Plasmonic catalysis
রসায়নে, প্লাজমোনিক ক্যাটালাইসিস হল এক ধরনের ক্যাটালাইসিস যা রাসায়নিক বিক্রিয়ার হার বাড়ানোর জন্য প্লাজমন ব্যবহার করে। একটি প্লাজমোনিক অনুঘটক একটি ধাতব ন্যানোপার্টিকাল পৃষ্ঠ (সাধারণত সোনা, রূপালী বা দুটির সংমিশ্রণ) নিয়ে গঠিত যা আলো দ্বারা উত্তেজিত হলে স্থানীয় পৃষ্ঠ প্লাজমন অনুরণন (এল. এস. পি. আর) তৈরি করে। এই প্লাজমন দোলনগুলি ন্যানো কণার পৃষ্ঠের কাছে একটি ইলেক্ট্রন সমৃদ্ধ অঞ্চল তৈরি করে, যা নিকটবর্তী অণুগুলির ইলেকট্রনগুলিকে উত্তেজিত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। আলোক অনুঘটকের মতো, প্লাজমোনিক অনুঘটকগুলি অনুরণন শক্তি স্থানান্তরের (আরইটি) মাধ্যমে প্রতিক্রিয়াশীল অণুতে তাদের উত্তেজনা শক্তি স্থানান্তর করতে পারে। আলোক অনুঘটকের বিপরীতে, প্লাজমোনিক অনুঘটকগুলি গরম বাহক ইলেকট্রন মুক্ত করে প্রতিক্রিয়াশীল অণুগুলিকে উত্তেজিত করতে পারে যার ধাতব পৃষ্ঠ থেকে সম্পূর্ণরূপে বিচ্ছিন্ন হওয়ার জন্য যথেষ্ট উচ্চ শক্তি রয়েছে। এই গরম বাহক ইলেকট্রনগুলির শক্তি পৃষ্ঠকে আঘাত করা আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং উপস্থিত ন্যানোপার্টিকালগুলির আকার পরিবর্তন করে পরিবর্তন করা যেতে পারে, যা গরম ইলেকট্রনগুলিকে একাধিক ভিন্ন প্রতিক্রিয়া অনুঘটক করার জন্য প্রয়োজনীয় উত্তেজনা অবস্থা গ্রহণ করতে দেয়। যদিও প্লাজমোনিক অনুঘটকের ক্ষেত্রটি এখনও তার শৈশবে রয়েছে, তবে ঐতিহ্যবাহী আলোক অনুঘটকের তুলনায় প্লাজমন-সক্রিয় পৃষ্ঠ ব্যবহার করার স্পষ্ট সুবিধা রয়েছে। নিকট-ইনফ্রারেড, দৃশ্যমান এবং অতিবেগুনী আলো থেকে শক্তি ব্যবহার করার ক্ষমতা প্লাজমন পৃষ্ঠগুলিকে আলোক অনুঘটকের তুলনায় বেশি আলো-ক্যাপচারিং দক্ষতা দেয়, যা কেবল অতিবেগুনী আলো ব্যবহার করতে পারে এবং বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় ক্ষেত্র এবং নির্গত ইলেকট্রনের বৃহত্তর সম্ভাব্য শক্তি পরিসীমা ফলস্বরূপ অনুঘটক প্রভাবগুলিকে বিস্তৃতভাবে প্রযোজ্য এবং অত্যন্ত সুরযোগ্য করে তোলে। প্রক্রিয়া মোটামুটিভাবে বলতে গেলে, প্লাজমোনিক অনুঘটক দুটি প্রধান পথের মাধ্যমে প্রতিক্রিয়ার হার বাড়ায়। এর মধ্যে প্রথমটি হল প্লাজমন দোলন চলাকালীন একটি তড়িৎচুম্বকীয় ক্ষেত্রের উৎপাদনের মাধ্যমে। এই ক্ষেত্রটি অনুরণন শক্তি স্থানান্তরের মাধ্যমে বিক্রিয়াকারী ইলেকট্রনগুলির উত্তেজনার মাধ্যমে বিক্রিয়ার সক্রিয়করণ শক্তি হ্রাস করে। এটি স্থানীয় রূপান্তর অবস্থা স্থিতিশীলতা প্রদান করতে পারে, প্রতিক্রিয়ার হারকে আরও বাড়িয়ে তোলে। দ্বিতীয় পথটি হল গরম বাহক ইলেক্ট্রন/ফোনন জোড়া উৎপাদনের মাধ্যমে। যখন একটি প্লাজমন উৎপন্ন হয়, তখন কিছু ইলেকট্রনের ন্যানো কণার ইলেক্ট্রন শেল থেকে সম্পূর্ণ মুক্ত হওয়ার শক্তি থাকতে পারে। এই অত্যন্ত উত্তেজিত ইলেকট্রনগুলি তখন সর্বোচ্চ অধিকৃত আণবিক কক্ষপথে প্রতিক্রিয়াশীল ইলেকট্রনগুলিকে উত্তেজিত করতে পারে বা সর্বনিম্ন অব্যবহৃত আণবিক কক্ষপথ পূরণ করতে পারে, যা অণুর শক্তি বাড়িয়ে দেয় এবং একটি নিম্ন শক্তি রূপান্তর অবস্থার অনুমতি দেয়। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, এই উত্তপ্ত ইলেকট্রনগুলি উত্তেজিত করার জন্য একটি প্রতিক্রিয়াশীল অণু খুঁজে পায় না এবং পরিবর্তে ফোননটি পূরণ করে এবং একটি স্থল অবস্থায় ফিরে আসে। প্রক্রিয়া থেকে অতিরিক্ত শক্তি তাপীয় শক্তি হিসাবে মুক্তি পায়, যা একটি স্থানীয় তাপমাত্রা বৃদ্ধি তৈরি করে যা প্রতিক্রিয়ার হারও বাড়িয়ে তুলতে পারে। উদাহরণস্বরূপ সোনার ন্যানোপার্টিকাল পৃষ্ঠ ব্যবহার করার সময় জলের আলোক-অনুঘটক তড়িৎ বিশ্লেষণ 66 গুণ বেশি কার্যকর বলে প্রমাণিত হয়েছে। সিলভার ন্যানো পার্টিকেলের উপস্থিতিতে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড আলোক অনুঘটক দ্বারা মিথাইলিন নীলের ডিমাইথাইলেশনের হার সাতগুণ বৃদ্ধি করা হয়েছে। দৃশ্যমান আলো দ্বারা উত্তেজিত হলে প্লাজমোনিক পৃষ্ঠের শক্তিশালী অনুঘটক প্রভাবের কারণে কার্বন মনোক্সাইড, অ্যামোনিয়া এবং অক্সিজেন সহ বেশ কয়েকটি সাধারণ গ্যাসের প্লাজমোনিকভাবে অনুঘটক জারণ সাধারণত প্রয়োজনের তুলনায় অনেক কম তাপমাত্রায় ঘটতে পারে। সম্প্রতি জৈব সংশ্লেষণ বা সৌর জ্বালানি উৎপাদনের জন্য সংকর প্লাজমোনিক ন্যানোমেটারিয়ালগুলি অন্বেষণ করা শুরু হয়েছে। তথ্যসূত্র ন্যানোটেকনোলজি অনুঘটক