Nanoparticle interfacial layer
একটি ন্যানোপার্টিকাল ইন্টারফেসিয়াল স্তর হল একটি ন্যানোপার্টিকালের চারপাশে সাধারণত জৈব অণুগুলির একটি সুসংগঠিত স্তর। এই অণুগুলি স্টেবিলাইজার, ক্যাপিং এবং সারফেস লিগ্যান্ড বা প্যাসিভেটিং এজেন্ট হিসাবে পরিচিত। ন্যানোপার্টিকালের বৈশিষ্ট্যের উপর ইন্টারফেসিয়াল স্তরটির একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব রয়েছে এবং তাই প্রায়শই এটি একটি ন্যানোপার্টিকালের অবিচ্ছেদ্য অংশ হিসাবে বিবেচিত হয়। ইন্টারফেসিয়াল স্তরটির একটি সাধারণ পুরুত্ব 0.1 থেকে 4 এনএম-এর মধ্যে থাকে, যা স্তরটি যে ধরনের অণু দিয়ে তৈরি তার উপর নির্ভর করে। আন্তঃমুখীয় স্তর তৈরি করে এমন জৈব অণুগুলি প্রায়শই অ্যাম্ফিফিলিক অণু হয়, যার অর্থ তাদের একটি মেরু মাথার গ্রুপ একটি অ-মেরু লেজের সাথে মিলিত হয়। মিথস্ক্রিয়া ন্যানোপার্টিকালের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ায় আন্তঃমুখীয় স্তরের প্রভাব স্পষ্টভাবে দেখা যায়। এই মিথস্ক্রিয়াগুলি ডিএলভিও তত্ত্ব ব্যবহার করে মডেল করা যেতে পারে। ধ্রুপদীভাবে এই তত্ত্বটি বলে যে একটি কণার সম্ভাব্যতা হল স্থির তড়িৎশক্তি এবং ভ্যান ডার ওয়ালসের মিথস্ক্রিয়ার সমষ্টি। এই তত্ত্বটি প্রায় সমস্ত কোলয়েডাল কণার জন্য খুব সঠিক বলে প্রমাণিত হয়েছে, তবে ন্যানো পার্টিকেলের জন্য পরিমাপ করা সমস্ত মিথস্ক্রিয়া বর্ণনা করতে পারে না। অতএব এই তত্ত্বটি তথাকথিত অ-ডিএলভিও পদগুলির সাথে প্রসারিত করা হয়েছে। এই সম্প্রসারণে হাইড্রেশন বল, হাইড্রোফোবিক বল, স্টেরিক বল এবং ব্রিজিং বলকেও বিবেচনা করা হয়, যার ফলে মোট সম্ভাব্যতা নিম্নরূপঃ এই শেষ পদগুলি বেশিরভাগ ইন্টারফেসিয়াল স্তর দ্বারা নির্ধারিত হয় কারণ এটি কণার বাইরের অংশ, যার ফলে পৃষ্ঠের মিথস্ক্রিয়া নির্ধারণ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, সেতুবন্ধন শব্দটি কেবল তখনই একটি ভূমিকা পালন করে যখন আন্তঃমুখীয় স্তরের অণুগুলি পলিমারাইজ হওয়ার প্রবণতা দেখায়। স্ফটিক দিয়ে তৈরি ন্যানো কণাগুলির ক্ষেত্রে, কোয়ান্টাম যান্ত্রিক মিথস্ক্রিয়া প্রত্যাশিত হবে, তবে আন্তঃপৃষ্ঠীয় স্তরের কারণে কোরগুলি একে অপরের যথেষ্ট কাছাকাছি যেতে পারে না এবং তাই এই মিথস্ক্রিয়াগুলি অবহেলিত। একটি দৃষ্টান্তমূলক সীমা-কেস হল একটি আদর্শ তরলে অ-চার্জ অর্ধপরিবাহী কোয়ান্টাম বিন্দু (কিউডি)। আদর্শ তরলের কারণে কিউডি-কিউডি মিথস্ক্রিয়া এবং কিউডি-তরল মিথস্ক্রিয়ার মধ্যে কোনও পার্থক্য নেই। শুধুমাত্র ভি. ডি. ডব্লিউ-এর জন্য আন্তঃপৃষ্ঠীয় স্তরগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া গুরুত্বপূর্ণ, যা অতিপ্রবাহী এবং অন্যান্য আন্তঃপৃষ্ঠীয় স্তর বা দ্রাবক দ্বারা তৈরি। এর অর্থ কণাগুলির মধ্যে কোনও আকর্ষণ নেই, তাই হার্ড গোলক মডেল ব্যবহার করে সেগুলি সঠিকভাবে বর্ণনা করা যেতে পারে। আলোকীয় বৈশিষ্ট্য আন্তঃমুখীয় স্তরের জৈব লিগ্যান্ডগুলি বিভিন্ন পদ্ধতির মাধ্যমে একটি ন্যানোপার্টিকালের ফোটোলুমিনেসেন্সকে (পিএল) প্রভাবিত করতে পারে, যার মধ্যে দুটি হল পৃষ্ঠ প্যাসিভেশন এবং ক্যারিয়ার ট্র্যাপিং। ভূপৃষ্ঠের নিষ্ক্রিয়তাঃ একটি অনাবৃত ন্যানো কণার পৃষ্ঠে (একটি আন্তঃপৃষ্ঠীয় স্তর ছাড়া) ঝুলন্ত পরমাণু পাওয়া যায়। এই বন্ধনগুলি হোমো-লুমো ব্যবধানের মধ্যে শক্তির মাত্রা তৈরি করে, যার ফলে অ-বিকিরণ শিথিলতা ঘটে। ঝুলন্ত কক্ষপথের সাথে লিগ্যান্ড অণুগুলির বন্ধনের কারণে, এই অবস্থার শক্তি হোমো-লুমো ফাঁক থেকে দূরে স্থানান্তরিত হয়। এটি অ-বিকিরণ শিথিলকরণকে বাধা দেয় এবং এর ফলে আরও বেশি পিএল হয়। এই প্রভাবের শক্তি লিগ্যান্ডগুলির প্রকারের উপর দৃঢ়ভাবে নির্ভর করে। সাধারণভাবে, ছোট, রৈখিক লিগ্যান্ডগুলি, ভারী লিগ্যান্ডগুলির চেয়ে ভাল কাজ করে, কারণ তারা একটি উচ্চতর পৃষ্ঠ কভারেজ ঘনত্বের দিকে পরিচালিত করে, তাই আরও ঝুলন্ত অরবিটালগুলি নিষ্ক্রিয় হতে দেয়। আরেকটি পৃষ্ঠ প্রভাব হল বাহক ফাঁদ। এখানে লিগ্যান্ডগুলি ন্যানো পার্টিকেলে ইলেক্ট্রন (গর্ত) স্ক্যাভেঞ্জ করতে পারে, যার ফলে রেডিয়েটিভ রিকম্বিনেশনকে বাধা দেয় এবং এইভাবে পিএল হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে। এই ধরনের লিগ্যান্ডগুলির একটি সুপরিচিত উদাহরণ হল থাইওল। একটি আন্তঃপৃষ্ঠীয় স্তর ব্যবহার করে আলোর রূপান্তর দক্ষতা উন্নত করা যেতে পারে যা এমন যৌগগুলির বিদ্যমান যা একটি বিস্তৃত শক্তি পরিসরে শোষণ করে এবং ন্যানো কণার শোষণ শক্তি নির্গত করে। সি. এস. ইনাগাকি এবং অন্যান্যদের মতে, একটি ধাতব ন্যানোপার্টিকালের শোষণ ব্যান্ডটি প্রস্থে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে, যা ন্যানোপার্টিকালের ইন্টারফেসিয়াল স্তর এবং প্লাজমন অনুরণন ব্যান্ডে রূপান্তরগুলির ওভারল্যাপের কারণে ঘটেছিল। এই ঘটনাটি এলইডি এবং সৌর কোষের মতো ব্যবহারিক প্রয়োগগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই প্রযুক্তিগুলিতে শোষণ বা নির্গমনের দক্ষতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং একটি আন্তঃপৃষ্ঠীয় স্তর সহ ন্যানো পার্টিকেলগুলি শক্তির বিস্তৃত পরিসরে শোষণ বা নির্গমন করে এই দক্ষতা উন্নত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। প্লাজমন অনুরণন ন্যানো পার্টিকেল দ্বারা প্রদর্শিত প্লাজমন অনুরণন, সোনার কণা প্রায়শই উদাহরণ হিসাবে ব্যবহৃত হয়, ইন্টারফেসিয়াল স্তর ব্যবহার করে পরিবর্তন করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যখন সোনার তৈরি একটি ন্যানোপার্টিকালের সাথে আবদ্ধ অ্যানায়োনিক বা ক্যাশনিক লিগ্যান্ডগুলির দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি করা হয়, তখন প্লাজমন অনুরণনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য লাল হয়ে যায়। আরেকটি প্রভাবের একটি উদাহরণ, যা সম্প্রতি অ্যামেনডোলা এট আল দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে। 10 ন্যানোমিটার বা তার কম ওজনের ছোট সোনার ন্যানো পার্টিকেলের ক্ষেত্রে, নির্দিষ্ট নির্দিষ্ট শর্ট চেইন লিগ্যান্ড সমন্বিত ঘন মনোলেয়ারগুলি পৃষ্ঠের প্লাজমন অনুরণনের প্রভাবকে হ্রাস করে। ন্যানোপার্টিকালের সার্ফ্যাক্ট্যান্ট বিশ্লেষণ করতে প্লাজমন অনুরণন ব্যবহার করা যেতে পারে। এই নীতিটি তথাকথিত ফ্রোলিচ অবস্থার উপর ভিত্তি করে যা বলে যে একটি ন্যানোপার্টিকালের পার্শ্ববর্তী মাধ্যমের প্রতিসরাঙ্কটি পৃষ্ঠ প্লাজমন অনুরণনের ফ্রিকোয়েন্সি সুর বা পরিবর্তন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। উভয় বৈশিষ্ট্যের সাথে সম্পর্কিত সমীকরণটি নিম্নরূপঃ যার মধ্যে তরঙ্গদৈর্ঘ্য যেখানে প্লাজমন অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি শীর্ষে থাকে, তা হল পরিবেশের প্রতিসরাঙ্ক, যা মাধ্যমের অস্তরক ধ্রুবকের সাথে নিম্নরূপ সম্পর্কিতঃ উপরন্তু এটি প্লাজমন অনুরণনের ফ্রিকোয়েন্সি এবং ভ্যাকুয়ামে আলোর গতি। তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং পরিবেশের প্রতিসরাঙ্কের মধ্যে সম্পর্ক কঠোরভাবে রৈখিক নয়, তবে তাত্ত্বিক ভবিষ্যদ্বাণীগুলির ছোট মানগুলির জন্য পরীক্ষামূলক ফলাফলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। এই সম্পর্কটি ন্যানো কণার পরিবেশ বিশ্লেষণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, অর্থাৎ। আন্তঃমুখীয় স্তর, প্লাজমন অনুরণনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিমাপ করে। তাপ পরিবাহিতা তাপ পরিবাহিতা হল কোনও পদার্থের তাপ সঞ্চালনের ক্ষমতার একটি পরিমাপ। একটি ন্যানোফ্লুয়েডে এই পরিবাহিতা দ্রবণে ঝুলন্ত ন্যানো পার্টিকেল দ্বারা প্রভাবিত হয়। একটি সাধারণ মডেল শুধুমাত্র তরল এবং স্থগিত কঠিন পদার্থের তাপ পরিবাহিতা বিবেচনা করে। একে ম্যাক্সওয়েল-গার্নেট মডেল (1891) বলা হয় এবং এটিকে এভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়ঃ যার মধ্যে যথাক্রমে কার্যকর তাপ পরিবাহিতা, তরলের তাপ পরিবাহিতা এবং কণার তাপ পরিবাহিতা এবং কণাগুলির প্যাকিং ভগ্নাংশ। এই মডেলটি ন্যানো পার্টিকেলের জন্য খুব সঠিক নয় কারণ এটি একটি ন্যানো পার্টিকেলের চারপাশে তরল দ্বারা গঠিত ইন্টারফেসিয়াল স্তরকে বিবেচনায় নেয় না। 2006 সালে কে. সি. লিয়ং এবং অন্যান্যরা একটি নতুন মডেলের প্রস্তাব দেন, যা একটি আন্তঃপৃষ্ঠীয় স্তরের অস্তিত্বকে বিবেচনা করে। তারা একটি ন্যানো কণার চারপাশের এলাকা বিবেচনা করে এবং তিনটি পৃথক অঞ্চলের অস্তিত্ব উল্লেখ করে তা করেছিল। তাদের প্রত্যেকটির একটি নির্দিষ্ট কিন্তু ভিন্ন তাপ পরিবাহিতা রয়েছে। এর ফলে নিম্নলিখিত মডেল তৈরি হয়ঃ যার মধ্যে কার্যকর তাপ পরিবাহিতা, এবং কণা, তরল এবং আন্তঃমুখীয় স্তরের যথাক্রমে তাপ পরিবাহিতা। তরলের প্যাকিং ভগ্নাংশ বা। এবং এবং যথাক্রমে এবং কণার আকারের সাথে ইন্টারফেসিয়াল স্তরের পুরুত্বের অনুপাত সহ। এই মডেলটি পরীক্ষামূলক ফলাফলের সাথে আরও একমত বলে দেখানো হয়েছিল, তবে এর প্রয়োগযোগ্যতার ক্ষেত্রে সীমাবদ্ধ কারণ তাপ পরিবাহিতা বা এই স্তরটির পুরুত্ব প্রতিষ্ঠার কোনও তাত্ত্বিক উপায় এখনও নেই। দ্রবণীয়তা ন্যানো পার্টিকেলের আরেকটি বৈশিষ্ট্য যা সার্ফ্যাক্ট্যান্ট দ্বারা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয় তা হল ন্যানো পার্টিকেলের দ্রবণীয়তা। কেউ কল্পনা করতে পারেন যে একটি ধাতব ন্যানো কণা জৈব দ্রাবকগুলিতে ভালভাবে দ্রবীভূত হবে না। সার্ফ্যাক্ট্যান্ট যোগ করার মাধ্যমে ন্যানো পার্টিকেলগুলি দ্রাবক জুড়ে আরও সমানভাবে ছড়িয়ে থাকবে। এটি প্রায়শই সার্ফ্যাক্ট্যান্টের অ্যাম্ফিফিলিক প্রকৃতির কারণে হয়। ইন্টারফেসিয়াল স্তরটি মূলত বিভিন্ন মাধ্যমে ন্যানো পার্টিকেলের দ্রবণীয়তা সুর করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা অত্যন্ত হাইড্রোফিলিক থেকে হাইড্রোফোবিক পর্যন্ত হতে পারে। স্থিতিশীলতা একটি ন্যানো কণার স্থায়িত্ব এমন একটি শব্দ যা প্রায়শই কণার একটি নির্দিষ্ট, সাধারণত আকার-নির্ভর, বৈশিষ্ট্যের সংরক্ষণ বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয়। এটি উল্লেখ করতে পারে যেমন। : এর আকার, আকৃতি, গঠন, স্ফটিকাকার কাঠামো, পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য বা সমাধানের মধ্যে বিচ্ছুরণ। একটি ন্যানো কণার আন্তঃপৃষ্ঠীয় স্তর এই ধরনের স্থিতিশীলতাকে বিভিন্ন উপায়ে সহায়তা করতে পারে। লিগ্যান্ডগুলি একটি ন্যানোপার্টিকালের বিভিন্ন দিকের সাথে আবদ্ধ হতে পারে, যার আকার এবং প্রকার নির্ধারণ করবে যে লিগ্যান্ডগুলি কীভাবে অর্ডার করা হবে। লিগ্যান্ডগুলি কণার সাথে যেভাবে সংযুক্ত থাকে, বিশৃঙ্খলভাবে সাজানো বা মাঝখানে কোথাও, বিভিন্ন কণার মিথস্ক্রিয়ায় একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এর ফলে ন্যানো কণার প্রতিক্রিয়াশীলতা প্রভাবিত হয়, যা কণার স্থায়িত্ব দেখার আরেকটি উপায়। বিশ্লেষণ ইন্টারফেসিয়াল স্তর বিশ্লেষণের জন্য বিভিন্ন ধরনের কৌশল ব্যবহার করা যেতে পারে, প্রায়শই এস. এ. এক্স. এস, এন. এম. আর, এ. এফ. এম, এস. টি. এম ব্যবহার করা হয়, তবে প্রতিসরাঙ্ক পরিমাপের মতো অন্যান্য পদ্ধতিও তথ্য প্রকাশ করতে পারে। ক্ষুদ্র-কোণ এক্স-রে বিচ্ছুরণ ন্যানো পার্টিকেলের আকার এবং বিচ্ছুরণ সম্পর্কে তথ্য প্রদান করে এবং আন্তঃমুখীয় স্তরের ঘনত্ব সম্পর্কে তথ্য প্রদান করে। কারণ বিচ্ছুরণের পরিমাণ ঘনত্বের সাথে আনুপাতিক। এর উপরে স্তরটির পুরুত্ব অনুমান করা যেতে পারে। তবে একটি অসুবিধা হল যে এস. এ. এক্স. এস ধ্বংসাত্মক। এ. এফ. এম এবং এস. টি. এম পরিমাপ ইন্টারফেসিয়াল স্তরের গঠন এবং আকৃতি সম্পর্কে পারমাণবিক রেজোলিউশনে তথ্য প্রকাশ করতে পারে। এই তথ্যটি ন্যানো কণার পৃষ্ঠের মধ্যে সীমাবদ্ধ, কারণ আপনি কেবল পৃষ্ঠটি অনুসন্ধান করতে পারেন। এস. টি. এম-এর আরেকটি ত্রুটি হল যে এটি শুধুমাত্র তখনই প্রযোজ্য যখন ইন্টারফেসিয়াল স্তরটি পরিচালনা করছে। (সলিড-স্টেট) এন. এম. আর ইন্টারফেসিয়াল স্তরের গঠন, স্বল্প পরিসরের ক্রম এবং গতিবিদ্যা অধ্যয়নের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। গতিবিদ্যা একটি বিস্তৃত সময়সীমার উপর অধ্যয়ন করা যেতে পারে, যা আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়া, রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া এবং পরিবহন ঘটনা বিশ্লেষণ করার অনুমতি দেয়। তথ্যসূত্র ন্যানো পার্টিকেলস