संयुग्मित सूक्ष्म बहुलक

संयुग्मित माइक्रोपोरस पॉलीमर (CMPs) झरझरा माध्यम का एक उप-वर्ग है जो कि जिओलाइट्स, धातु-कार्बनिक ढांचे और सहसंयोजक कार्बनिक ढांचे जैसी संरचनाओं से संबंधित हैं, लेकिन क्रिस्टलीयता के बजाय प्रकृति में अनाकार ठोस हैं। सीएमपी भी संयुग्मित प्रणाली पॉलिमर का एक उप-वर्ग है और इसमें चालकता, यांत्रिक कठोरता और अघुलनशीलता जैसे कई समान गुण होते हैं। सीएमपी π-संयुग्मित फैशन में बिल्डिंग ब्लॉक्स को जोड़ने के माध्यम से बनाए जाते हैं और 3-डी नेटवर्क होते हैं। संयुग्मित प्रणाली सीएमपी की प्रणाली के माध्यम से फैली हुई है और सीएमपी को प्रवाहकीय गुण प्रदान करती है। सीएमपी के बिल्डिंग ब्लॉक आकर्षक हैं क्योंकि ब्लॉक में π इकाइयों में व्यापक विविधता होती है जिसका उपयोग किया जा सकता है और कंकाल के ट्यूनिंग और अनुकूलन और बाद में सीएमपी के गुणों की अनुमति देता है। अधिकांश मोनोमर में कठोर घटक होते हैं जैसे कि एल्केनीज़ जो सूक्ष्म सामग्री का कारण बनते हैं। सीएमपी में गैस भंडारण, विषम उत्प्रेरण, प्रकाश उत्सर्जक, प्रकाश संचयन और विद्युत ऊर्जा भंडारण में अनुप्रयोग हैं।

डिजाइन और संश्लेषण
सीएमपी का नेटवर्क बनाने वाले बिल्डिंग ब्लॉक्स में सुगंध होनी चाहिए और कम से कम दो प्रतिक्रियाशील समूह होने चाहिए। सीएमपी की झरझरा संरचना उत्पन्न करने के लिए, 3-डी पॉलीमर बैकबोन बनाने के लिए विभिन्न ज्यामिति वाले बिल्डिंग ब्लॉक्स की क्रॉस-कपलिंग प्रतिक्रिया आवश्यक है, जबकि युग्मन प्रतिक्रिया में स्व-संक्षेपण प्रतिक्रिया प्रतिक्रियाएं होती हैं। समान ज्यामिति वाले बिल्डिंग ब्लॉक्स के होमो-युग्मन. बिल्डिंग ब्लॉक्स की ज्यामिति उनके बिंदु समूह पर आधारित होती है। सी2, सी3, सी4, सी6 सीएमपी के बिल्डिंग ब्लॉक्स के लिए देखी जाने वाली ज्यामिति हैं।

सुजुकी युग्मन
1979 के बाद से, सुज़ुकी कपलिंग एरील-एरिल बॉन्ड बनाने के लिए एक कुशल तरीका रहा है। सीएमपी के लिए बाइफिनाइल रिपीट यूनिट के गठन के लिए सुज़ुकी कपलिंग की प्रतिक्रिया स्थितियों में ऑर्गनोबोरोन रसायन के पैलेडियम उत्प्रेरित क्रॉस-कपलिंग शामिल हैं। कुछ आधार की उपस्थिति में ऑर्गेनिक हैलाइड या सल्फोनेट के साथ ऑर्गनो-बोरॉन अभिकर्मक। सीएमपी को संश्लेषित करने के लिए इस पद्धति का उपयोग करने का एक फायदा यह है कि प्रतिक्रिया की स्थिति हल्की होती है, ऑर्गेनो-बोरॉन अभिकर्मकों की व्यावसायिक उपलब्धता होती है, और प्रतिक्रिया में उच्च कार्यात्मक समूह सहिष्णुता होती है। सीएमपी के बड़े पैमाने पर संश्लेषण के लिए इस पद्धति का सबसे अच्छा उपयोग किया जाता है। सुज़ुकी युग्मन के लिए एक दोष यह है कि प्रतिक्रिया ऑक्सीजन के प्रति संवेदनशील होती है, जो अक्सर साइड उत्पादों की ओर ले जाती है, साथ ही प्रतिक्रिया को कम करने की आवश्यकता होती है।



सोनोगाशिरा कपलिंग
एक आधार की उपस्थिति में पैलेडियम-कॉपर सह-उत्प्रेरक के साथ एरील हैलाइड्स और अल्काइन समूहों के सोनोगाशिरा क्रॉस-युग्मन होते हैं। पैलेडियम-कॉपर के एक सह-उत्प्रेरक का उपयोग युग्मन में बेहतर प्रतिक्रियाशीलता के कारण किया जाता है। सोनोगाशिरा युग्मन प्रतिक्रियाएँ इस मायने में लाभप्रद हैं कि प्रतिक्रिया में तकनीकी सरलता के साथ-साथ कार्यात्मक समूह अनुकूलता भी है। 3-डी नेटवर्क प्राप्त करने के लिए प्लानर मोनोमर्स में अल्केन्स के घूर्णन की आसानी के कारण इस विधि का उपयोग करके सीएमपी आसानी से बनते हैं। सीएमपी के ताकना व्यास को नियंत्रित करने के लिए इन प्लानर मोनोमर्स की ताकत को ट्यून किया जा सकता है। सोनोगाशिरा कपलिंग रिएक्शन में सॉल्वैंट्स भी सीएमपी के निर्माण में भूमिका निभा सकते हैं। सॉल्वैंट्स जो सीएमपी के संश्लेषण की सुविधा प्रदान करते हैं, डाइमिथाइलफोर्माइड, 1,4-डाइऑक्साइन | 1,4-डाइऑक्साइन और टेट्राहाइड्रोफ्यूरान हैं। ये सॉल्वैंट्स बायप्रोडक्ट के रूप में उत्पादित हाइड्रोजन हलाइड के गठन को बेअसर करने में मदद करते हैं। एक मोनोमर के रूप में टर्मिनल एल्काइन्स का उपयोग करने का एक नुकसान यह है कि टर्मिनल एल्काइन्स ऑक्सीजन की उपस्थिति में आसानी से होमोकपलिंग से गुजरते हैं, इसलिए ऑक्सीजन और पानी की उपस्थिति के बिना प्रतिक्रिया की जानी चाहिए।

यामामोटो युग्मन
यामामोटो युग्मन में, एरील halide यौगिकों के कार्बन-कार्बन बांड एक संक्रमण धातु उत्प्रेरक से मध्यस्थता के माध्यम से बनते हैं, सबसे आम तौर पर बीआईएस (साइक्लोएक्टाडीन) निकल (0), जिसे अक्सर नी (कॉड) के रूप में लिखा जाता है।2. यमामोटो कपलिंग का एक फायदा यह है कि केवल एक हलोजन कार्यात्मक मोनोमर की आवश्यकता होती है, जिससे मोनोमर प्रजातियों में विविधता आती है, साथ ही एक सरल प्रतिक्रिया प्रक्रिया भी होती है। जबकि सीएमपी में अधिकांश शोध ताकना आकार और सतह क्षेत्र को नियंत्रित करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं, यमामोटो कपलिंग में उपयोग किए जाने वाले मोनोमर्स में लचीलेपन की कमी सीएमपी में मुक्त मात्रा और सरंध्रता का रास्ता देती है। केवल हाल ही में यामामोटो कपलिंग के माध्यम से ताकना आकार और सतह क्षेत्र सीएमपी को नियंत्रित किया गया है। इफज़ान एट अल ने भी हाल ही में यामामोटो युग्मन प्रतिक्रिया का उपयोग करते हुए [6] सीएमपी को पूर्व-प्रतिस्थापित रूप से प्रतिस्थापित करने की सूचना दी।

शिफ आधार प्रतिक्रिया
सीएमपी को संश्लेषित करने के लिए वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश तरीकों को धातु उत्प्रेरक की उपस्थिति के कारण निर्जल और ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में किया जाना चाहिए। धातु उत्प्रेरक के उपयोग के कारण, पॉलिमर में अनिवार्य रूप से ट्रेस धातु मौजूद होती है। शिफ आधार प्रतिक्रिया जैसी प्रतिक्रियाओं ने बहुत ध्यान आकर्षित किया है क्योंकि प्रतिक्रियाएं धातु मुक्त हैं। शिफ बेस में, एमाइन आधारित मोनोमर्स और एल्डिहाइड युक्त मोनोमर्स सीएमपी के लिए रिपीट यूनिट बनाने के लिए एक प्रतिक्रिया से गुजरते हैं। कई एल्डिहाइड कार्यात्मक समूहों वाले औद्योगिक पैमाने के सस्ते मोनोमर्स के कारण शिफ बेस एक पसंदीदा धातु मुक्त विधि है। शिफ बेस का एक अन्य लाभ सीएमपी बनाने में नाइट्रोजन का उत्पादन होता है, जो कई अनुप्रयोगों के लिए फायदेमंद हो सकता है। रेफरी नाम = pmid18281932 >

साइनो साइक्लोट्रीमराइजेशन
आयनोथर्मल स्थितियों के तहत साइनो साइक्लोट्रीमराइजेशन प्रतिक्रियाएं होती हैं, जहां उच्च तापमान पर पिघला हुआ जिंक क्लोराइड में सीएमपी प्राप्त होते हैं। बिल्डिंग इकाइयां सी का उत्पादन कर सकती हैं3N3 छल्ले। इन छल्लों को फिर एक त्रिकोणीय तल (ज्यामिति) से द्वितीयक भवन इकाई के रूप में जोड़ा जाता है। सीएमपी बनाने के लिए टेट्राहेड्रल आणविक ज्यामिति मोनोमर्स को जोड़ने के लिए साइक्लोट्रीमराइजेशन का उपयोग अक्सर किया जाता है। सीएमपी जो सायनो साइक्लोट्रीमराइजेशन के माध्यम से संश्लेषित होते हैं, संकीर्ण माइक्रोपोर आकार वितरण, एच की उच्च तापीय धारिता प्रदर्शित करते हैं2 सोखना और तेजी से चयनात्मक गैस सोखना।



गुण
सीएमपी के कई भौतिक गुणों को उनके विस्तारित संयुग्मन या माइक्रोप्रोसिटी के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

विद्युत गुण
प्रवाहकीय धातुओं की तरह, संयुग्मित पॉलिमर इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना प्रदर्शित करते हैं। संयुग्मित प्रणाली के इलेक्ट्रॉन संयोजी बंध पर कब्जा कर लेते हैं और इस बैंड से इलेक्ट्रॉनों को हटाने या इलेक्ट्रॉनों को उच्च ऊर्जा चालन बैंड में जोड़ने से चालकता हो सकती है। संयुग्मित सामग्री कई मामलों में दृश्य प्रकाश को अवशोषित कर सकती है क्योंकि उनके delocalized π-प्रणाली। इन गुणों ने कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक्स और कार्बनिक फोटोनिक्स में अनुप्रयोगों को जन्म दिया है।

भौतिक गुण
सीएमपी सतह क्षेत्र और ताकना आकार के संबंध में उच्च स्तर की ट्यूनेबिलिटी प्रदर्शित करते हैं। सतह क्षेत्र को बढ़ाने के लिए मोनोमर्स को लंबे समय तक कठोर भागों के साथ डिजाइन किया जा सकता है। सीएमपी-1,4 से सीएमपी-5 की श्रृंखला 500 मीटर से सतह क्षेत्र में नाटकीय वृद्धि दर्शाती है2/g से 1000 मी2/g. सतह क्षेत्र में वृद्धि विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए विभिन्न कार्बनिक और अकार्बनिक यौगिकों से भरे जाने की उनकी क्षमता में काफी सुधार कर सकती है। बढ़े हुए सतह क्षेत्र से गैस सोखने की क्षमता में भी सुधार हो सकता है। सीएमपी का एक मुख्य दोष उनकी अंतर्निहित अघुलनशीलता है। यह अघुलनशीलता मोनोमर्स के लंबे कठोर अंशों के कारण होती है। साइड-चेन को सॉल्यूबिलाइज़ करके घुलनशीलता बढ़ाने के लिए कई प्रयास किए गए हैं लेकिन यह अभी भी व्यापक अनुप्रयोगों के लिए एक बाधा बना हुआ है।

अनुप्रयोग
उनकी खोज के बाद से कई अनुप्रयोगों के लिए सीएमपी की जांच की गई है। सीएमपी में भूतल क्षेत्र 1000 मीटर से अधिक हो सकते हैं2/g कई मामलों में, हालांकि संबंधित झरझरा सुगंधित ढांचे, जिसमें विस्तारित संयुग्मन का अभाव है, 5500 मीटर से अधिक के उच्च सतह क्षेत्र हो सकते हैं2/g. इन सामग्रियों की सरंध्रता ने शर्बत के रूप में उनका मूल्यांकन किया है। हाल के काम ने कटैलिसीस के संदर्भ में उनकी क्षमता पर ध्यान केंद्रित किया है,  उदाहरण के लिए 'मेटल-ऑर्गेनिक सीएमपी' के रूप में, और हल्की कटाई के लिए भी, और सुपरकैपेसिटर उनकी अत्यधिक संयुग्मित प्रकृति का लाभ उठाते हुए। सीएमपी सामग्रियों के लिए दावा किया गया एक और लाभ उन्हें कार्यात्मक समूहों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ व्युत्पन्न करने की क्षमता है।  सीएमपी को कई क्षेत्रों में लागू किया गया है जो उनके इलेक्ट्रॉनिक गुणों और झरझरा प्रकृति दोनों का लाभ उठाते हैं। छिद्रों को TiO जैसे अकार्बनिक पदार्थों से भरा जा सकता है2, फोटोवोल्टिक्स में अनुप्रयोगों के लिए। उन्हें इलेक्ट्रॉनिक जंक्शनों के रूप में सेवा देने के लिए संसाधित किया जा सकता है। वे छिद्रों के अंदर और बाहर प्रवाह की अनुमति देते हैं जिनका उपयोग सतह इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।