Plasma polymerization
پلازما پولیمرائزیشن (یا گلو ڈسچارج پولیمرائزیشن) گیس کا اخراج پیدا کرنے کے لیے پلازما کے ذرائع کا استعمال کرتا ہے جو پولیمرائزیشن شروع کرنے کے لیے گیس یا مائع مونومر کو چالو کرنے یا ٹکڑے ٹکڑے کرنے کے لیے توانائی فراہم کرتا ہے، جس میں اکثر ونائل گروپ ہوتا ہے۔ اس تکنیک سے بنے پولیمر عام طور پر انتہائی شاخ دار اور انتہائی کراس لنکڈ ہوتے ہیں، اور ٹھوس سطحوں پر اچھی طرح چپکے رہتے ہیں۔ اس عمل کا سب سے بڑا فائدہ یہ ہے کہ زنجیروں کے بڑھنے کے دوران پولیمر کو مطلوبہ سطح سے براہ راست منسلک کیا جا سکتا ہے، جس سے کوٹنگ کے دیگر عمل جیسے گرافٹنگ کے لیے ضروری اقدامات کم ہو جاتے ہیں۔ یہ سالوینٹ اگھلنشیل پولیمر کے ساتھ 100 پیکو میٹر سے 1 مائیکرو میٹر موٹائی کے پن ہول فری کوٹنگز کے لیے بہت مفید ہے۔ تعارف 1870 کی دہائی کے اوائل میں اس عمل سے بننے والے "پولیمر" معلوم تھے، لیکن ابتدائی طور پر ان پولیمر کو برقی خارج ہونے والے مادہ سے وابستہ ناپسندیدہ ضمنی مصنوعات کے طور پر سمجھا جاتا تھا، ان کی خصوصیات پر بہت کم توجہ دی جاتی تھی۔ یہ 1960 کی دہائی تک نہیں تھا کہ ان پولیمر کی خصوصیات مفید پائی گئیں۔ یہ پایا گیا کہ دھاتوں پر بے عیب پتلی پولیمرک کوٹنگز بنائی جا سکتی ہیں، حالانکہ بہت پتلی فلموں (<10nm) کے لیے حال ہی میں یہ ایک حد سے زیادہ آسانیاں دکھائی گئی ہیں۔ مونومر کی قسم اور فی مونومر توانائی کی کثافت کا انتخاب کرکے، جسے یاسودا پیرامیٹر کہا جاتا ہے، نتیجے میں پتلی فلم کی کیمیائی ساخت اور ساخت کو وسیع رینج کے ساتھ مختلف کیا جا سکتا ہے۔ یہ فلمیں عام طور پر غیر فعال، چپکنے والی ہوتی ہیں، اور ان میں کم ڈائی الیکٹرک مستقل ہوتے ہیں۔ اس طریقہ کار کے ذریعے پولیمرائز کیے گئے کچھ عام مونومرز میں اسٹائرین، ایتھلین، میتھاکریلیٹ، اور پائریڈین شامل ہیں، صرف چند ناموں کے لیے۔ 1970 کی دہائی نے پلازما پولیمرائزیشن میں بہت سی پیش رفت کی، جس میں بہت سی مختلف اقسام کے مونومرز کی پولیمرائزیشن بھی شامل ہے۔ تاہم جمع کرنے کے طریقہ کار کو حال ہی میں بڑے پیمانے پر نظر انداز کیا گیا تھا۔ اس وقت سے پلازما پولیمرائزیشن پر سب سے زیادہ توجہ کوٹنگ کے شعبوں میں دی گئی ہے، لیکن چونکہ پولیمر ڈھانچے کو کنٹرول کرنا مشکل ہے، اس کی ایپلی کیشنز محدود ہیں۔ بنیادی آپریٹنگ میکانزم گلو ڈسچارج پلازما الیکٹرانوں، آئنوں، ریڈیکلز، نیوٹرلز اور فوٹونوں کے مرکب پر مشتمل ہوتا ہے۔ ان میں سے کچھ انواع مقامی تھرموڈینامک توازن میں ہیں، جبکہ دیگر نہیں ہیں۔ یہاں تک کہ آرگان جیسی سادہ گیسوں کے لیے بھی یہ مرکب پیچیدہ ہو سکتا ہے۔ نامیاتی مونومرز کے پلازما کے لیے، پیچیدگی تیزی سے بڑھ سکتی ہے کیونکہ پلازما کے ٹکڑے کے کچھ اجزاء، جبکہ دیگر تعامل کرتے ہیں اور بڑی انواع بناتے ہیں۔ گلو ڈسچارج پولیمرائزیشن کی ایک تکنیک ہے جو آزاد الیکٹرانوں کی تشکیل کرتی ہے جو برقی میدان سے توانائی حاصل کرتے ہیں، اور پھر گیس کے مرحلے میں غیر جانبدار مالیکیولز کے ساتھ تصادم کے ذریعے توانائی کھو دیتے ہیں۔ یہ بہت سی کیمیائی رد عمل والی انواع کی طرف لے جاتا ہے، جو پھر پلازما پولیمرائزیشن رد عمل کی طرف لے جاتا ہے۔ پلازما پولیمرائزیشن کے لیے برقی خارج ہونے کا عمل "کم درجہ حرارت والا پلازما" طریقہ ہے کیونکہ زیادہ درجہ حرارت انحطاط کا سبب بنتا ہے۔ یہ پلازما ایک براہ راست کرنٹ، متبادل کرنٹ یا ریڈیو فریکوئنسی جنریٹر کے ذریعے تشکیل پاتے ہیں۔ ری ایکٹروں کی اقسام پلازما پولیمرائزیشن میں استعمال ہونے والے آلات کے لیے چند ڈیزائن ہیں، جن میں سے ایک بیل (جامد قسم) ہے، جس میں مونومر گیس کو ری ایکشن چیمبر میں ڈالا جاتا ہے، لیکن چیمبر سے نہیں بہتا ہے۔ یہ اندر آتا ہے اور ہٹائے بغیر پولیمرائز ہوتا ہے۔ اس قسم کے ری ایکٹر کو شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ اس ری ایکٹر میں اندرونی الیکٹروڈ ہوتے ہیں، اور پولیمرائزیشن عام طور پر کیتھوڈ کی طرف ہوتی ہے۔ تمام آلات میں تھرموسٹیٹک غسل ہوتا ہے، جو درجہ حرارت کو منظم کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے، اور دباؤ کو منظم کرنے کے لیے خلا ہوتا ہے۔ آپریشن: مونومر گیس بیل قسم کے ری ایکٹر میں گیس پرجاتیوں کے طور پر آتی ہے، اور پھر الیکٹروڈ کے ذریعے پلازما کی حالت میں ڈال دی جاتی ہے، جس میں پلازما ریڈیکلز، اینائنز اور کیٹیشن پر مشتمل ہو سکتا ہے۔ ان مونومرز کو پھر کیتھوڈ کی سطح پر پولیمرائز کیا جاتا ہے، یا کسی اور سطح کو مختلف میکانزم کے ذریعے اپریٹس میں رکھا جاتا ہے جس کی تفصیلات ذیل میں بیان کی گئی ہیں۔ جمع شدہ پولیمر پھر سطح سے پھیلتے ہیں اور بظاہر یکساں مستقل مزاجی کے ساتھ بڑھتی ہوئی زنجیروں کی تشکیل کرتے ہیں۔ ری ایکٹر کی ایک اور مشہور قسم فلو تھرو ری ایکٹر (مسلسل فلو ری ایکٹر) ہے، جس میں اندرونی الیکٹروڈ بھی ہوتے ہیں، لیکن یہ ری ایکٹر مونومر گیس کو ری ایکشن چیمبر سے گزرنے کی اجازت دیتا ہے جیسا کہ اس کے نام سے ظاہر ہوتا ہے، جس سے پولیمر فلم کے جمع ہونے کے لیے زیادہ یکساں کوٹنگ ملنی چاہیے۔ اس کا فائدہ یہ ہے کہ زیادہ پولیمر جمع کرنے کے لیے ری ایکٹر میں زیادہ مونومر بہتا رہتا ہے۔ اسے بنانے کا نقصان ہے جسے "ٹیل فلیم" کہا جاتا ہے، جو اس وقت ہوتا ہے جب پولیمرائزیشن ویکیوم لائن میں پھیل جاتی ہے۔ تیسری مقبول قسم کا ری ایکٹر الیکٹروڈ لیس ہے۔ یہ شیشے کے آلات کے گرد لپٹی ہوئی آر ایف کنڈلی کا استعمال کرتا ہے، جو پھر براہ راست الیکٹروڈ کے استعمال کے بغیر ہاؤسنگ کے اندر پلازما بنانے کے لیے ریڈیو فریکوئنسی جنریٹر کا استعمال کرتا ہے (دیکھیں انڈکٹولی جوڑے والا پلازما)۔ پولیمر کو پھر جمع کیا جا سکتا ہے کیونکہ اسے اس آر ایف کنڈلی کے ذریعے آلات کے ویکیوم سرے کی طرف دھکیل دیا جاتا ہے۔ اس میں الیکٹروڈ کی سطح پر پولیمر کی تعمیر نہ ہونے کا فائدہ ہے، جو دوسری سطحوں پر پولیمرائز کرتے وقت مطلوب ہے۔ مقبولیت میں بڑھتا ہوا چوتھی قسم کا نظام ماحولیاتی دباؤ والا پلازما نظام ہے، جو پتلی پولیمر فلمیں جمع کرنے کے لیے مفید ہے۔ یہ نظام ویکیوم پر مشتمل خصوصی ہارڈ ویئر کی ضروریات کو نظرانداز کرتا ہے، جو پھر اسے مربوط صنعتی استعمال کے لیے سازگار بناتا ہے۔ یہ دکھایا گیا ہے کہ ماحولیاتی دباؤ پر بننے والے پولیمر کوٹنگ کے لیے اسی طرح کی خصوصیات رکھتے ہیں جو کم دباؤ والے نظاموں میں پائے جاتے ہیں۔ جسمانی عمل کی خصوصیات پولیمرائزیشن کے لیے پلازما کی تشکیل کا انحصار درج ذیل میں سے بہت سے پر ہوتا ہے۔ مطلوبہ پلازما کی حالت بنانے کے لیے 109 سے 1012 فی مکعب سینٹی میٹر کی الیکٹران کثافت کے ساتھ 1-10 eV کی الیکٹران توانائی درکار ہوتی ہے۔ کم درجہ حرارت والے پلازما کی تشکیل اہم ہے۔ الیکٹران کا درجہ حرارت گیس کے درجہ حرارت کے برابر نہیں ہوتا ہے اور اس کا تناسب 10 سے 100 ٹی ای/ٹی جی ہوتا ہے، تاکہ یہ عمل قریبی ماحول کے درجہ حرارت پر ہو سکے، جو کہ فائدہ مند ہے کیونکہ پولیمر زیادہ درجہ حرارت پر خراب ہوتے ہیں، لہذا اگر اعلی درجہ حرارت والے پلازما کا استعمال کیا جائے تو پولیمر تشکیل کے بعد خراب ہو جائیں گے یا کبھی نہیں بن پائیں گے۔ اس میں غیر توازن پلازما شامل ہیں، جس کا مطلب ہے کہ چارج شدہ مونومر پرجاتیوں میں غیر جانبدار مونومر پرجاتیوں کے مقابلے میں زیادہ حرکی توانائی ہوتی ہے، اور یہ غیر چارج شدہ مونومر کے بجائے سبسٹریٹ میں توانائی کی منتقلی کا سبب بنتی ہے۔ حرکیات ان تعاملات کی حرکی شرح زیادہ تر مونومر گیس پر منحصر ہوتی ہے، جو یا تو گیسی یا بخارات ہونا ضروری ہے۔ تاہم، دیگر پیرامیٹرز بھی اہم ہیں، جیسے کہ طاقت، دباؤ، بہاؤ کی شرح، تعدد، الیکٹروڈ گیپ، اور ری ایکٹر کی ترتیب۔ کم بہاؤ کی شرح عام طور پر صرف پولیمرائزیشن کے لیے موجود رد عمل پر مبنی انواع کی تعداد پر منحصر ہوتی ہے، جبکہ زیادہ بہاؤ کی شرح ری ایکٹر میں گزارے جانے والے وقت کی مقدار پر منحصر ہوتی ہے۔ لہذا، پولیمرائزیشن کی زیادہ سے زیادہ شرح بیچ میں کہیں ہے۔ تیز ترین تعاملات ٹرپل بانڈڈ> ڈبل بانڈڈ> سنگل بانڈڈ مالیکیولز کی ترتیب میں ہوتے ہیں، اور کم مالیکیولر وزن والے مالیکیولز بھی اعلی مالیکیولز سے تیز ہوتے ہیں۔ لہذا ایسیٹیلین ایتھلین سے تیز ہے، اور ایتھلین پروپین وغیرہ سے تیز ہے۔ پولیمر کے جمع ہونے میں سالماتی وزن کا عنصر مونومر کے بہاؤ کی شرح پر منحصر ہوتا ہے، جس میں ایک زیادہ سالماتی وزن والے مونومر کو عام طور پر 200 گرام/مول کے قریب 15 گرام/سینٹی میٹر کی بہت زیادہ بہاؤ کی شرح کی ضرورت ہوتی ہے، جبکہ 50 گرام/مول کے ارد گرد کم سالماتی وزن کے لیے صرف 5 گرام/سینٹی میٹر کی بہاؤ کی شرح کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس لیے ایک بھاری مونومر کو تیز بہاؤ کی ضرورت ہوتی ہے، اور یہ ممکنہ طور پر دباؤ میں اضافے کا باعث بنتا ہے، جس سے پولیمرائزیشن کی شرح کم ہوتی ہے۔ دباؤ میں اضافہ پولیمیرائزیشن کی شرحوں کو کم کرنے کا رجحان رکھتا ہے جو جمع کی یکسانیت کو کم کرتا ہے کیونکہ یکسانیت کو مستقل دباؤ کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ یہ ایک وجہ ہے کہ ہائی پریشر پلازما یا ماحولیاتی دباؤ پلازما عام طور پر کم دباؤ والے نظام کے حق میں استعمال نہیں ہوتے ہیں۔ 1 ٹور سے زیادہ دباؤ پر، الیکٹروڈ کی سطح پر اولیگومرز بنتے ہیں، اور سطح پر موجود مونومرز بھی انہیں تحلیل کر کے کم درجے کی پولیمرائزیشن حاصل کر سکتے ہیں جس سے تیل والا مادہ بنتا ہے۔ کم دباؤ پر، رد عمل والی سطحوں میں مونومر کم ہوتا ہے اور اعلی سالماتی وزن والے پولیمر کی نشوونما میں سہولت فراہم کرتا ہے۔ پولیمرائزیشن کی شرح کا انحصار ان پٹ پاور پر ہوتا ہے، جب تک کہ پاور سیچوریشن نہ ہو اور شرح اس سے آزاد نہ ہو جائے۔ ایک تنگ الیکٹروڈ فرق بھی پولیمرائزیشن کی شرحوں میں اضافہ کرتا ہے کیونکہ فی یونٹ ایریا میں زیادہ الیکٹران کثافت بنتی ہے۔ پولیمرائزیشن کی شرح کا انحصار اس عمل کے لیے استعمال ہونے والے آلات کی قسم پر بھی ہوتا ہے۔ عام طور پر، تقریبا 5 کلو ہرٹز تک باری باری موجودہ چمک خارج ہونے کی تعدد میں اضافہ زیادہ آزاد ریڈیکلز کی تشکیل کی وجہ سے شرح میں اضافہ کرتا ہے۔ اس تعدد کے بعد، ٹکرانے والے مونومرز کے غیر فعال اثرات پولیمرائزیشن کو روکتے ہیں۔ یہ پولیمرائزیشن تعدد کے لیے پہلا سطح مرتفع بناتا ہے۔ تعدد میں دوسرا زیادہ سے زیادہ 6 میگاہرٹز پر ہوتا ہے، جہاں ضمنی رد عمل پر دوبارہ قابو پایا جاتا ہے اور ردعمل پلازما سے الیکٹروڈ تک پھیلے ہوئے آزاد ریڈیکلز کے ذریعے ہوتا ہے، جس مقام پر دوسرا سطح مرتفع حاصل ہوتا ہے۔ یہ پیرامیٹرز ہر مونومر کے لیے قدرے مختلف ہوتے ہیں اور انہیں ان سیٹو میں بہتر بنایا جانا چاہیے۔ مصنوعی راستوں پلازما میں بہت سی انواع جیسے آئنز، فری ریڈیکلز اور الیکٹران ہوتے ہیں، لہذا یہ دیکھنا ضروری ہے کہ پولیمرائزیشن کے عمل میں سب سے زیادہ کیا حصہ ڈالتا ہے۔ ویسٹ ووڈ اور دیگر کے ذریعہ تجویز کردہ پہلا عمل۔ یہ ایک کیٹیانک پولیمرائزیشن کا تھا کیونکہ براہ راست موجودہ نظام میں پولیمرائزیشن بنیادی طور پر کیتھوڈ پر ہوتی ہے۔ تاہم، مزید تحقیقات سے یہ یقین پیدا ہوا ہے کہ یہ طریقہ کار ایک بنیاد پرست پولیمرائزیشن کے عمل سے زیادہ ہے، کیونکہ ریڈیکلز فلموں میں پھنس جاتے ہیں، اور اولیگومرز کی بحالی سے اس پر قابو پایا جا سکتا ہے۔ دیگر حرکی مطالعات بھی اس نظریہ کی تائید کرتے دکھائی دیتے ہیں۔ تاہم، 1990 کی دہائی کے وسط سے انتہائی فعال پلازما پولیمر کی تشکیل پر توجہ مرکوز کرنے والے متعدد کاغذات نے کیٹیشن کے لیے زیادہ اہم کردار ادا کیا ہے، خاص طور پر جہاں پلازما کا خول تصادم سے پاک ہے۔ اس مفروضے کو کہ پلازما آئن کی کثافت کم ہے اور اس کے نتیجے میں سطحوں پر آئن کا بہاؤ کم ہے، چیلنج کیا گیا ہے، اس بات کی طرف اشارہ کرتے ہوئے کہ آئن کے بہاؤ کا تعین بوہم ملحقہ کے معیار کے مطابق کیا جاتا ہے۔ آئن بہاؤ الیکٹران درجہ حرارت کے مربع جڑ کے متناسب ہوتا ہے نہ کہ آر ٹی۔ پولیمرائزیشن میں، گیس کے مرحلے اور سطح دونوں کے رد عمل ہوتے ہیں، لیکن طریقہ کار اعلی اور کم تعدد کے درمیان مختلف ہوتا ہے۔ اعلی تعدد پر، یہ رد عمل والے انٹرمیڈیٹس میں ہوتا ہے، جبکہ کم تعدد پر پولیمرائزیشن بنیادی طور پر سطحوں پر ہوتی ہے۔ جیسے جیسے پولیمرائزیشن ہوتی ہے، بند نظام میں چیمبر کے اندر دباؤ کم ہوتا ہے، کیونکہ گیس فیز مونومر ٹھوس پولیمر میں جاتے ہیں۔ پولیمرائزیشن کے طریقوں کا ایک مثال خاکہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے، جس میں سب سے زیادہ وافر راستہ نیلے رنگ میں دوہرے تیروں کے ساتھ دکھایا گیا ہے، جس کے اطراف کے راستے سیاہ رنگ میں دکھائے گئے ہیں۔ پولیمرائزیشن کے دوران گیس کی تشکیل سے ابلیشن ہوتا ہے۔ پولیمرائزیشن کے دو راستے ہیں، یا تو پلازما کی حالت یا پلازما سے چلنے والے عمل، جو دونوں جمع شدہ پولیمر کی طرف لے جاتے ہیں۔ پولیمر کو الیکٹروڈ کی سطحوں کے علاوہ بہت سے سبسٹریٹس پر جمع کیا جا سکتا ہے، جیسے شیشہ، دیگر نامیاتی پولیمر، یا دھاتیں، جب یا تو سطح کو الیکٹروڈ کے سامنے رکھا جاتا ہے، یا ان کے درمیان بیچ میں رکھا جاتا ہے۔ ان کے لیے الیکٹروڈ کی سطحوں کو بنانے کی صلاحیت الیکٹروسٹیٹک تعامل ہونے کا امکان ہے، جبکہ دیگر سطحوں پر کوولینٹ منسلک ممکن ہے۔ پولیمیرائزیشن یا تو آئنک اور/یا ریڈیکل عمل کے ذریعے ہونے کا امکان ہے جو چمک کے اخراج سے بنے پلازما سے شروع ہوتے ہیں۔ پیرلین پولیمرائزیشن کے تھرمل آغاز پر مبنی یاسودا کی طرف سے پیش کردہ کلاسیکی نظریہ یہ ہے کہ کسی بھی وقت بہت سی پھیلنے والی انواع موجود ہیں جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔ یہ اعداد و شمار دو مختلف راستوں کو ظاہر کرتے ہیں جن کے ذریعے پولیمرائزیشن ہو سکتی ہے۔ پہلا راستہ ایک مونو فنکشنلائزیشن کا عمل ہے، جو ایک معیاری فری ریڈیکل پولیمرائزیشن میکانزم (ایم۔) سے مشابہت رکھتا ہے-حالانکہ اس انتباہ کے ساتھ کہ رد عمل والی انواع آئنک ہو سکتی ہیں اور ضروری نہیں کہ ریڈیکل ہوں۔ دوسرا راستہ ایک متفرق میکانزم سے مراد ہے، جس میں مثال کے طور پر ایک ہی مونومر (M) پر ایک کیٹیانک اور ایک ریڈیکل پروپیگنڈیٹنگ سینٹر ہو سکتا ہے۔ اس کا نتیجہ یہ ہے کہ 'پولیمر' ایک نوع سے دور متعدد راستوں کے ذریعے متعدد سمتوں میں بڑھ سکتا ہے، جیسے کہ سطح یا دیگر مونومر۔ اس امکان نے یاسودا کو میکانزم کو ایک بہت تیز رفتار قدم کی ترقی پولیمرائزیشن کے طور پر بیان کرنے دیا۔ خاکہ میں، Mx اصل مونومر مالیکیول یا بہت سے ڈس ایسوسی ایشن پروڈکٹ جیسے کلورین، فلورائن اور ہائیڈروجن سے مراد ہے۔ ایم۔ پرجاتیوں سے مراد وہ ہیں جو فعال ہیں اور نئے کوولینٹ بانڈ بنانے کے لیے رد عمل میں حصہ لینے کے قابل ہیں۔ M پرجاتیوں سے مراد ایک فعال ڈفنکشنل مونومر پرجاتیوں سے ہے۔ سبسکرپٹ i، j، اور k میں شامل مختلف انواع کے سائز دکھائے گئے ہیں۔ اگرچہ ریڈیکلز فعال پرجاتیوں کی نمائندگی کرتے ہیں، پولیمرائزیشن میں کوئی بھی آئن یا ریڈیکل استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جیسا کہ یہاں دیکھا جا سکتا ہے، پلازما پولیمرائزیشن ایک بہت ہی پیچیدہ عمل ہے، جس میں بہت سے پیرامیٹرز شرح سے لے کر زنجیر کی لمبائی تک ہر چیز کو متاثر کرتے ہیں۔ پلازما پیرامیٹرز کو تبدیل کرکے کسی خاص راستے کا انتخاب یا حمایت حاصل کی جا سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، منتخب مونومرز کے ساتھ پلسڈ پلازما بہت زیادہ باقاعدہ پولیمر ڈھانچوں کے حق میں ظاہر ہوتا ہے اور یہ تجویز کیا گیا ہے کہ یہ پلازما آف ٹائم میں (ریڈیکل) چین گروتھ کے مترادف میکانزم کے ذریعے بڑھتا ہے۔ عام مونومرز/پولیمرز مونومرز جیسا کہ مونومر ٹیبل میں دیکھا جا سکتا ہے، بہت سے سادہ مونومرز کو اس طریقہ سے آسانی سے پولیمرائز کیا جاتا ہے، لیکن زیادہ تر چھوٹی آئنائزبل انواع ہونی چاہئیں کیونکہ انہیں پلازما کی حالت میں جانے کے قابل ہونا پڑتا ہے۔ اگرچہ متعدد بانڈز والے مونومرز آسانی سے پولیمرائز ہو جاتے ہیں، لیکن یہ ضرورت نہیں ہے، کیونکہ ایتھین، سلیکونز اور بہت سے دوسرے بھی پولیمرائز ہوتے ہیں۔ دیگر شرائط موجود ہیں۔ Yasuda et al. 28 مونومرز کا مطالعہ کیا اور پتہ چلا کہ خوشبودار گروپوں، سلکان، اولیفینک گروپ یا نائٹروجن (این ایچ، این ایچ 2، سی این) پر مشتمل لوگ آسانی سے پولیمرائز ہوتے ہیں، جبکہ آکسیجن، ہالائڈز، الیفیٹک ہائیڈرو کاربن اور سائیکلک ہائیڈرو کاربن پر مشتمل لوگ زیادہ آسانی سے سڑ جاتے ہیں۔ مؤخر الذکر مرکبات میں زیادہ ابلیشن یا ضمنی رد عمل موجود ہوتے ہیں، جو مستحکم پولیمر کی تشکیل کو روکتے ہیں۔ سٹائرین کے کوپولیمرز میں N2، H2O، اور CO کو شامل کرنا بھی ممکن ہے۔ پلازما پولیمر کو ایک قسم کے گرافٹ پولیمر کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے کیونکہ وہ سبسٹریٹ سے اگائے جاتے ہیں۔ یہ پولیمر تقریبا یکساں سطح جمع کرنے کے لیے جانے جاتے ہیں، جو ان کی مطلوبہ خصوصیات میں سے ایک ہے۔ اس عمل سے بننے والے پولیمر اکثر کراس لنک ہوتے ہیں اور پلازما میں موجود متعدد پھیلنے والی انواع کی وجہ سے شاخیں بناتے ہیں۔ یہ اکثر بہت اگھلنشیل پولیمر کی طرف لے جاتا ہے، جو اس عمل کو فائدہ پہنچاتا ہے، کیونکہ ہائپر برانچڈ پولیمر کو بغیر سالوینٹ کے براہ راست جمع کیا جا سکتا ہے۔ پولیمر عام پولیمر میں شامل ہیں: پولی ایتھوپین، پولی ہیکسافلووروپروپیلین، پولی ٹیٹرامیتھائلٹن، پولی ہیکسامیتھائلڈیسیلوکسین، پولی ٹیٹرامیتھائلڈیسیلوکسین، پولی پیریڈائن، پولیفوران، اور پولی-2-میتھائلوکسازولین۔ پولیمرائزیشن کی شرح میں کمی کی ترتیب میں درج ذیل درج ہیں: پولی سٹائرین، پولی میتھائل اسٹائرین، پولی سائکلوپینٹاڈین، پولی ایکریلیٹ، پولی میتھائل ایکریلیٹ، پولی میتھائل میتھاکریلیٹ، پولی وینائل ایسیٹیٹ، پولی آئسوپرین، پولی آئسوبوٹین، اور پولی تھیلین۔ اس طریقہ کار سے بنائے گئے تقریبا تمام پولیمر بہترین شکل کے ہوتے ہیں، صاف ہوتے ہیں، اور نمایاں طور پر ایک دوسرے سے جڑے ہوتے ہیں۔ لکیری پولیمر پھیلانے والی انواع پر مبنی پلازما پولیمرائزیشن کے طریقوں سے آسانی سے نہیں بنتے ہیں۔ اس طریقہ کار سے بہت سے دوسرے پولیمر بنائے جا سکتے ہیں۔ پلازما پولیمر کی عمومی خصوصیات پلازما پولیمر کی خصوصیات روایتی پولیمر سے بہت مختلف ہیں۔ اگرچہ دونوں اقسام مونومر کی کیمیائی خصوصیات پر منحصر ہیں، پلازما پولیمر کی خصوصیات ری ایکٹر کے ڈیزائن اور اس سبسٹریٹ کی کیمیائی اور جسمانی خصوصیات پر زیادہ انحصار کرتی ہیں جس پر پلازما پولیمر جمع ہوتا ہے۔ ری ایکٹر کے اندر وہ مقام جہاں جمع ہوتا ہے نتیجہ خیز پولیمر کی خصوصیات کو بھی متاثر کرتا ہے۔ درحقیقت، ایک واحد مونومر کے ساتھ پلازما پولیمرائزیشن کا استعمال کرکے اور ری ایکٹر، سبسٹریٹ وغیرہ کو تبدیل کرکے۔ مختلف قسم کے پولیمر تیار کیے جا سکتے ہیں، جن میں سے ہر ایک کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات مختلف ہوتی ہیں۔ ان عوامل پر پولیمر کی خصوصیات کا بڑا انحصار بنیادی خصوصیات کا ایک مجموعہ تفویض کرنا مشکل بنا دیتا ہے، لیکن کچھ عام خصوصیات جو پلازما پولیمر کو روایتی پولیمر سے الگ کرتی ہیں موجود ہیں۔ روایتی پولیمر اور پلازما پولیمر کے درمیان سب سے اہم فرق یہ ہے کہ پلازما پولیمر میں باقاعدہ دہرائی جانے والی اکائیاں نہیں ہوتی ہیں۔ جیسا کہ اوپر بحث کی گئی ہے، کسی بھی ایک وقت میں موجود مختلف پھیلاؤ پرجاتیوں کی تعداد کی وجہ سے، نتیجے میں بننے والی پولیمر زنجیروں کی بہت زیادہ شاخیں ہوتی ہیں اور بے ترتیب طور پر اعلی درجے کے کراس لنکنگ کے ساتھ ختم ہو جاتی ہیں۔ کراس لنکنگ اور برانچنگ کی ایک بڑی توسیع کا مظاہرہ کرنے والے پلازما پولیمرائزڈ ایتھلین کے مجوزہ ڈھانچے کی ایک مثال شکل 4 میں دکھائی گئی ہے۔ تمام پلازما پولیمر میں آزاد ریڈیکلز بھی ہوتے ہیں۔ آزاد ریڈیکلز کی مقدار پولیمر کے درمیان مختلف ہوتی ہے اور اس کا انحصار مونومر کی کیمیائی ساخت پر ہوتا ہے۔ چونکہ پھنسے ہوئے آزاد ریڈیکلز کی تشکیل پلازما پولیمرز کے نمو کے طریقہ کار سے منسلک ہے، اس لیے پولیمرز کی مجموعی خصوصیات براہ راست آزاد ریڈیکلز کی تعداد سے متعلق ہیں۔ پلازما پولیمر میں اندرونی دباؤ بھی ہوتا ہے۔ اگر ایک موٹی پرت (جیسے۔ پلازما پولیمر کا 1 مائیکرو میٹر) شیشے کی سلائیڈ پر جمع ہوتا ہے، پلازما پولیمر بکل جائے گا اور اکثر پھٹ جائے گا۔ کرلنگ کو پولیمر کے جمع ہونے کے دوران پلازما پولیمر میں بننے والے اندرونی دباؤ سے منسوب کیا جاتا ہے۔ کرلنگ کی ڈگری مونومر کے ساتھ ساتھ پلازما پولیمرائزیشن کے حالات پر بھی منحصر ہے۔ زیادہ تر پلازما پولیمر اگھلنشیل اور ناقابل تحلیل ہوتے ہیں۔ یہ خصوصیات پولیمر میں کراس لنکنگ کی بڑی مقدار کی وجہ سے ہیں، جن پر پہلے تبادلہ خیال کیا گیا تھا۔ نتیجتا، ان پولیمرز کے لیے حرکی راستے کی لمبائی کافی لمبی ہونی چاہیے، لہذا ان خصوصیات کو ایک نقطہ تک کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ پلازما پولیمر کی پارگمیتیں بھی روایتی پولیمر سے بہت مختلف ہوتی ہیں۔ بڑے پیمانے پر سیگمنٹل موبلٹی کی عدم موجودگی اور پولیمر کے اندر اعلی درجے کی کراس لنکنگ کی وجہ سے، چھوٹے مالیکیولز کا پارگمیشن اس طرح کے چھوٹے پارگمیٹوں کے لیے "سولیوشن-ڈفیوژن" یا مالیکیولر سطح کی چھلنی کے عام طریقہ کار پر سختی سے عمل نہیں کرتا ہے۔ پلازما پولیمر کی پارگمیتا کی خصوصیات ان دو مثالی صورتوں کے درمیان آتی ہیں۔ پلازما پولیمر کی ایک حتمی عام خصوصیت چپکنے کی صلاحیت ہے۔ کسی دیئے گئے پلازما پولیمر کے لیے چپکنے کی صلاحیت کی وضاحتیں، جیسے کہ موٹائی اور سطح کی پرت کی خصوصیات، ایک بار پھر دیئے گئے پلازما پولیمر کے لیے خاص ہیں اور کچھ عمومییاں کی جا سکتی ہیں۔ فوائد اور نقصانات پلازما پولیمرائزیشن عام طور پر دیگر پولیمرائزیشن طریقوں کے مقابلے میں کئی فوائد پیش کرتا ہے۔ پلازما پولیمرائزیشن کا سب سے اہم فائدہ نامیاتی مرکبات کی پولیمر فلمیں تیار کرنے کی صلاحیت ہے جو عام کیمیائی پولیمرائزیشن کے حالات میں پولیمرائز نہیں ہوتی ہیں۔ تقریبا تمام مونومرز، یہاں تک کہ سنترپت ہائیڈرو کاربن اور نامیاتی مرکبات جن میں پولیمرائزبل ڈھانچہ جیسے ڈبل بانڈ نہیں ہے، کو اس تکنیک سے پولیمرائز کیا جا سکتا ہے۔ دوسرا فائدہ پولیمر کو روایتی کوٹنگ کے عمل کے مقابلے میں کوٹنگ کے طور پر استعمال کرنے میں آسانی ہے۔ جب کہ روایتی پولیمر کے ساتھ سبسٹریٹ کو کوٹنگ کے لیے کئی مراحل درکار ہوتے ہیں، پلازما پولیمرائزیشن ان سب کو بنیادی طور پر ایک ہی مرحلے میں پورا کرتی ہے۔ یہ ایک صاف ستھری اور 'سبز' ترکیب اور کوٹنگ کے عمل کی طرف لے جاتا ہے کیونکہ پولیمر کی تیاری کے دوران کسی سالوینٹ کی ضرورت نہیں ہوتی ہے اور اس کے نتیجے میں پولیمر کی صفائی کی بھی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ ترکیب کا ایک اور 'سبز' پہلو یہ ہے کہ پولیمر کی تیاری کے لیے کسی ابتدائی کی ضرورت نہیں ہے کیونکہ دوبارہ استعمال ہونے والے الیکٹروڈ رد عمل کو آگے بڑھانے کا سبب بنتے ہیں۔ نتیجے میں بننے والی پولیمر کوٹنگز کے بھی عام کوٹنگز کے مقابلے میں کئی فوائد ہیں۔ ان فوائد میں تقریبا پن ہول سے پاک، انتہائی گھنے ہونا شامل ہے، اور کوٹنگ کی موٹائی آسانی سے مختلف ہو سکتی ہے۔ روایتی طریقوں کے مقابلے پلازما پولیمرائزیشن سے متعلق کئی نقصانات بھی ہیں۔ سب سے اہم نقصان عمل کی زیادہ لاگت ہے۔ پولیمرائزیشن کے لیے ویکیوم سسٹم کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے سیٹ اپ کی قیمت میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ ایک اور نقصان پلازما کے عمل کی پیچیدگی کی وجہ سے ہے۔ پیچیدگی کی وجہ سے، ترمیم کے بعد سطح کی کیمیائی ساخت پر اچھا کنٹرول حاصل کرنا آسان نہیں ہے۔ نتیجے میں بننے والے پولیمر کی کیمیائی ساخت پر عمل کے پیرامیٹرز کے اثر کا مطلب ہے کہ زیادہ سے زیادہ حالات کا تعین کرنے میں کافی وقت لگ سکتا ہے۔ اس عمل کی پیچیدگی یہ نظریہ پیش کرنا بھی ناممکن بنا دیتی ہے کہ نتیجے میں بننے والا پولیمر کیسا نظر آئے گا، روایتی پولیمر کے برعکس جس کا تعین مونومر کی بنیاد پر آسانی سے کیا جا سکتا ہے۔ ایپلی کیشنز پلازما پولیمرائزیشن کے ذریعہ پیش کردہ فوائد کے نتیجے میں ان پولیمرز کے استعمال پر خاطر خواہ تحقیق ہوئی ہے۔ پلازما پولیمرائزیشن کے ساتھ بنے پولیمر کے ذریعہ پیش کردہ بہت مختلف کیمیائی اور مکینیکل خصوصیات کا مطلب ہے کہ ان کا بے شمار مختلف نظاموں پر اطلاق کیا جاسکتا ہے۔ چپکنے، جامع مواد، حفاظتی کوٹنگز، پرنٹنگ، جھلی، بائیو میڈیکل ایپلی کیشنز، پانی کی صفائی وغیرہ سے لے کر تمام ایپلی کیشنز کا مطالعہ کیا گیا ہے۔ 1980 کی دہائی سے فعال پلازما پولیمر فلموں کا جمع ہونا خاص دلچسپی کا باعث رہا ہے۔ مثال کے طور پر، فعال فلمیں حیاتیاتی امپلانٹس 6 کے لیے حیاتیاتی مطابقت کو بہتر بنانے اور سپر ہائیڈروفوبک کوٹنگز تیار کرنے کے لیے استعمال کی جاتی ہیں۔ انہیں سیل اٹیچمنٹ، پروٹین بائنڈنگ، اور اینٹی فالنگ سطحوں کے لیے بائیو میٹریلز میں بھی بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔ کم طاقت اور دباؤ والے پلازما کے استعمال کے ذریعے، اعلی فعال برقرار رکھنے کو حاصل کیا جا سکتا ہے جس کی وجہ سے کچھ مصنوعات کی حیاتیاتی مطابقت میں خاطر خواہ بہتری آئی ہے، جس کی ایک سادہ مثال توسیعی لباس والے کانٹیکٹ لینس کی ترقی ہے۔ ان کامیابیوں کی وجہ سے، فعال پلازما پولیمر کی بہت بڑی صلاحیت کو آہستہ آہستہ پہلے سے غیر متعلقہ شعبوں جیسے پانی کے علاج اور زخم کے انتظام میں کارکنوں کے ذریعے محسوس کیا جا رہا ہے۔ نینو پیٹرننگ، تھری ڈی اسکیفولڈ، مائیکرو چینل کوٹنگ، اور مائیکرو اینکیپسولیشن جیسی ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجیز اب فعال پلازما پولیمر کا بھی استعمال کر رہی ہیں، جن علاقوں کے لیے روایتی پولیمر اکثر نامناسب ہوتے ہیں۔ تحقیق کا ایک اہم شعبہ پلازما پولیمر فلموں کو پارگمیشن جھلی کے طور پر استعمال کرنے پر رہا ہے۔ سوراخ دار سبسٹریٹس پر جمع ہونے والے پلازما پولیمر کی پارگمیتا کی خصوصیات معمول کی پولیمر فلموں سے مختلف ہیں۔ خصوصیات کا انحصار جمع کرنے اور پولیمرائزیشن میکانزم پر ہوتا ہے۔ آکسیجن اور نائٹروجن کو الگ کرنے کے لیے جھلی کے طور پر پلازما پولیمر، ایتھنول اور پانی، اور پانی کے بخارات کے پارگمیتا کا مطالعہ کیا گیا ہے۔ ریورس اوسموسس جھلی کے طور پر پلازما پولیمرائزڈ پتلی فلموں کے استعمال پر بھی کافی توجہ دی گئی ہے۔ Yasuda et al. یہ دکھایا گیا ہے کہ نائٹروجن پر مشتمل مونومرز سے بنے پلازما پولیمرائزیشن سے تیار جھلی ایک دن میں 6.4 گیلن/فٹ 2 کے بہاؤ کے ساتھ 98 فیصد تک نمک کو مسترد کر سکتی ہے۔ مزید تحقیق سے پتہ چلا ہے کہ جھلی کے مونومرز کو تبدیل کرنا دیگر خصوصیات بھی پیش کرتا ہے، جیسے کلورین مزاحمت۔ پلازما-پولیمرائزڈ فلموں نے برقی ایپلی کیشنز بھی پائی ہیں۔ یہ دیکھتے ہوئے کہ پلازما پولیمر اکثر بہت سے قطبی گروپوں پر مشتمل ہوتے ہیں، جو اس وقت بنتے ہیں جب ریڈیکلز پولیمرائزیشن کے عمل کے دوران ہوا میں آکسیجن کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں، پلازما پولیمر سے توقع کی جاتی تھی کہ وہ پتلی فلم کی شکل میں اچھے ڈائی الیکٹرک مواد ہوں گے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ پلازما پولیمر میں عام طور پر زیادہ ڈائی الیکٹرک پراپرٹی ہوتی ہے۔ کچھ پلازما پولیمر کو ان کی برقی خصوصیات کی وجہ سے کیمیائی حسی آلات کے طور پر استعمال کیا گیا ہے۔ پلازما پولیمر کا مطالعہ نمی، پروپین اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کے لیے کیمیائی حسی آلات کے طور پر کیا گیا ہے۔ اب تک عمر بڑھنے اور نمی کے خلاف عدم استحکام کے مسائل نے ان کے تجارتی استعمال کو محدود کر دیا ہے۔ کوٹنگ کے طور پر پلازما پولیمر کے استعمال کا بھی مطالعہ کیا گیا ہے۔ ٹیٹرامیتھوکسائیسلین سے بنے پلازما پولیمر کا حفاظتی کوٹنگ کے طور پر مطالعہ کیا گیا ہے اور یہ دکھایا گیا ہے کہ وہ پولی تھیلین اور پولی کاربونیٹ کی سختی میں اضافہ کرتے ہیں۔ پلاسٹک کے لینس کو کوٹ کرنے کے لیے پلازما پولیمر کا استعمال مقبولیت میں بڑھ رہا ہے۔ پلازما کے ذخائر آسانی سے مڑے ہوئے مواد کو اچھی یکسانیت کے ساتھ کوٹ کر سکتے ہیں، جیسے کہ بائی فوکلز کے۔ استعمال کیے جانے والے مختلف پلازما پولیمر نہ صرف کھرچنے کے خلاف مزاحم ہو سکتے ہیں بلکہ ہائیڈروفوبک بھی ہو سکتے ہیں جو اینٹی فوگنگ اثرات کا باعث بن سکتے ہیں۔ ٹیون ایبل ویٹ ایبلٹی اور ریورس ایبل سوئچ ایبل پی ایچ رسپانسنیس والی پلازما پولیمر سطحوں نے ایپلی کیشنز میں اپنی منفرد خاصیت کی وجہ سے امید افزا امکانات دکھائے ہیں، جیسے کہ منشیات کی ترسیل، بائیو میٹریل انجینئرنگ، تیل/پانی کو الگ کرنے کے عمل، سینسرز، اور بائیو فیول سیل۔ حوالہ جات کیمیائی عمل پلازما پروسیسنگ پولیمرائزیشن رد عمل کیمیائی بخارات کا جمع ہونا