High-refractive-index polymer
ہائی ریفریکٹیو انڈیکس پولیمر (ایچ آر آئی پی) ایک پولیمر ہے جس کا ریفریکٹیو انڈیکس 1.50 سے زیادہ ہوتا ہے۔ اس طرح کے مواد کی ضرورت اینٹی ریفلیکٹو کوٹنگ اور فوٹوونک آلات جیسے لائٹ ایمیٹنگ ڈایڈس (ایل ای ڈی) اور امیج سینسرز کے لیے ہوتی ہے۔ پولیمر کا ریفریکٹیو انڈیکس کئی عوامل پر مبنی ہوتا ہے جن میں پولرائزبلٹی، چین لچک، مالیکیولر جیومیٹری اور پولیمر بیکبون اورینٹیشن شامل ہیں۔ 2004 تک، پولیمر کے لیے سب سے زیادہ ریفریکٹیو انڈیکس 1.76 تھا۔ پولیمر میں ریفریکٹیو انڈیکس کو بڑھانے کے لیے پولیمر میٹرکس میں اعلی مولر فریکشن یا اعلی نینو پارٹیکلز والے متبادل متعارف کرائے گئے ہیں۔ خصوصیات ریفریکٹیو انڈیکس ایک عام پولیمر میں 1.30-1.70 کا ریفریکٹیو انڈیکس ہوتا ہے، لیکن مخصوص ایپلی کیشنز کے لیے اکثر اعلی ریفریکٹیو انڈیکس کی ضرورت ہوتی ہے۔ ریفریکٹیو انڈیکس کا تعلق مولر ریفریکٹیویٹی، ساخت اور مونومر کے وزن سے ہے۔ عام طور پر، زیادہ مولر ریفریکٹیویٹی اور کم مولر والیوم پولیمر کے ریفریکٹیو انڈیکس میں اضافہ کرتے ہیں۔ آپٹیکل خصوصیات آپٹیکل ڈسپریشن HRIP کی ایک اہم خاصیت ہے۔ اس کی خصوصیت ابی نمبر ہے۔ ایک اعلی ریفریکٹیو انڈیکس مواد میں عام طور پر ایک چھوٹا ایب نمبر، یا ایک اعلی نظری بازی ہوگی۔ بہت سے ایپلی کیشنز کے لیے ہائی ریفریکٹیو انڈیکس کے ساتھ کم بائیریفرینجینس کی ضرورت ہے۔ یہ HRIP بنانے کے لیے ابتدائی مونومر میں مختلف فنکشنل گروپوں کا استعمال کرکے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ خوشبودار مونومر دونوں ریفریکٹیو انڈیکس میں اضافہ کرتے ہیں اور آپٹیکل انیسوٹروپی کو کم کرتے ہیں اور اس طرح بائیریفرینجینس۔ اعلی ریفریکٹیو انڈیکس پولیمر میں ایک اعلی وضاحت (نظری شفافیت) بھی مطلوب ہے۔ وضاحت کا انحصار پولیمر اور ابتدائی مونومر کے اضطراری اشاریہ جات پر ہوتا ہے۔ تھرمل استحکام تھرمل استحکام کو دیکھتے وقت، ماپا جانے والے عام متغیرات میں شیشے کی منتقلی، ابتدائی سڑنے کا درجہ حرارت، انحطاط کا درجہ حرارت اور پگھلنے کے درجہ حرارت کی حد شامل ہیں۔ تھرمل استحکام کو تھرموگریمیٹرک تجزیہ اور تفریقی اسکیننگ کیلوریمیٹری کے ذریعے ماپا جا سکتا ہے۔ پالئیسٹرز کو گرتی ہوئی درجہ حرارت 410 ڈگری سیلسیس کے ساتھ تھرمل طور پر مستحکم سمجھا جاتا ہے۔ اعلی ریفریکٹیو انڈیکس پولیمر کی پولیمرائزیشن میں استعمال ہونے والے مونومر سے منسلک متبادل کے لحاظ سے سڑنے کا درجہ حرارت تبدیل ہوتا ہے۔ اس طرح، لمبے الکائل متبادل کے نتیجے میں تھرمل استحکام کم ہوتا ہے۔ گھلنشیلتا زیادہ تر ایپلی کیشنز ایسے پولیمر کو پسند کرتی ہیں جو زیادہ سے زیادہ سالوینٹس میں گھلنشیل ہوتے ہیں۔ انتہائی ریفریکٹیو پالئیسٹرز اور پولیمائڈز عام نامیاتی سالوینٹس جیسے ڈائکلورومیتھین، میتھانول، ہیکسینز، ایسیٹون اور ٹولوین میں گھلنشیل ہوتے ہیں۔ ترکیب ترکیب کا راستہ HRIP قسم پر منحصر ہے۔ مائیکل پولی ایڈیشن کو پولیمائڈ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ یہ کمرے کے درجہ حرارت پر کیا جا سکتا ہے اور مرحلہ وار نمو پولیمرائزیشن کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ ترکیب سب سے پہلے پولیمیڈوتھیتھروں کے ساتھ کامیاب ہوئی، جس کے نتیجے میں اعلی ریفریکٹیو انڈیکس کے ساتھ آپٹک طور پر شفاف پولیمر بنے۔ ہائی ریفریکٹیو انڈیکس پولیمر بنانے کے لیے پولی کنڈینسشن کے رد عمل بھی عام ہیں، جیسے کہ پالئیسٹر اور پولی فاسفونٹس۔ اقسام اعلی ریفریکٹیو انڈیکس یا تو اعلی مولر ریفریکشن (اندرونی ایچ آر آئی پیز) کے ساتھ متبادل متعارف کروا کر یا پولیمر میٹرکس (ایچ آر آئی پی نینو کمپوزائٹس) کے ساتھ اعلی نینو پارٹیکلز کو ملا کر حاصل کیے گئے ہیں۔ اندرونی ایچ آر آئی پی سلفر پر مشتمل متبادل بشمول لکیری تھیوتھر اور سلفون، سائیکلک تھیوفین، تھیاڈیازول اور تھینتھرین پولیمر کے اضطراری اشاریہ کو بڑھانے کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والے گروپ ہیں۔ سلفر سے بھرپور تھینتھرین اور ٹیٹراتھیا اینتھریسین موئٹیز والے پولیمر سالماتی پیکنگ کی ڈگری کے لحاظ سے 1.72 سے اوپر n اقدار کی نمائش کرتے ہیں۔ ہیلوجن عناصر، خاص طور پر برومین اور آیوڈین، HRIPs تیار کرنے کے لیے استعمال ہونے والے ابتدائی اجزاء تھے۔ 1992 میں، گوڈیانا اور دیگر۔ لیٹرل برومینیٹڈ اور آئیوڈینٹڈ کاربازول بجتوں پر مشتمل پولی میتھائلاکریلیٹ مرکبات کی ایک سیریز کی اطلاع دی۔ ان کے پاس ہیلوجن متبادلات کے اجزاء اور تعداد کے لحاظ سے 1.67-1.77 کے اضطراری اشارے تھے۔ تاہم، مائیکرو الیکٹرانکس میں ہیلوجن عناصر کی حالیہ ایپلی کیشنز کو ڈبلیو ای ای ای ہدایت اور ماحولیاتی آلودگی کو کم کرنے کے لیے یورپی یونین کی طرف سے اپنائے گئے آر او ایچ ایس قانون سازی کے ذریعے سخت حد تک محدود کیا گیا ہے۔ فاسفورس پر مشتمل گروپ، جیسے فاسفونٹس اور فاسفیزین، اکثر مرئی روشنی کے علاقے میں اعلی مولر ریفریکٹیویٹی اور آپٹیکل ٹرانسمیٹننس کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ پولی فاسفونیٹس میں فاسفورس کے حصے کی وجہ سے اعلی ریفریکٹیو انڈیکس ہوتے ہیں یہاں تک کہ اگر ان میں پولی کاربونیٹس کے مترادف کیمیائی ڈھانچے ہوں۔ شیور اور دیگر۔ مختلف کمر کی ہڈیوں کے ساتھ پولی فاسفونٹس کی ایک سیریز کی اطلاع دی گئی، جو 1.66 پر پولی فاسفونٹس کے لیے رپورٹ کردہ سب سے زیادہ ریفریکٹیو انڈیکس تک پہنچ گئی۔ اس کے علاوہ، پولی فاسفونٹس اچھے تھرمل استحکام اور نظری شفافیت کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ وہ پلاسٹک کے لینس میں ڈالنے کے لیے بھی موزوں ہیں۔ نامیاتی دھاتی اجزاء کے نتیجے میں ایچ آر آئی پیز میں اچھی فلم بنانے کی صلاحیت اور نسبتا کم نظری بازی ہوتی ہے۔ فاسفورس سپیسرز اور فینائل سائیڈ چینز پر مشتمل پولی فیروسینائلسلین اور پولی فیروسین غیر معمولی طور پر اعلی n اقدار (n = 1.74 اور n = 1.72) دکھاتے ہیں۔ نامیاتی پولیمر اور غیر نامیاتی شیشوں کے درمیان ان کے درمیانی نظری بازی کی وجہ سے وہ تمام پولیمر فوٹوونک آلات کے لیے اچھے امیدوار ہو سکتے ہیں۔ ایچ آر آئی پی نینو کمپوزٹ ہائبرڈ تکنیک جو ایک نامیاتی پولیمر میٹرکس کو انتہائی اضطراری غیر نامیاتی نینو پارٹیکلز کے ساتھ جوڑتی ہے اس کے نتیجے میں اعلی n اقدار پیدا ہو سکتی ہیں۔ ہائی-این نینو کمپوزٹ کے ریفریکٹیو انڈیکس کو متاثر کرنے والے عوامل میں پولیمر میٹرکس، نینو پارٹیکلز اور غیر نامیاتی اور نامیاتی اجزاء کے درمیان ہائبرڈ ٹیکنالوجی کی خصوصیات شامل ہیں۔ نینو کمپوزٹ کے ریفریکٹیو انڈیکس کا تخمینہ بالترتیب نینو کمپوزٹ، نینو پارٹیکل اور نامیاتی میٹرکس کے ریفریکٹیو انڈیکس کے طور پر، کہاں اور کہاں لگایا جا سکتا ہے۔ اور بالترتیب نینو پارٹیکلز اور نامیاتی میٹرکس کے حجم کے حصوں کی نمائندگی کرتے ہیں۔ نینو پارٹیکل لوڈ آپٹیکل ایپلی کیشنز کے لیے ایچ آر آئی پی نینو کمپوزائٹس کو ڈیزائن کرنے میں بھی اہم ہے، کیونکہ ضرورت سے زیادہ ارتکاز آپٹیکل نقصان میں اضافہ کرتا ہے اور نینو کمپوزائٹس کی عمل کاری کو کم کرتا ہے۔ نینو پارٹیکلز کا انتخاب اکثر ان کے سائز اور سطح کی خصوصیات سے متاثر ہوتا ہے۔ نظری شفافیت کو بڑھانے اور نینو کمپوزٹ کے ریلیگ بکھرنے کو کم کرنے کے لیے نینو پارٹیکل کا قطر 25 این ایم سے کم ہونا چاہیے۔ پولیمر میٹرکس کے ساتھ نینو پارٹیکلز کے براہ راست اختلاط کے نتیجے میں اکثر نینو پارٹیکلز کی ناپسندیدہ جمع ہوتی ہے-ان کی سطح میں ترمیم کرکے اس سے بچا جاتا ہے۔ HRIPs کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والے نینو پارٹیکلز میں TiO2 (اناٹیس، n = 2.45 ؛ روٹائل، n = 2.70)، ZrO2 (n = 2.10)، بے ساختہ سلکان (n = 4.23)، PbS (n = 4.20) اور ZnS (n = 2.36) شامل ہیں۔ پولیمائڈز میں اعلی ریفریکٹیو انڈیکس ہوتے ہیں اور اس طرح اکثر اعلی نینو پارٹیکلز کے لیے میٹرکس کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ نتیجے میں نینو کمپوزائٹس 1.57 سے 1.99 تک کے ٹیون ایبل ریفریکٹیو انڈیکس کی نمائش کرتے ہیں۔ ایک مائکرو لینس صف آپٹو الیکٹرانکس، آپٹیکل کمیونیکیشنز، سی ایم او ایس امیج سینسرز اور ڈسپلے کا ایک اہم جزو ہے۔ پولیمر پر مبنی مائکرو لینس بنانا آسان ہے اور روایتی شیشے پر مبنی لینس کے مقابلے میں زیادہ لچکدار ہیں۔ نتیجے میں آنے والے آلات کم طاقت استعمال کرتے ہیں، سائز میں چھوٹے ہوتے ہیں اور تیار کرنے کے لیے سستے ہوتے ہیں۔ لیتھوگرافی ایچ آر آئی پیز کا ایک اور استعمال وسرجن لیتھوگرافی میں ہے۔ 2009 میں یہ سرکٹ مینوفیکچرنگ کے لیے ایک نئی تکنیک تھی جس میں فوٹوریسسٹ اور ہائی ریفریکٹیو انڈیکس فلوئڈز دونوں کا استعمال کیا گیا تھا۔ فوٹوریسسٹ کی n ویلیو 1.90 سے زیادہ ہونی چاہیے۔ یہ دکھایا گیا ہے کہ غیر ایرومیٹک، سلفر پر مشتمل ایچ آر آئی پی آپٹیکل فوٹوریسسٹ سسٹم کے لیے بہترین مواد ہیں۔ ایل ای ڈی لائٹ ایمیٹنگ ڈایڈس (ایل ای ڈی) ایک عام سالڈ اسٹیٹ لائٹ سورس ہیں۔ ایل ای ڈی مواد (جی اے این، این = 2.5) اور نامیاتی کیپسولینٹ (ایپوکسی یا سلیکون، این = 1.5) کے درمیان ریفریکٹیو انڈیکس کے مماثلت کی وجہ سے ہائی برائٹنیس ایل ای ڈی (ایچ بی ایل ای ڈی) اکثر نسبتا کم روشنی نکالنے کی کارکردگی کی وجہ سے محدود ہوتے ہیں۔ ایچ آر آئی پی کو بطور اینکیپسولینٹ استعمال کرکے زیادہ روشنی کی پیداوار حاصل کی جا سکتی ہے۔ یہ بھی دیکھیں کہ ریفریکٹیو انڈیکس ریفریکٹومیٹر ابی نمبر آپٹو الیکٹرانکس پولرائزیشن بائیرفرینجینس لورینٹز-لورینز مساوات ڈسپریشن آپٹیکل انیسوٹروپی نینو کمپوزٹ امیج سینسر امرنشن لیتھوگرافی نامیاتی روشنی خارج کرنے والے ڈایڈڈ (او ایل ای ڈی) حوالہ جات مزید پڑھنے کے لیے آپٹیکل مواد پولیمر