पॉलीपायरोल्स

Polypyrrole (PPy) एक कार्बनिक बहुलक है जो पाइरोल के ऑक्सीडेटिव पोलीमराइज़ेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है।यह एक ठोस है जिसका सूत्र H(C4H2NH)nH है। यह एक आंतरिक रूप से संवाहक बहुलक है, जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑप्टिकल, जैविक और चिकित्सा क्षेत्रों में किया जाता है।

इतिहास
पीपीआई के कुछ पहले उदाहरण 1919 में एंगेली और पियरोनी द्वारा बताए गए थे, जिन्होंने पाइरोल मैग्नीशियम ब्रोमाइड से पाइरोल ब्लैक के गठन की सूचना दी थी। तब से पायरोल ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया का अध्ययन किया गया है और वैज्ञानिक साहित्य में इसकी सूचना दी गई है।

पॉलीपायरोल, पॉलीथियोफीन, पॉलीएनिलिन और पॉलीएसिटिलीन सहित प्रवाहकीय पॉलिमर पर काम को 2000 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार एलन जे. हीगर, एलन जी. मैकडिआर्मिड और हिदेकी शिराकावा को दिया गया था।

संश्लेषण
पीपीआई को संश्लेषित करने के लिए विभिन्न तरीकों का इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन सबसे आम विद्युत रासायनिक संश्लेषण और रासायनिक ऑक्सीकरण हैं। पायरोल का रासायनिक ऑक्सीकरण:
 * एन सी4H4एनएच + 2n FeCl3 → (सी4H2एनएच)n + 2एन FeCl2 + 2एन एचसीएल

माना जाता है कि प्रक्रिया पी-कट्टरपंथी कटियन सी के गठन के माध्यम से होती है4H4राष्ट्रीय राजमार्ग+. यह इलेक्ट्रोफाइल पाइरोल के अनऑक्सीडाइज्ड अणु के C-2 कार्बन पर हमला करके डिमेरिक कटियन [(C) देता है।4H4एनएच)2] ++। प्रक्रिया खुद को कई बार दोहराती है।

पीपीआई के प्रवाहकीय रूपों को बहुलक के ऑक्सीकरण (पी-डोपिंग) द्वारा तैयार किया जाता है:
 * (सी4H2एनएच)n + 0.2 एक्स → [(सी4H2एनएच)nX0.2]

पोलीमराइजेशन और पी-डोपिंग को इलेक्ट्रोकेमिकली भी प्रभावित किया जा सकता है। परिणामी प्रवाहकीय बहुलक को एनोड से छील दिया जाता है। पॉलीपीरोल के विद्युत रासायनिक संश्लेषण के लिए चक्रीय वोल्टामीटर और क्रोनोकुलोमेट्री विधियों का उपयोग किया जा सकता है।

गुण
पीपीआई की फिल्में पीली होती हैं लेकिन कुछ ऑक्सीकरण के कारण हवा में काली हो जाती हैं। पोलीमराइजेशन और फिल्म की मोटाई के आधार पर डोप की गई फिल्में नीली या काली होती हैं। वे अनाकार हैं, केवल कमजोर विवर्तन दिखाते हैं। पीपीआई को अर्ध-एकआयामी बनाम एक-आयामी के रूप में वर्णित किया गया है क्योंकि कुछ क्रॉसलिंकिंग और चेन होपिंग है। अनडोप्ड और डोप्ड फिल्में सॉल्वैंट्स में अघुलनशील लेकिन प्रफुल्लित करने वाली होती हैं। डोपिंग सामग्री को भंगुर बनाता है। वे हवा में 150 डिग्री सेल्सियस तक स्थिर होते हैं जिस तापमान पर डोपेंट विकसित होना शुरू हो जाता है (उदाहरण के लिए, एचसीएल के रूप में)।

पीपीआई एक इन्सुलेटर है, लेकिन इसके ऑक्सीकृत डेरिवेटिव अच्छे विद्युत चालक हैं। सामग्री की चालकता ऑक्सीकरण में प्रयुक्त स्थितियों और अभिकर्मकों पर निर्भर करती है। चालकता 2 से 100 S/cm तक होती है। उच्च चालकता बड़े आयनों से जुड़ी होती है, जैसे कि टॉयलेट। पॉलिमर डोपिंग के लिए आवश्यक है कि चार्ज-क्षतिपूर्ति वाले आयनों को समायोजित करने के लिए सामग्री प्रफुल्लित हो। इस चार्जिंग और डिस्चार्जिंग से जुड़े भौतिक परिवर्तनों पर कृत्रिम पेशी के रूप में चर्चा की गई है। पॉलीपीरोल फिल्मों की सतह भग्न गुण प्रस्तुत करती है और उनके माध्यम से आयनिक प्रसार विषम प्रसार पैटर्न दिखाते हैं।

अनुप्रयोग
PPy और संबंधित प्रवाहकीय पॉलिमर के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में और रासायनिक सेंसर और विद्युत रासायनिक अनुप्रयोगों के लिए दो मुख्य अनुप्रयोग हैं।

अनुसंधान रुझान
PPy दवा वितरण के लिए एक संभावित वाहन है। बहुलक मैट्रिक्स प्रोटीन के लिए एक कंटेनर के रूप में कार्य करता है। ईंधन कोशिकाओं के लिए उत्प्रेरक समर्थन के रूप में पॉलीपीरोल की जांच की गई है और कैथोड इलेक्ट्रोकैटेलिस्ट्स को संवेदनशील बनाने के लिए। अन्य संयुग्मित पॉलिमर जैसे कि पॉलीएनिलिन, पॉली (एथिलीनडाइऑक्साइथियोफेन) आदि के साथ, पॉलीपीरोल का अध्ययन कृत्रिम मांसपेशियों के लिए एक सामग्री के रूप में किया गया है, एक ऐसी तकनीक जो पारंपरिक मोटर एक्ट्यूएटिंग तत्वों के सापेक्ष लाभ प्रदान करती है। आयन एक्सचेंज में सक्षम सामग्री और हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन प्रदर्शित करने के लिए सिलिका और रिवर्स चरण सिलिका को कोट करने के लिए पॉलीपीरोल का उपयोग किया गया था। बहु-दीवार कार्बन नैनोट्यूब के माइक्रोवेव निर्माण में पॉलीपीरोल का उपयोग किया गया था, जो सीएनटी के विकास के लिए एक तीव्र विधि है। पॉलीपीरोल की पतली परत के साथ लेपित एक पानी प्रतिरोधी पॉलीयूरेथेन स्पंज तेल में 20 गुना वजन को अवशोषित करता है और पुन: प्रयोज्य होता है। वेट-स्पून पॉलीपीरोल फाइबर को डोपेंट के रूप में रासायनिक पोलीमराइजेशन पायरोल और डीईएचएस तैयार किया जा सकता है।

यह भी देखें

 * कार्बनिक अर्धचालक
 * टेट्रापायरोल्स

संदर्भ
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