Plasma polymerization
প্লাজমা পলিমারাইজেশন (বা গ্লো ডিসচার্জ পলিমারাইজেশন) একটি গ্যাস স্রাব তৈরি করতে প্লাজমা উৎস ব্যবহার করে যা পলিমারাইজেশন শুরু করার জন্য প্রায়শই একটি ভিনাইল গ্রুপ ধারণকারী গ্যাসীয় বা তরল মনোমারকে সক্রিয় বা খণ্ডিত করার জন্য শক্তি সরবরাহ করে। এই কৌশল থেকে গঠিত পলিমারগুলি সাধারণত অত্যন্ত শাখাযুক্ত এবং অত্যন্ত ক্রস-লিঙ্কযুক্ত হয় এবং শক্ত পৃষ্ঠগুলিতে ভালভাবে লেগে থাকে। এই প্রক্রিয়ার সবচেয়ে বড় সুবিধা হল যে, চেইনগুলি বাড়ার সময় পলিমারগুলি সরাসরি একটি পছন্দসই পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত করা যেতে পারে, যা গ্রাফ্টিংয়ের মতো অন্যান্য আবরণ প্রক্রিয়াগুলির জন্য প্রয়োজনীয় পদক্ষেপগুলি হ্রাস করে। এটি দ্রাবক অদ্রবণীয় পলিমার সহ 100 পিকোমিটার থেকে 1-মাইক্রোমিটার পুরুত্বের পিনহোল-মুক্ত আবরণের জন্য খুব কার্যকর। ভূমিকা 1870-এর দশকের গোড়ার দিকে এই প্রক্রিয়া দ্বারা গঠিত পলিমারগুলি জানা গিয়েছিল, তবে এই পলিমারগুলিকে প্রাথমিকভাবে বৈদ্যুতিক স্রাবের সাথে সম্পর্কিত অবাঞ্ছিত উপজাত হিসাবে বিবেচনা করা হত, তাদের বৈশিষ্ট্যগুলিতে খুব কম মনোযোগ দেওয়া হত। 1960-এর দশক পর্যন্ত এই পলিমারগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি কার্যকর বলে মনে করা হয়নি। এটি পাওয়া গেছে যে ধাতুর উপর ত্রুটিহীন পাতলা পলিমারিক আবরণ তৈরি করা যেতে পারে, যদিও খুব পাতলা ফিল্মের (<10nm) জন্য এটি সম্প্রতি একটি অতিরিক্ত সরলীকরণ হিসাবে দেখানো হয়েছে। মনোমারের ধরন এবং প্রতি মনোমারের শক্তির ঘনত্ব নির্বাচন করে, যা ইয়াসুদা প্যারামিটার নামে পরিচিত, ফলস্বরূপ পাতলা ফিল্মের রাসায়নিক গঠন এবং কাঠামো বিস্তৃত পরিসরে পরিবর্তিত হতে পারে। এই ফিল্মগুলি সাধারণত নিষ্ক্রিয়, আঠালো এবং কম অস্তরক ধ্রুবক থাকে। এই পদ্ধতিতে পলিমারাইজ করা কিছু সাধারণ মনোমারের মধ্যে রয়েছে স্টাইরিন, ইথিলিন, মেথাক্রিলেট এবং পাইরিডিন। 1970-এর দশকে বিভিন্ন ধরনের মনোমারের পলিমারাইজেশন সহ প্লাজমা পলিমারাইজেশনে অনেক অগ্রগতি ঘটে। তবে জমা দেওয়ার প্রক্রিয়াগুলি আরও সাম্প্রতিক সময় পর্যন্ত ব্যাপকভাবে উপেক্ষা করা হয়েছিল। এই সময় থেকে প্লাজমা পলিমারাইজেশনের প্রতি সর্বাধিক মনোযোগ আবরণের ক্ষেত্রে দেওয়া হয়েছে, তবে পলিমার কাঠামো নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন হওয়ায় এর প্রয়োগ সীমিত। মৌলিক কার্যকরী প্রক্রিয়া গ্লো ডিসচার্জ প্লাজমা ইলেকট্রন, আয়ন, র্যাডিকেল, নিউট্রাল এবং ফোটনের মিশ্রণ নিয়ে গঠিত। এই প্রজাতিগুলির মধ্যে কয়েকটি স্থানীয় তাপগতিবিদ্যার ভারসাম্যে রয়েছে, আবার অন্যগুলি নেই। এমনকি আর্গনের মতো সাধারণ গ্যাসের ক্ষেত্রেও এই মিশ্রণটি জটিল হতে পারে। জৈব মনোমারের প্লাজমার ক্ষেত্রে, জটিলতা দ্রুত বৃদ্ধি পেতে পারে কারণ প্লাজমা খণ্ডের কিছু উপাদান একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে এবং বৃহত্তর প্রজাতি গঠন করে। গ্লো ডিসচার্জ হল পলিমারাইজেশনের একটি কৌশল যা মুক্ত ইলেকট্রন গঠন করে যা একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র থেকে শক্তি অর্জন করে এবং তারপর গ্যাস পর্যায়ে নিরপেক্ষ অণুর সাথে সংঘর্ষের মাধ্যমে শক্তি হারায়। এটি অনেক রাসায়নিকভাবে প্রতিক্রিয়াশীল প্রজাতির দিকে পরিচালিত করে, যা তখন একটি প্লাজমা পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়ার দিকে পরিচালিত করে। প্লাজমা পলিমারাইজেশনের জন্য বৈদ্যুতিক স্রাব প্রক্রিয়া হল "নিম্ন-তাপমাত্রার প্লাজমা" পদ্ধতি কারণ উচ্চ তাপমাত্রা অবক্ষয়ের কারণ হয়। এই প্লাজমাগুলি একটি সরাসরি বিদ্যুৎ, বিকল্প বিদ্যুৎ বা রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি জেনারেটর দ্বারা গঠিত হয়। চুল্লিগুলির প্রকার প্লাজমা পলিমারাইজেশনে ব্যবহৃত যন্ত্রপাতির জন্য কয়েকটি নকশা রয়েছে, যার মধ্যে একটি হল বেল (স্ট্যাটিক টাইপ), যেখানে মনোমার গ্যাস প্রতিক্রিয়া চেম্বারে রাখা হয়, কিন্তু চেম্বারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় না। এটি আসে এবং অপসারণ ছাড়াই পলিমারাইজ হয়। এই ধরনের চুল্লি চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। এই চুল্লিটির অভ্যন্তরীণ বিদ্যুদ্বাহক রয়েছে এবং পলিমারাইজেশন সাধারণত ক্যাথোডের দিকে হয়। সমস্ত যন্ত্রে তাপস্থাপক স্নান থাকে, যা তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয় এবং চাপ নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি ভ্যাকুয়াম থাকে। অপারেশনঃ মনোমার গ্যাস একটি বায়বীয় প্রজাতি হিসাবে বেল-টাইপ চুল্লিতে আসে এবং তারপরে বিদ্যুদ্বাহক দ্বারা প্লাজমা অবস্থায় রাখা হয়, যেখানে প্লাজমা র্যাডিকেল, অ্যানায়ন এবং ক্যাটায়ন নিয়ে গঠিত হতে পারে। এই মনোমারগুলি তারপর ক্যাথোড পৃষ্ঠে পলিমারাইজ করা হয়, বা অন্য কোনও পৃষ্ঠকে বিভিন্ন প্রক্রিয়া দ্বারা যন্ত্রের মধ্যে স্থাপন করা হয় যার বিশদ বিবরণ নীচে আলোচনা করা হয়েছে। জমা হওয়া পলিমারগুলি তারপর পৃষ্ঠ থেকে ছড়িয়ে পড়ে এবং আপাতদৃষ্টিতে অভিন্ন সামঞ্জস্যের সাথে ক্রমবর্ধমান চেইন তৈরি করে। আরেকটি জনপ্রিয় চুল্লি হল ফ্লো-থ্রু চুল্লি (অবিচ্ছিন্ন প্রবাহ চুল্লি), যার অভ্যন্তরীণ বিদ্যুদ্বাহকও রয়েছে, তবে এই চুল্লিটি মনোমার গ্যাসকে প্রতিক্রিয়া চেম্বারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হতে দেয় যেমনটি এর নাম থেকে বোঝা যায়, যা পলিমার ফিল্ম নিক্ষেপণের জন্য আরও সমান আবরণ দেওয়া উচিত। এর সুবিধা হল আরও পলিমার জমা করার জন্য চুল্লিতে আরও মনোমার প্রবাহিত হতে থাকে। এটির "টেল ফ্লেম" গঠনের অসুবিধা রয়েছে, যা তখন হয় যখন পলিমারাইজেশন ভ্যাকুয়াম লাইনের মধ্যে প্রসারিত হয়। তৃতীয় জনপ্রিয় ধরনের চুল্লি হল বৈদ্যুতিনহীন। এটি কাচের যন্ত্রপাতির চারপাশে মোড়ানো একটি আর. এফ কয়েল ব্যবহার করে, যা তারপর সরাসরি বিদ্যুদ্বাহক ব্যবহার না করে আবাসনটির ভিতরে প্লাজমা গঠনের জন্য একটি রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি জেনারেটর ব্যবহার করে (ইনডাক্টিভলি কাপল্ড প্লাজমা দেখুন)। পলিমারটি তখন জমা করা যেতে পারে কারণ এটি এই আরএফ কয়েলের মধ্য দিয়ে যন্ত্রের ভ্যাকুয়াম প্রান্তের দিকে ঠেলে দেওয়া হয়। এর সুবিধা হল বিদ্যুদ্বাহক পৃষ্ঠে পলিমার তৈরি না হওয়া, যা অন্যান্য পৃষ্ঠে পলিমারাইজ করার সময় কাম্য। জনপ্রিয়তায় ক্রমবর্ধমান চতুর্থ ধরনের সিস্টেম হল বায়ুমণ্ডলীয়-চাপ প্লাজমা সিস্টেম, যা পাতলা পলিমার ফিল্ম জমা করার জন্য দরকারী। এই ব্যবস্থাটি ভ্যাকুয়াম জড়িত বিশেষ হার্ডওয়্যারের প্রয়োজনীয়তাগুলিকে বাইপাস করে, যা তখন এটিকে সমন্বিত শিল্প ব্যবহারের জন্য অনুকূল করে তোলে। এটি দেখানো হয়েছে যে বায়ুমণ্ডলীয় চাপে গঠিত পলিমারগুলির আবরণের জন্য নিম্ন-চাপ ব্যবস্থায় পাওয়া অনুরূপ বৈশিষ্ট্য থাকতে পারে। শারীরিক প্রক্রিয়ার বৈশিষ্ট্য পলিমারাইজেশনের জন্য প্লাজমা গঠন নিম্নলিখিত অনেক কিছুর উপর নির্ভর করে। কাঙ্ক্ষিত প্লাজমা অবস্থা গঠনের জন্য প্রতি ঘন সেন্টিমিটারে 109 থেকে 1012 ইলেকট্রন ঘনত্ব সহ 1-10 eV-এর একটি ইলেক্ট্রন শক্তি প্রয়োজন। নিম্ন-তাপমাত্রার প্লাজমা গঠন গুরুত্বপূর্ণ; ইলেকট্রনের তাপমাত্রা গ্যাসের তাপমাত্রার সমান নয় এবং এর অনুপাত 10 থেকে 100 টিই/টিজি, যাতে এই প্রক্রিয়াটি আশেপাশের তাপমাত্রায় ঘটতে পারে, যা সুবিধাজনক কারণ পলিমারগুলি উচ্চ তাপমাত্রায় অবনমিত হয়, তাই যদি উচ্চ-তাপমাত্রার প্লাজমা ব্যবহার করা হয় তবে পলিমারগুলি গঠনের পরে অবনমিত হবে বা কখনই গঠিত হবে না। এটি অ-ভারসাম্য প্লাজমাকে বোঝায়, যার অর্থ হল যে চার্জযুক্ত মনোমার প্রজাতির নিরপেক্ষ মনোমার প্রজাতির তুলনায় বেশি গতিশক্তি থাকে এবং একটি চার্জবিহীন মনোমারের পরিবর্তে একটি স্তরের মধ্যে শক্তি স্থানান্তর ঘটায়। গতিবিদ্যা এই প্রতিক্রিয়াগুলির গতিগত হার বেশিরভাগই মনোমার গ্যাসের উপর নির্ভর করে, যা অবশ্যই বায়বীয় বা বাষ্পীভূত হতে হবে। তবে, অন্যান্য পরামিতিগুলিও গুরুত্বপূর্ণ, যেমন শক্তি, চাপ, প্রবাহের হার, ফ্রিকোয়েন্সি, বিদ্যুদ্বাহক ফাঁক এবং চুল্লির বিন্যাস। নিম্ন প্রবাহের হার সাধারণত পলিমারাইজেশনের জন্য উপস্থিত প্রতিক্রিয়াশীল প্রজাতির সংখ্যার উপর নির্ভর করে, যেখানে উচ্চ প্রবাহের হার চুল্লিতে ব্যয় করা সময়ের পরিমাণের উপর নির্ভর করে। অতএব, পলিমারাইজেশনের সর্বোচ্চ হার মাঝখানে কোথাও হয়। দ্রুততম প্রতিক্রিয়াগুলি ট্রিপল-বন্ডেড> ডাবল-বন্ডেড> একক বন্ডেড অণুগুলির ক্রমে হতে থাকে এবং কম আণবিক ওজনের অণুগুলি উচ্চতর অণুগুলির তুলনায় দ্রুত হয়। সুতরাং অ্যাসিটিলিন ইথিলিনের চেয়ে দ্রুততর এবং ইথিলিন প্রোপেন ইত্যাদির চেয়ে দ্রুততর। পলিমার নিক্ষেপণের আণবিক ওজন ফ্যাক্টর মনোমার প্রবাহের হারের উপর নির্ভরশীল, যেখানে সাধারণত 200 গ্রাম/মোলের কাছাকাছি একটি উচ্চ আণবিক ওজন মনোমারের 15 গ্রাম/সেমি 2 এর অনেক বেশি প্রবাহের হার প্রয়োজন, যেখানে 50 গ্রাম/মোলের কাছাকাছি কম আণবিক ওজনের জন্য মাত্র 5 গ্রাম/সেমি 2 এর প্রবাহের হার প্রয়োজন। অতএব, একটি ভারী মনোমারের দ্রুত প্রবাহের প্রয়োজন হয় এবং সম্ভবত পলিমারাইজেশনের হার হ্রাস করে চাপ বৃদ্ধি করতে পারে। বর্ধিত চাপ পলিমারাইজেশনের হার হ্রাস করে জমা হওয়ার অভিন্নতা হ্রাস করে কারণ অভিন্নতা ধ্রুবক চাপ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। এটি একটি কারণ যে উচ্চ-চাপের প্লাজমা বা বায়ুমণ্ডলীয়-চাপের প্লাজমা সাধারণত নিম্ন-চাপ ব্যবস্থার পক্ষে ব্যবহার করা হয় না। 1 টর-এর বেশি চাপে, বিদ্যুদ্বাহক পৃষ্ঠে অলিগোমার তৈরি হয় এবং পৃষ্ঠের মনোমারগুলিও সেগুলিকে দ্রবীভূত করে একটি তৈলাক্ত পদার্থ গঠন করে কম মাত্রায় পলিমারাইজেশন পেতে পারে। নিম্ন চাপে, প্রতিক্রিয়াশীল পৃষ্ঠগুলিতে মনোমার কম থাকে এবং উচ্চ আণবিক ওজনের পলিমারের বৃদ্ধিকে সহজতর করে। পলিমারাইজেশনের হার ইনপুট শক্তির উপর নির্ভর করে, যতক্ষণ না পাওয়ার স্যাচুরেশন ঘটে এবং হারটি এর থেকে স্বাধীন হয়ে যায়। একটি সংকীর্ণ বিদ্যুদ্বাহক ব্যবধানও পলিমারাইজেশনের হার বৃদ্ধি করে কারণ প্রতি একক এলাকায় একটি উচ্চতর ইলেক্ট্রন ঘনত্ব তৈরি হয়। পলিমারাইজেশনের হার প্রক্রিয়াটির জন্য ব্যবহৃত যন্ত্রপাতির প্রকারের উপরও নির্ভর করে। সাধারণভাবে, প্রায় 5 কিলোহার্জ পর্যন্ত পরিবর্তিত তড়িৎ প্রবাহ প্রবাহের ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি আরও মুক্ত র্যাডিকেল গঠনের কারণে হার বাড়ায়। এই ফ্রিকোয়েন্সির পরে, সংঘর্ষকারী মনোমারের জড় প্রভাব পলিমারাইজেশনকে বাধা দেয়। এটি পলিমারাইজেশন ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য প্রথম মালভূমি গঠন করে। দ্বিতীয় সর্বোচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি 6 মেগাহার্টজে ঘটে, যেখানে পার্শ্ব প্রতিক্রিয়াগুলি আবার অতিক্রম করা হয় এবং প্রতিক্রিয়াটি প্লাজমা থেকে বিদ্যুদ্বাহকে ছড়িয়ে পড়া মুক্ত র্যাডিকেলগুলির মাধ্যমে ঘটে, যে সময়ে একটি দ্বিতীয় মালভূমি প্রাপ্ত হয়। এই পরামিতিগুলি প্রতিটি মনোমারের জন্য সামান্য ভিন্ন এবং অবশ্যই ইন-সিটু অপ্টিমাইজ করা উচিত। সিন্থেটিক রুট প্লাজমাতে আয়ন, মুক্ত র্যাডিকেল এবং ইলেকট্রনের মতো অনেক প্রজাতি রয়েছে, তাই পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়ায় কী সবচেয়ে বেশি অবদান রাখে তা দেখা গুরুত্বপূর্ণ। ওয়েস্টউড এট আল দ্বারা প্রথম প্রস্তাবিত প্রক্রিয়া। এটি একটি ক্যাশনিক পলিমারাইজেশনের ছিল কারণ একটি ডাইরেক্ট কারেন্ট সিস্টেমে পলিমারাইজেশন মূলত ক্যাথোডে ঘটে। যাইহোক, আরও তদন্ত এই বিশ্বাসের দিকে পরিচালিত করেছে যে প্রক্রিয়াটি একটি র্যাডিকেল পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়া, যেহেতু র্যাডিকেলগুলি ফিল্মে আটকা পড়ে এবং অলিগোমারদের পুনর্বিন্যাসের মাধ্যমে সমাপ্তি কাটিয়ে ওঠা যায়। অন্যান্য গতিবিদ্যার গবেষণাও এই তত্ত্বকে সমর্থন করে বলে মনে হয়। যাইহোক, 1990-এর দশকের মাঝামাঝি থেকে অত্যন্ত কার্যকরী প্লাজমা পলিমার গঠনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা বেশ কয়েকটি গবেষণাপত্র ক্যাটায়নগুলির জন্য আরও গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা গ্রহণ করেছে, বিশেষত যেখানে প্লাজমা ম্যানটি সংঘর্ষহীন। প্লাজমা আয়ন ঘনত্ব কম এবং ফলস্বরূপ পৃষ্ঠে আয়ন প্রবাহ কম এই ধারণাকে চ্যালেঞ্জ করা হয়েছে, যা নির্দেশ করে যে আয়ন প্রবাহ বোম ম্যানের মানদণ্ড অনুযায়ী নির্ধারিত হয়। আয়ন প্রবাহ ইলেকট্রন তাপমাত্রার বর্গমূলের সাথে আনুপাতিক, আরটি নয়। পলিমারাইজেশনে, গ্যাস পর্যায় এবং পৃষ্ঠ প্রতিক্রিয়া উভয়ই ঘটে, তবে প্রক্রিয়াটি উচ্চ এবং নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিগুলির মধ্যে পৃথক হয়। উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে, এটি প্রতিক্রিয়াশীল মধ্যবর্তীতে ঘটে, যেখানে কম ফ্রিকোয়েন্সিতে পলিমারাইজেশন প্রধানত পৃষ্ঠতলগুলিতে ঘটে। পলিমারাইজেশন হওয়ার সাথে সাথে চেম্বারের অভ্যন্তরের চাপ একটি বদ্ধ সিস্টেমে হ্রাস পায়, যেহেতু গ্যাস-ফেজ মনোমারগুলি কঠিন পলিমারগুলিতে যায়। পলিমারাইজেশন কীভাবে ঘটতে পারে তার একটি উদাহরণ চিত্র 2-এ দেখানো হয়েছে, যেখানে সবচেয়ে প্রচুর পথটি নীল রঙে ডাবল তীর সহ দেখানো হয়েছে, এবং পার্শ্বপথগুলি কালো রঙে দেখানো হয়েছে। পলিমারাইজেশনের সময় গ্যাস গঠনের মাধ্যমে অবলেশন ঘটে। পলিমারাইজেশনের দুটি পথ রয়েছে, হয় প্লাজমা অবস্থা বা প্লাজমা-প্ররোচিত প্রক্রিয়া, যা উভয়ই জমা হওয়া পলিমারের দিকে নিয়ে যায়। পলিমারগুলি বিদ্যুদ্বাহকের পৃষ্ঠতল ব্যতীত অন্যান্য অনেক স্তরের উপর জমা হতে পারে, যেমন কাচ, অন্যান্য জৈব পলিমার বা ধাতু, যখন একটি পৃষ্ঠ বিদ্যুদ্বাহকের সামনে স্থাপন করা হয় বা তাদের মধ্যে মাঝখানে স্থাপন করা হয়। তাদের জন্য বিদ্যুদ্বাহক পৃষ্ঠগুলি তৈরি করার ক্ষমতা সম্ভবত একটি স্থিতিশীল মিথস্ক্রিয়া হতে পারে, যেখানে অন্যান্য পৃষ্ঠগুলিতে সমযোজী সংযুক্তি সম্ভব। পলিমারাইজেশন সম্ভবত আয়নিক এবং/অথবা র্যাডিকেল প্রক্রিয়াগুলির মাধ্যমে ঘটতে পারে যা গ্লো ডিসচার্জ থেকে গঠিত প্লাজমা দ্বারা শুরু হয়। প্যারিলিন পলিমারাইজেশনের তাপীয় সূচনার উপর ভিত্তি করে ইয়াসুদা যে ধ্রুপদী দৃষ্টিভঙ্গি উপস্থাপন করেছেন তা হল যে কোনও নির্দিষ্ট সময়ে অনেকগুলি প্রসারণকারী প্রজাতি উপস্থিত রয়েছে যা চিত্র 3-এ দেখানো হয়েছে। এই চিত্রটি দুটি ভিন্ন পথ দেখায় যার মাধ্যমে পলিমারাইজেশন হতে পারে। প্রথম পথটি হল একটি এক-কার্যকরীকরণ প্রক্রিয়া, যা একটি আদর্শ মুক্ত র্যাডিকেল পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়া (এম.)-এর সাথে সাদৃশ্য বহন করে-যদিও এই সতর্কতার সাথে যে প্রতিক্রিয়াশীল প্রজাতিগুলি আয়নিক হতে পারে এবং অপরিহার্যভাবে র্যাডিকেল নয়। দ্বিতীয় পথটি একটি ডিফাংশনাল প্রক্রিয়াকে বোঝায়, যা উদাহরণস্বরূপ একই মনোমারের উপর একটি ক্যাশনিক এবং একটি র্যাডিকেল প্রচার কেন্দ্র ধারণ করতে পারে। ফলস্বরূপ, 'পলিমার' একটি প্রজাতি থেকে একাধিক পথের মাধ্যমে একাধিক দিকে বৃদ্ধি পেতে পারে, যেমন একটি পৃষ্ঠ বা অন্যান্য মনোমার। এই সম্ভাবনা ইয়াসুদাকে প্রক্রিয়াটিকে একটি খুব দ্রুত ধাপ-বৃদ্ধি পলিমারাইজেশন হিসাবে অভিহিত করতে দেয়। রেখাচিত্রে, এমএক্স মূল মনোমার অণু বা ক্লোরিন, ফ্লোরিন এবং হাইড্রোজেনের মতো অনেক বিচ্ছিন্নতা পণ্যকে বোঝায়। এম প্রজাতি বলতে সেইসব প্রজাতিকে বোঝায় যারা সক্রিয় এবং নতুন সমযোজী বন্ধন গঠনের প্রতিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করতে সক্ষম। এম প্রজাতি একটি সক্রিয় ভিন্নধর্মী মনোমার প্রজাতিকে বোঝায়। আই, জে এবং কে সাবস্ক্রিপ্টগুলি জড়িত বিভিন্ন প্রজাতির আকার দেখায়। যদিও র্যাডিকেলগুলি সক্রিয় প্রজাতির প্রতিনিধিত্ব করে, পলিমারাইজেশনে যে কোনও আয়ন বা র্যাডিকেল ব্যবহার করা যেতে পারে। যেমনটি এখানে দেখা যায়, প্লাজমা পলিমারাইজেশন একটি অত্যন্ত জটিল প্রক্রিয়া, যার অনেকগুলি মাপকাঠি হার থেকে শৃঙ্খলের দৈর্ঘ্য পর্যন্ত সমস্ত কিছুকে প্রভাবিত করে। প্লাজমা প্যারামিটারগুলি পরিবর্তন করে একটি নির্দিষ্ট পথের নির্বাচন বা অনুগ্রহ অর্জন করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, নির্বাচিত মনোমারগুলির সাথে স্পন্দিত প্লাজমা অনেক বেশি নিয়মিত পলিমার কাঠামোর পক্ষে বলে মনে হয় এবং এটি প্লাজমা অফ-টাইমে (র্যাডিকেল) চেইন বৃদ্ধির অনুরূপ একটি প্রক্রিয়া দ্বারা এই বৃদ্ধি অনুমান করা হয়েছে। সাধারণ মনোমার/পলিমার মনোমার যেমন মনোমার টেবিলে দেখা যায়, অনেক সাধারণ মনোমার এই পদ্ধতিতে সহজেই পলিমারাইজড হয়, তবে বেশিরভাগই অবশ্যই ছোট আয়নীকরণযোগ্য প্রজাতি হতে হবে কারণ তাদের প্লাজমা অবস্থায় যেতে সক্ষম হতে হবে। যদিও একাধিক বন্ধন সহ মনোমারগুলি সহজেই পলিমারাইজ হয়, তবে এটি প্রয়োজনীয় নয়, কারণ ইথেন, সিলিকন এবং অন্যান্য অনেকগুলিও পলিমারাইজ করে। অন্যান্য শর্তাবলী রয়েছে। ইয়াসুদা ও অন্যান্য। 28টি মনোমার নিয়ে গবেষণা করে দেখা গেছে যে সুগন্ধি গ্রুপ, সিলিকন, অলিফিনিক গ্রুপ বা নাইট্রোজেন (এন. এইচ, এন. এইচ 2, সি. এন) সহ যেগুলি সহজেই পলিমারযোগ্য ছিল, অন্যদিকে অক্সিজেন, হ্যালাইড, অ্যালিফ্যাটিক হাইড্রোকার্বন এবং চক্রীয় হাইড্রোকার্বনযুক্তগুলি আরও সহজেই পচনশীল ছিল। পরবর্তী যৌগগুলিতে আরও বেশি অ্যাবলেশন বা পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া উপস্থিত থাকে, যা স্থিতিশীল পলিমার গঠনে বাধা দেয়। স্টাইরিন সহ-পলিমারগুলিতে এন2, এইচ2ও এবং সিও অন্তর্ভুক্ত করাও সম্ভব। প্লাজমা পলিমারগুলিকে এক ধরনের গ্রাফ্ট পলিমার হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে কারণ এগুলি একটি স্তর থেকে উত্থিত হয়। এই পলিমারগুলি প্রায় অভিন্ন পৃষ্ঠ জমা করার জন্য পরিচিত, যা তাদের কাঙ্ক্ষিত বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি। এই প্রক্রিয়া থেকে গঠিত পলিমারগুলি প্রায়শই প্লাজমায় উপস্থিত একাধিক প্রসারণকারী প্রজাতির কারণে ক্রস-লিঙ্ক এবং শাখা গঠন করে। এটি প্রায়শই খুব অদ্রবণীয় পলিমারের দিকে পরিচালিত করে, যা এই প্রক্রিয়াটিকে একটি সুবিধা দেয়, কারণ হাইপারব্র্যাঞ্চড পলিমারগুলি দ্রাবক ছাড়াই সরাসরি জমা করা যেতে পারে। পলিমারের সাধারণ পলিমারগুলির মধ্যে রয়েছেঃ পলিইথিওফিন, পলিহেক্সাফ্লোরোপ্রোপিলিন, পলিটেট্রামাইথিলটিন, পলিহেক্সামাইথিলডিসিলোক্সেন, পলিটেট্রামাইথিলডিসিলোক্সেন, পলিপাইরিডিন, পলিফুরান এবং পলি-2-মিথাইলক্সাজোলিন। পলিমারাইজেশনের হার হ্রাসের ক্রম অনুসারে নিম্নলিখিতগুলি তালিকাভুক্ত করা হয়েছেঃ পলিস্টাইরিন, পলিমিথাইল স্টাইরিন, পলিসাইক্লোপেন্টাডাইন, পলিঅ্যাক্রিলেট, পলিমিথাইল অ্যাক্রিলেট, পলিমিথাইল মেথাক্রিলেট, পলিভিনাইল অ্যাসিটেট, পলিআইসোপ্রিন, পলিআইসোবুটিন এবং পলিথিলিন। এই পদ্ধতিতে তৈরি প্রায় সমস্ত পলিমারের চেহারা চমৎকার, পরিষ্কার এবং উল্লেখযোগ্যভাবে পরস্পর সংযুক্ত। প্রসারিত প্রজাতির উপর ভিত্তি করে প্লাজমা পলিমারাইজেশন পদ্ধতি দ্বারা রৈখিক পলিমারগুলি সহজেই গঠিত হয় না। এই পদ্ধতিতে আরও অনেক পলিমার তৈরি করা যেতে পারে। প্লাজমা পলিমারের সাধারণ বৈশিষ্ট্য প্লাজমা পলিমারের বৈশিষ্ট্য প্রচলিত পলিমারের থেকে অনেক আলাদা। যদিও উভয় প্রকারই মনোমারের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভরশীল, প্লাজমা পলিমারের বৈশিষ্ট্যগুলি চুল্লির নকশা এবং যে স্তরের উপর প্লাজমা পলিমার জমা হয় তার রাসায়নিক ও শারীরিক বৈশিষ্ট্যের উপর আরও বেশি নির্ভর করে। চুল্লিটির মধ্যে যে স্থানে জমা হয় সেটিও ফলস্বরূপ পলিমারের বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে। প্রকৃতপক্ষে, একটি একক মনোমারের সাথে প্লাজমা পলিমারাইজেশন ব্যবহার করে এবং চুল্লি, স্তর ইত্যাদি পরিবর্তন করে। বিভিন্ন ধরনের পলিমার প্রস্তুত করা যেতে পারে, যার প্রত্যেকটির বিভিন্ন ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এই কারণগুলির উপর পলিমার বৈশিষ্ট্যগুলির বিশাল নির্ভরতা মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলির একটি সেট নির্ধারণ করা কঠিন করে তোলে, তবে প্রচলিত পলিমারগুলি থেকে আলাদা করে প্লাজমা পলিমারগুলি সেট করে এমন কয়েকটি সাধারণ বৈশিষ্ট্য বিদ্যমান। প্রচলিত পলিমার এবং প্লাজমা পলিমারের মধ্যে সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য হল যে প্লাজমা পলিমারগুলিতে নিয়মিত পুনরাবৃত্তিমূলক একক থাকে না। উপরে আলোচিত হিসাবে যে কোনও এক সময়ে উপস্থিত বিভিন্ন প্রসারণকারী প্রজাতির সংখ্যার কারণে, ফলস্বরূপ পলিমার চেইনগুলি অত্যন্ত শাখাযুক্ত এবং এলোমেলোভাবে উচ্চ মাত্রার ক্রস-লিঙ্কিং দিয়ে শেষ হয়। প্লাজমা পলিমারাইজড ইথিলিনের জন্য প্রস্তাবিত কাঠামোর একটি উদাহরণ চিত্র 4-এ দেখানো হয়েছে যা ক্রস-লিঙ্কিং এবং শাখার একটি বড় বিস্তার প্রদর্শন করে। সমস্ত প্লাজমা পলিমারের মধ্যে মুক্ত মূলকও থাকে। পলিমারের মধ্যে উপস্থিত মুক্ত মূলকের পরিমাণ পরিবর্তিত হয় এবং এটি মনোমারের রাসায়নিক কাঠামোর উপর নির্ভরশীল। যেহেতু আটকা পড়া মুক্ত মূলকগুলির গঠন প্লাজমা পলিমারগুলির বৃদ্ধির পদ্ধতির সাথে আবদ্ধ, তাই পলিমারগুলির সামগ্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি সরাসরি মুক্ত মূলকগুলির সংখ্যার সাথে সম্পর্কিত। প্লাজমা পলিমারগুলিতে অভ্যন্তরীণ চাপও থাকে। যদি একটি পুরু স্তর থাকে (যেমন। 1 মাইক্রোমিটার) প্লাজমা পলিমার একটি কাচের স্লাইডে জমা হয়, প্লাজমা পলিমার বাঁধে এবং ঘন ঘন ফাটল ধরে। পলিমার জমা হওয়ার সময় প্লাজমা পলিমারের মধ্যে একটি অভ্যন্তরীণ চাপ তৈরি হওয়ার জন্য কার্লিংকে দায়ী করা হয়। কার্লিংয়ের মাত্রা মনোমারের পাশাপাশি প্লাজমা পলিমারাইজেশনের অবস্থার উপর নির্ভর করে। বেশিরভাগ প্লাজমা পলিমার অদ্রবণীয় এবং অদ্রবণীয়। এই বৈশিষ্ট্যগুলি পলিমারগুলিতে প্রচুর পরিমাণে ক্রস-লিঙ্কিংয়ের কারণে, যা আগে আলোচনা করা হয়েছিল। ফলস্বরূপ, এই পলিমারগুলির গতিপথের দৈর্ঘ্য অবশ্যই যথেষ্ট দীর্ঘ হতে হবে, যাতে এই বৈশিষ্ট্যগুলি একটি বিন্দু পর্যন্ত নিয়ন্ত্রণ করা যায়। প্লাজমা পলিমারের ব্যাপ্তিযোগ্যতাও প্রচলিত পলিমারের থেকে অনেক আলাদা। বড় আকারের খণ্ডীয় গতিশীলতার অনুপস্থিতি এবং পলিমারগুলির মধ্যে উচ্চ মাত্রার ক্রস-লিঙ্কিংয়ের কারণে, ছোট অণুগুলির ব্যাপ্তিকরণ এই জাতীয় ছোট ব্যাপ্তির জন্য "দ্রবণ-বিস্তার" বা আণবিক-স্তরের চালনীয়ের সাধারণ প্রক্রিয়াগুলি কঠোরভাবে অনুসরণ করে না। প্লাজমা পলিমারের ব্যাপ্তিযোগ্য বৈশিষ্ট্যগুলি এই দুটি আদর্শ ক্ষেত্রে পড়ে। প্লাজমা পলিমারের একটি চূড়ান্ত সাধারণ বৈশিষ্ট্য হল আঠালো করার ক্ষমতা। একটি প্রদত্ত প্লাজমা পলিমারের জন্য আঠালো ক্ষমতার সুনির্দিষ্টতা, যেমন পুরুত্ব এবং পৃষ্ঠ স্তরের বৈশিষ্ট্যগুলি, আবার একটি প্রদত্ত প্লাজমা পলিমারের জন্য নির্দিষ্ট এবং কয়েকটি সাধারণীকরণ করা যেতে পারে। সাধারণভাবে অন্যান্য পলিমারাইজেশন পদ্ধতির তুলনায় প্লাজমা পলিমারাইজেশন বেশ কয়েকটি সুবিধা প্রদান করে। প্লাজমা পলিমারাইজেশনের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য সুবিধা হল জৈব যৌগের পলিমার ফিল্ম তৈরি করার ক্ষমতা যা স্বাভাবিক রাসায়নিক পলিমারাইজেশনের পরিস্থিতিতে পলিমারাইজ হয় না। প্রায় সমস্ত মনোমার, এমনকি স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বন এবং জৈব যৌগগুলি যেমন ডাবল বন্ডের মতো পলিমারযোগ্য কাঠামো ছাড়াই এই কৌশলটির সাহায্যে পলিমারাইজ করা যেতে পারে। দ্বিতীয় সুবিধাটি হল পলিমারগুলির আবরণ বনাম প্রচলিত আবরণ প্রক্রিয়া হিসাবে প্রয়োগের সহজতা। প্রচলিত পলিমার দিয়ে একটি স্তর আবরণ করার জন্য বেশ কয়েকটি পদক্ষেপের প্রয়োজন হয়, প্লাজমা পলিমারাইজেশন মূলত একটি ধাপে এই সমস্ত অর্জন করে। এটি একটি পরিষ্কার এবং 'সবুজ' সংশ্লেষণ এবং আবরণ প্রক্রিয়ার দিকে পরিচালিত করে কারণ পলিমার প্রস্তুতির সময় কোনও দ্রাবকের প্রয়োজন হয় না এবং ফলস্বরূপ পলিমার পরিষ্কার করারও প্রয়োজন হয় না। সংশ্লেষণের আরেকটি 'সবুজ' দিক হল যে পলিমার প্রস্তুতির জন্য কোনও ইনিশিয়েটরের প্রয়োজন হয় না কারণ পুনঃব্যবহারযোগ্য বিদ্যুদ্বাহকগুলি বিক্রিয়াটিকে এগিয়ে নিয়ে যায়। ফলস্বরূপ পলিমার আবরণগুলিরও সাধারণ আবরণগুলির তুলনায় বেশ কয়েকটি সুবিধা রয়েছে। এই সুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে প্রায় পিনহোল-মুক্ত, অত্যন্ত ঘন এবং আবরণের পুরুত্ব সহজেই পরিবর্তিত হতে পারে। প্রচলিত পদ্ধতির তুলনায় প্লাজমা পলিমারাইজেশন সম্পর্কিত বেশ কয়েকটি অসুবিধাও রয়েছে। সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য অসুবিধা হল প্রক্রিয়াটির উচ্চ খরচ। পলিমারাইজেশনের জন্য একটি ভ্যাকুয়াম সিস্টেমের প্রয়োজন হয়, যা সেট-আপের মূল্য উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে। আরেকটি অসুবিধা হল প্লাজমা প্রক্রিয়ার জটিলতার কারণে। জটিলতার কারণে, পরিবর্তনের পরে পৃষ্ঠের রাসায়নিক গঠনের উপর ভাল নিয়ন্ত্রণ অর্জন করা সহজ নয়। ফলস্বরূপ পলিমারের রাসায়নিক গঠনের উপর প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির প্রভাব মানে সর্বোত্তম অবস্থা নির্ধারণ করতে দীর্ঘ সময় নিতে পারে। প্রক্রিয়াটির জটিলতা প্রচলিত পলিমারগুলির মতো নয় যা মনোমারের উপর ভিত্তি করে সহজেই নির্ধারণ করা যায়, ফলস্বরূপ পলিমারটি দেখতে কেমন হবে তা তত্ত্ব করা অসম্ভব করে তোলে। প্রয়োগ প্লাজমা পলিমারাইজেশনের সুবিধাগুলির ফলে এই পলিমারগুলির প্রয়োগ সম্পর্কে যথেষ্ট গবেষণা হয়েছে। প্লাজমা পলিমারাইজেশনের মাধ্যমে গঠিত পলিমারগুলির দ্বারা প্রদত্ত বিভিন্ন রাসায়নিক এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির অর্থ হল এগুলি অগণিত বিভিন্ন সিস্টেমে প্রয়োগ করা যেতে পারে। আঠালো, যৌগিক উপকরণ, সুরক্ষামূলক আবরণ, মুদ্রণ, ঝিল্লি, বায়োমেডিকাল প্রয়োগ, জল পরিশোধন ইত্যাদি থেকে শুরু করে সমস্ত প্রয়োগ অধ্যয়ন করা হয়েছে। 1980-এর দশক থেকে কার্যকরী প্লাজমা পলিমার ফিল্ম জমা করা বিশেষ আগ্রহের বিষয় হয়ে দাঁড়িয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, কার্যকরী ফিল্মগুলি জৈবিক ইমপ্লান্টের জন্য জৈব সামঞ্জস্যের উন্নতির উপায় হিসাবে এবং সুপার-হাইড্রোফোবিক আবরণ তৈরির জন্য ব্যবহৃত হয়। কোষ সংযুক্তি, প্রোটিন বাঁধাই এবং অ্যান্টি-ফাউলিং পৃষ্ঠের জন্য জৈব উপাদানগুলিতেও এগুলি ব্যাপকভাবে নিযুক্ত করা হয়েছে। নিম্ন-শক্তি এবং চাপের প্লাজমা ব্যবহারের মাধ্যমে, উচ্চ কার্যকরী ধারণ অর্জন করা যেতে পারে যা কিছু পণ্যের জৈব সামঞ্জস্যের ক্ষেত্রে যথেষ্ট উন্নতি ঘটিয়েছে, একটি সহজ উদাহরণ হল বর্ধিত-পরিধানের কন্টাক্ট লেন্সের বিকাশ। এই সাফল্যের কারণে, কার্যকরী প্লাজমা পলিমারের বিশাল সম্ভাবনা ধীরে ধীরে জল চিকিত্সা এবং ক্ষত ব্যবস্থাপনার মতো পূর্বে সম্পর্কহীন ক্ষেত্রের শ্রমিকদের দ্বারা উপলব্ধি করা হচ্ছে। ন্যানোপ্যাটারনিং, থ্রিডি স্ক্যাফোল্ড, মাইক্রো-চ্যানেল লেপ এবং মাইক্রোএনক্যাপসুলেশনের মতো উদীয়মান প্রযুক্তিগুলিও এখন কার্যকরী প্লাজমা পলিমার ব্যবহার করছে, যার জন্য ঐতিহ্যবাহী পলিমারগুলি প্রায়শই অনুপযুক্ত। ছিদ্রযুক্ত স্তরের উপর জমা হওয়া প্লাজমা পলিমারের ব্যাপ্তিযোগ্য বৈশিষ্ট্যগুলি সাধারণ পলিমার ফিল্মের থেকে আলাদা। বৈশিষ্ট্যগুলি জমা এবং পলিমারাইজেশন পদ্ধতির উপর নির্ভর করে। অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেন পৃথকীকরণের জন্য ঝিল্লি হিসাবে প্লাজমা পলিমার, ইথানল এবং জল এবং জলীয় বাষ্পের ব্যাপ্তিকরণ সবই অধ্যয়ন করা হয়েছে। বিপরীত অসমোসিস ঝিল্লি হিসাবে প্লাজমা পলিমারাইজড পাতলা ছায়াছবির প্রয়োগও যথেষ্ট মনোযোগ পেয়েছে। ইয়াসুদা ও অন্যান্য। দেখা গেছে যে নাইট্রোজেন-যুক্ত মনোমার থেকে তৈরি প্লাজমা পলিমারাইজেশন দিয়ে প্রস্তুত ঝিল্লিগুলি দিনে 6,4 গ্যালন/ফুট 2 প্রবাহ সহ 98 শতাংশ পর্যন্ত লবণ প্রত্যাখ্যান করতে পারে। আরও গবেষণায় দেখা গেছে যে, ঝিল্লির মনোমারের পরিবর্তন অন্যান্য বৈশিষ্ট্যও প্রদান করে, যেমন ক্লোরিন প্রতিরোধ। প্লাজমা-পলিমারাইজড ফিল্মগুলিও বৈদ্যুতিক প্রয়োগ খুঁজে পেয়েছে। যেহেতু প্লাজমা পলিমারগুলিতে প্রায়শই অনেক মেরু গোষ্ঠী থাকে, যা পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়া চলাকালীন বাতাসে অক্সিজেনের সাথে র্যাডিকেলগুলির প্রতিক্রিয়া ঘটলে তৈরি হয়, তাই প্লাজমা পলিমারগুলি পাতলা ফিল্ম আকারে ভাল অস্তরক পদার্থ হবে বলে আশা করা হয়েছিল। গবেষণায় দেখা গেছে যে, প্লাজমা পলিমারের সাধারণত একটি উচ্চতর অস্তরক বৈশিষ্ট্য থাকে। কিছু প্লাজমা পলিমার তাদের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যের কারণে রাসায়নিক সংবেদনশীল যন্ত্র হিসাবে প্রয়োগ করা হয়েছে। প্লাজমা পলিমারগুলি আর্দ্রতা, প্রোপেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইডের জন্য রাসায়নিক সংবেদনশীল যন্ত্র হিসাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। এখন পর্যন্ত বার্ধক্য এবং আর্দ্রতার বিরুদ্ধে অস্থিতিশীলতার সমস্যাগুলি তাদের বাণিজ্যিক প্রয়োগকে সীমাবদ্ধ করেছে। আবরণ হিসাবে প্লাজমা পলিমারের প্রয়োগও অধ্যয়ন করা হয়েছে। টেট্রামেথোক্সিসিলেন থেকে গঠিত প্লাজমা পলিমারগুলি সুরক্ষামূলক আবরণ হিসাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে এবং পলিথিলিন এবং পলিকার্বনেটের কঠোরতা বৃদ্ধি করতে দেখা গেছে। প্লাস্টিকের লেন্স প্রলেপ দেওয়ার জন্য প্লাজমা পলিমারের ব্যবহার জনপ্রিয়তা বৃদ্ধি পাচ্ছে। প্লাজমা জমা সহজেই বাইফোকালের মতো ভাল অভিন্নতার সাথে বাঁকানো উপকরণগুলিকে আবরণ করতে পারে। ব্যবহৃত বিভিন্ন প্লাজমা পলিমারগুলি কেবল স্ক্র্যাচ প্রতিরোধীই নয়, হাইড্রোফোবিকও হতে পারে যা অ্যান্টি-ফগিং প্রভাবের দিকে পরিচালিত করে। ওষুধ সরবরাহ, জৈব উপাদান প্রকৌশল, তেল/জল পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া, সেন্সর এবং জৈব জ্বালানি কোষের মতো প্রয়োগগুলিতে তাদের অনন্য বৈশিষ্ট্যের কারণে সুরযোগ্য আর্দ্রতা এবং বিপরীতমুখী পরিবর্তনযোগ্য পিএইচ-প্রতিক্রিয়া সহ প্লাজমা পলিমার পৃষ্ঠগুলি আশাব্যঞ্জক সম্ভাবনা দেখিয়েছে। তথ্যসূত্র রাসায়নিক প্রক্রিয়া প্লাজমা প্রক্রিয়াকরণ পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়া রাসায়নিক বাষ্প জমা