकता है, प्रत्येक को एक चरण परिवर्तनकाल द्वारा अलग किया जाता है। चरण परिवर्तनकाल के समय, सतह का दबाव नहीं बदलता है, लेकिन क्षेत्र करता है, जैसे सामान्य चरण परिवर्तनकाल के समय मात्रा में परिवर्तन होता है, लेकिन दबाव नहीं होता है।

बढ़ते दबाव क्रम में 2डी चरण:

• द्विआयामी गैस: प्रति क्षेत्र इकाई में कुछ अणु होते हैं, और उनमें कुछ परस्पर क्रियाएं होती हैं, इसलिए, 3डी गैसों के लिए अवस्था के समीकरण के अनुरूप उपयोग किया जा सकता है: आदर्श गैस नियम $\Pi A=RT$, जहाँ $A$ प्रति मोल क्षेत्र है। जैसे-जैसे सतह का दबाव बढ़ता है, अधिक जटिल समीकरणों की आवश्यकता होती है (वैन डेर वाल्स, विरीअल ...)
• विस्तारित तरल
• संपीड़ित तरल
• ठोस

यदि ठोस चरण तक पहुँचने के बाद क्षेत्र को और कम कर दिया जाता है, तो पतनावस्था घटित होती है, मोनोलेयर का विखंडन हो जाता है और घुलनशील समुच्चय और बहुपरत बन जाते हैं

गिब्स मोनोलेयर्स भी अवस्था के समीकरणों का पालन करते हैं, जिसे गिब्स समतापी से घटाया जा सकता है।

• अत्यंत पतला घोल के लिए $\gamma =\gamma _{o}-mC$, गिब्स समतापी के माध्यम से आदर्श गैस नियम का एक और सादृश्य प्राप्त होता है $\Pi =\Gamma RT$
• अधिक सांद्रित विलयनों और लैंगमुइर समतापी के अनुप्रयोग के लिए $\Gamma =\Gamma _{\max }{\frac {C}{a+C}}$, इस प्रकार $\Pi =\Gamma _{\max }RT\left(1+{\frac {C}{a}}\right)$

अनुप्रयोग

मोनोलेयर्स में हवा-पानी और हवा-ठोस इंटरफेज दोनों में अनुप्रयोगों की भीड़ होती है।

नैनोपार्टिकल मोनोलेयर्स का उपयोग कार्यात्मक सतहों को बनाने के लिए किया जा सकता है जिनमें उदाहरण के लिए एंटी-रिफ्लेक्टिव या सुपरहाइड्रोफोबिक गुण होते हैं। जीव विज्ञान में मोनोलेयर्स का अक्सर सामना किया जाता है। एक मिसेल एक मोनोलेयर है, और कोशिका झिल्लियों की फॉस्फोलिपिड लिपिड बिलेयर संरचना तकनीकी रूप से दो मोनोलेयर्स हैं। लैंगमुइर मोनोलयर्स सामान्यतः फार्मास्यूटिकल्स या विषाक्त पदार्थों के प्रभावों का अध्ययन करने के लिए कोशिका झिल्ली की नकल करने के लिए उपयोग किया जाता है। कोश पालन में एक मोनोलेयर कोशिकाओं की एक परत को संदर्भित करता है जिसमें कोई भी कोशिका दूसरे के ऊपर नहीं बढ़ रही है, लेकिन सभी साथ-साथ बढ़ रहे हैं और अक्सर एक ही विकास सतह पर एक दूसरे को छू रहे हैं।

यह भी देखें

• लैंगमुइर-ब्लॉडगेट झिल्ली | लैंगमुइर-ब्लॉडगेट झिल्ली
• लैंगमुइर-ब्लॉडगेट गर्त|लैंगमुइर-ब्लॉडगेट गर्त
• स्व-इकट्ठे मोनोलेयर
• वाष्पीकरण मोनोलेयर्स को दबा रहा है

बाहरी संबंध

• "Monolayer". IUPAC Compendium of Chemical Terminology. 2009. doi:10.1351/goldbook.M04015. ISBN 978-0-9678550-9-7. {{cite book}}: |work= ignored (help)
• Monolayer
• Irving Langmuir demonstrating the preparation of मोनोलयर्स on a water surface; 1939 film (Youtube)