Polyfullerene
پولی فلرین C60 مونومر گروپ کا ایک بنیادی پولیمر ہے، جس میں فلرین کے حصے کوولینٹ بانڈز کے ذریعے بغیر سائیڈ یا بریجنگ گروپس کے پولیمرک چین میں جڑے ہوتے ہیں۔ انہیں اندرونی پولیمرک فلرینز، یا زیادہ تر تمام C60 پولیمر کہا جاتا ہے۔ فلرین بہت سے مختلف طریقوں سے پولیمر چین کا حصہ ہو سکتا ہے۔ فلرین پر مشتمل پولیمر کو مندرجہ ذیل ساختی زمروں میں تقسیم کیا گیا ہے: انٹرنسک پولیمرک فلرین (ہوموپولیمر)، مین چین پولیمر، سائیڈ چین پولیمر، اسٹار پولیمر، کراس لنکڈ پولیمر، اینڈ کیپڈ پولیمر۔ فلرین کیمسٹری سائنسز میں ایک نسبتا نیا مادہ ہے۔ بکمنسٹر فلرین خود 1985 میں دریافت کیا گیا تھا اور کم از کم 6 سال بعد پہلے فلرین پر مشتمل پولیمر کی اطلاع ملی تھی۔ پولیمر کیمسٹری میں فلرین کے استعمال میں اہم سنگ میل درج ذیل ہیں: 1992-آرگینومیٹالک سی 60 پولیمر (سی 60 پی ڈی 3) کی ترکیب 1995-سی 60 کی ترکیب جس میں پولی یوریتھین اور سی 60-سٹائرین کوپولیمر شامل ہیں 1996-فلرین سائیڈ چین پولیمر کی ترکیب 1997-ڈائلز-ایلڈر ری ایکشن 2001 کے ذریعے ریڑھ کی ہڈی میں سی 60 کے ساتھ فلرین پولیمر کی ترکیب-اسٹار کی شکل کے سی 60 (کو) پولیمرز فلرین پولیمرز کی ترکیب فلرین مالیکیول (بکمنسٹر فلرین میں 30 ڈبل بانڈز) میں ڈبل بانڈز کا اعلی مواد فلرین مالیکیول (بکمنسٹر فلرین میں 30 ڈبل بانڈز) میں کراس لنکنگ اور ریجنیو آئسومرز کی تشکیل کا باعث بنتا ہے۔ ساخت کی تشکیل کے کسی بھی نفیس کنٹرول کے بغیر پولیمرائزیشن پولیمر گرڈ کی بہت زیادہ بے ترتیب کاری کا باعث بنتی ہے۔ اس طرح، لکیری کوپولیمر تیار کرنے کے لیے سیکنڈ مونومر کی منسلک اکائیوں کی ضرورت ہوتی ہے (مین چین پولیمر دیکھیں)۔ اس گروپ میں ہیٹروآٹومک سی 60 پولیمر شامل ہیں جن میں پولی فلرین زنجیروں میں غیر کاربن ایٹم ہوتے ہیں۔ تیاریاں یہ سیکشن فلرین پر مشتمل پولیمر کی زیادہ تر اہم ساختی اقسام کی وضاحت کرتا ہے۔ ہوموپولیمر پولی فلرینز کو کئی پولیمرائزیشن میکانزم کے ذریعے تیار کیا جا سکتا ہے۔ تحقیق بنیادی طور پر فوٹو پولیمرائزیشن، ہائی پریشر کے تحت پولیمرائزیشن اور چارج ٹرانسفر پولیمرائزیشن پر مرکوز ہے۔ فلرین اکائیوں کا سب سے زیادہ ممکنہ تعلق فلرین مالیکیولز کے بینزین حصوں کے دو ڈبل بانڈز کا [2 + 2] سائکلو لوڈڈیشن ہے۔ سائکلوڈیشن دو فلرین مالیکیولز کو جوڑنے والی سائکلوبوٹین رنگ فراہم کرتا ہے۔ مین چین پولیمر کی خصوصیت پولیمر ریڑھ کی ہڈی میں فلرین اکائیوں کی موجودگی ہے۔ وہ ہیٹروآٹومک فلرین ہوموپولیمر نہیں بلکہ لکیری فلرین کوپولیمر ہیں۔ ساخت کو ہار کی قسم کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے۔ فلرین مین چین پولیمر حاصل کرنے کا ایک طریقہ یہ ہے کہ فلرین کو ڈفنیشنل مونومر کے ساتھ کوپولیمرائز کیا جائے۔ دوسرا آپشن مطابقت پذیر فنکشنل گروپوں والے مونومر کے ساتھ بائی فنکشنلائزڈ فلرین کا پولی کنڈینسشن ہے۔ فلرین کوپولیمر صنعتی طور پر معیاری پولیمر کے لیے استعمال ہونے والی معیاری پولیمرائزیشن تکنیک کے ذریعے حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ پہلے نقطہ نظر کی مثالیں ڈائلس-ایلڈر ایڈیشن اور فری ریڈیکل کوپولیمرائزیشن ہیں۔ فلرین کو ایزوبیسوبوٹیرونیٹریل (اے آئی بی این) کے ساتھ شروع کر کے میتھائل میتھاکریلیٹ کے ساتھ کوپولیمرائز کیا جا سکتا ہے۔ ڈائلس-ایلڈر میں کوپولیمرائزیشن فلرین ڈائن کے ساتھ ڈائنوفائل کے طور پر کام کرتا ہے اور سائکلوہیکسین رنگ بناتا ہے۔ نیچے دیا گیا اعداد و شمار سب سے آسان ڈائین-بیوٹا-1,3-ڈائین کے ساتھ ڈائلس-ایلڈر کے رد عمل کو ظاہر کرتا ہے۔ لینیر پولیمرک چین مالیکیول حاصل کرنے والے دو فلرین مالیکیولز کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنے کے لیے کومونومر میں کنجوگیٹڈ ڈبل بانڈز کے دو جوڑے ہونے چاہئیں۔ استعمال شدہ مونومر عام طور پر روایتی مونومرز سے زیادہ بڑے ہوتے ہیں تاکہ فلرین شعبوں کی جگہ کی ضروریات کو پورا کیا جا سکے۔ سائیڈ چین پولیمر زیادہ تر فلرین پولیمر اس زمرے میں آتے ہیں۔ اسی طرح پچھلی پولیمر قسم کے لیے، دو مصنوعی طریقے دستیاب ہیں۔ سب سے پہلے، فلرین کے شعبوں کو پولیمرائزڈ زنجیر پر بانڈ کرنا یا دوسرا، پولیمرائزنگ مونومر یونٹ جو پہلے سے ہی fullerene.An کا حامل ہے، دوسرے نقطہ نظر کی مثال نوربورنین کا رنگ اوپننگ میٹا تھیسس پولیمرائزیشن (ROMP) ہے جو C60 کا حامل ہے یا خالص نوربورنین اور C60 فنکشنلائزڈ نوربورنین کا کوپولیمرائزیشن ہے۔ کراس لنکڈ پولیمر جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، بکمنسٹر فلرین متعدد اضافے کی صلاحیت رکھتا ہے اور بنیادی پولیمرائزیشن کے حالات پولیمر گرڈ کا باعث بنتے ہیں۔ کوپولیمرائزیشن میں فلرین اسی طرح کا برتاؤ کرتی ہے۔ اسٹائرین اور سی 60 فلرین کے فری ریڈیکل کوپولیمرائزیشن میں، نتیجے میں بننے والا کوپولیمر کراس لنکڈ اور متنوع ہوتا ہے۔ کراس لنکڈ فلرین پولیمر کی آسان تیاری پولی یوریتھینس کے ساتھ کوپولیمرائزیشن ہے۔ اس تکنیک میں، 44 ہائیڈروکسیل گروپس C60 (OH) 4-44 تک والے فلرینول اور ڈائی یا ٹرائی آئسوسیانیٹ پری پولیمر کو ابتدائی مادوں کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ 60 ڈگری سیلسیس پر ڈائیمیتھائلفارمائڈ (ڈی ایم ایف) اور ٹیٹرا ہائیڈروفوران (ٹی ایچ ایف) (1:3) کے مرکب میں کامیاب ترکیبیں کی گئیں۔ فلرین اینڈ کیپڈ پولیمر کو بھی غلط طور پر "ٹیلیچیلک" پولیمر کا نام دیا گیا ہے، لیکن ٹیلیچیلک پولیمر میں رد عمل والے فنکشنل اینڈ گروپ ہوتے ہیں۔ پولیمرائزڈ زنجیروں کے سروں پر فلرینز کو شامل کرکے یا فعال فلرین مشتق سے پولیمرک زنجیر کی نشوونما اور اضافی طور پر بند کرکے ان کی ترکیب کی جا سکتی ہے۔ میکرو مالیکیول کے آخر میں فلرین شعبوں کو متعارف کرانے سے اصل پولیمر کی ہائیڈروفوبیسیٹی میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ ستارے کی شکل کے پولیمر اسٹار فلرین پولیمر دو بڑے طریقوں سے تیار کیے جا سکتے ہیں۔ رپورٹ شدہ اسٹار فلرین پولیمر کو پولی سٹیرائن کے ساتھ اینینک کوپولیمرائزیشن کے ذریعے C60 (CH2CH (C6H5)) x) n بنانے کے لیے تیار کیا گیا تھا، جہاں n کا مطلب 2 سے 6 تک پولی سٹیرائن اسٹار "آرمز" کی تعداد ہے۔ دوسرا نقطہ نظر ایٹم ٹرانسفر ریڈیکل پولیمرائزیشن کے ذریعے براہ راست فلرین مشتق C60Cln (n = 16-20) سے پولیمر زنجیروں کو بڑھانا ہے۔ کلورین فلرین مشتق عملی طور پر اے ٹی آر پی شروع کرنے والے کے طور پر کام کرتا ہے۔ سٹار آرمز کے لیے بے شمار پولیمر استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ پولیفینیلاکین پولیمر کو ایک مثال کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے کیونکہ وہ فلرین پر گرافٹ ہونے پر فوٹو ایمیٹنگ میکرو مالیکیولز دیتے ہیں۔ C60-پولی (1-فینائل-1-پروپین) کو وولفرم-اتپریرک میٹا تھیسس رد عمل کے ذریعے تیار کیا جا سکتا ہے جو تیار شدہ پولی (1-فینائل-1-پروپین) کو کاربین کے اضافے کے ذریعے فلرین پر جوڑتا ہے جس کے نتیجے میں سائکلوپروپین کنیکٹنگ رنگ بنتا ہے۔ فلرین ایک کوکیٹالسٹ کے طور پر کام کرتا ہے کیونکہ ٹونگسٹن اتپریرک (ڈبلیو سی ایل 6-پی ایچ 4 ایس این) خود 1-فینائل-1-پروپین کو پولیمرائز کرنے کے قابل نہیں ہے۔ ایپلی کیشنز پولی فلرینز فی الحال ابتدائی تحقیقی مرحلے میں ہیں اور حقیقی دنیا کی ایپلی کیشنز یا یہاں تک کہ صنعتی پیداوار کے حل ابھی تک نہیں ملے ہیں۔ اس کی بنیادی وجوہات پولیمر کیمسٹری کے ساتھ فلرین کیمسٹری کو یکجا کرنے کی نیاپن اور یہ حقیقت ہے کہ فی الحال چند گرام کے پیمانے پر فلرین کی ترکیب کی جا سکتی ہے۔ آل-سی 60 پولیمر عملی طور پر کوئی گھلنشیلتا ظاہر نہیں کرتے، اس طرح عمل سازی اور کیمیائی خصوصیات کی مناسب جانچ کو روکتے ہیں۔ آنے والا متن صرف مخصوص میکرو مالیکیولز کی قائم کردہ خصوصیات کے مطابق فلرین پولیمر کے ممکنہ استعمال سے مراد ہے۔ الیکٹرانکس فلرین خود اپنی الیکٹرانک خصوصیات کی وجہ سے نامیاتی مرکبات کی کلاس میں نمایاں ہے۔ موجودہ تحقیقی مطالعات فلرین کے استعمال کو ایک بہترین پولیمرک سبسٹریٹ پر باندھ کر استعمال کرتے ہیں۔ عملی وجوہات پولیمر کی آسان عمل پذیری اور خالص C60 فلرین کے مقابلے میں کم قیمت ہیں۔ پولیمیر بیک بونز جن میں فلرین دائرے ہوتے ہیں اچھی یا زبردست فوٹو کنڈکٹیویٹی کا مظاہرہ کرتے ہیں اور یہاں تک کہ سفید روشنی کے سامنے آنے پر فوٹو کرنٹ بھی پیدا کرتے ہیں۔ سی 60-پولی وینائل کاربازول (سی 60-پی وی کے) پولیمر کے اندر فوٹو انڈیوسڈ الیکٹران کی منتقلی کو ظاہر کرتا ہے، جسے ڈیجیٹل دوبارہ لکھنے کے قابل میموری الیکٹرانک حصوں کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ انڈیم ٹن آکسائڈ، فلرین پولیمر اور ایلومینیم (آئی ٹی او/سی 60-پی وی کے/اے ایل) کے اس طرح کے حصے کا پروٹو ٹائپ تقریبا 100 ملین بار معلومات کو پڑھنے، لکھنے اور مٹانے کے قابل تھا۔ فلرین پولی کلورائڈ (C60Cln) سے اگائے جانے والے پولی وینائلکابازول پولیمر کا مشاہدہ الیکٹرو لومینسینٹ ڈیوائس کی تابکاری روشنی کی شدت کو بڑھانے کے لیے کیا گیا۔ تین بازوؤں والا یہ اسٹار پولیمر کسی ڈیوائس کے سیمی کنڈکٹر حصوں کے لیے سوراخ منتقل کرنے والی پرت کے طور پر کام کر رہا ہے۔ دوسری طرف، سوراخ کو پکڑنے والے مواد الیکٹرو لومینسینس کو اسی طرح متاثر کرتے ہیں۔ ڈبل کیبل پولیمر او ایل ای ڈی ڈسپلے کے لیے فعال تہوں کے لیے بھی امیدوار ہیں۔ 1 ڈبلیو ٹی شامل کرنا۔ بنیادی OLED مواد میں% ڈایڈڈ کی روشنی میں اضافہ ہوا۔ بہت امید افزا ہول ٹریپنگ مواد پولی ایکٹیلین بیکبون پولیمر ہیں جن میں فلرین شاخوں میں مختلف الیکٹران قبول کرنے والے گروپوں کے ساتھ مل کر ہوتے ہیں۔ اسٹار کوپولیمر (پی ایس) xC60 (پی ایم ایم اے) y (پولی سٹیرائن اور پولی میتھائل میتھاکریلیٹ مختلف اسٹار "آرمز" ہونے کی وجہ سے) ایک فعال الیکٹرو لومینسینس پرت کے طور پر کام کرتا ہے۔ اس نے سیمی کنڈکٹر الیکٹرو لومینسینس ڈیوائس کے اخراج کو 20 گنا تک بہتر بنایا۔ سی 60-پولی (1-فینائل-1-پروپین) میں بھی روشنی کے اخراج کی نمائش کی اطلاع ہے۔ فلرین کے حصے نے خالص پولی (فینائل پروپین) کے مقابلے میں نیلی روشنی کے اخراج میں دو گنا اضافہ کیا۔ اس طرح کے پولیمر کی استحکام اور عمل پذیری بہت اچھی ہے۔ نئی نسل کے فوٹو وولٹک پینلز کی فعال تہوں کے لیے نامیاتی شمسی خلیوں میں سولر پینلز فلرین پولیمر کا وسیع پیمانے پر مطالعہ کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر سی 60-پولی سٹائرین کے ہومو پولیمر اور سی 60-پولی تھیلین گلائکولز یا سی 60 کوپولیمر ہیں جو آر او ایم پی پولیمرائزیشن کے ذریعے تیار کیے گئے ہیں۔ آنے والی سورج کی تابکاری کو بجلی میں تبدیل کرنے کی موجودہ کارکردگی تقریبا 3 فیصد ہے۔ اندرونی خصوصیات والی ایک اور پولیمر قسم "ڈبل کیبل" پولیمر ہیں۔ وہ برش کی طرح کے ڈھانچے ہیں جو π-الیکٹران کنجوگیٹڈ ریڑھ کی ہڈی (P-قسم کا حصہ) پر مشتمل ہوتے ہیں جن میں الیکٹران قبول کرنے والی شاخیں (N-قسم کا حصہ) ہوتی ہیں۔ آپٹیکل محدود کرنے والی خصوصیات مخصوص فلرین (کو) پولیمر ایک آپٹیکل محدود کرنے والی خاصیت کی نمائش کرتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ وہ ان سے گزرنے والے شدید روشنی کے بہاؤ کو روکتے ہیں۔ کم شدت والی روشنی کا بہاؤ متاثر نہیں ہوتا ہے۔ یہ آپٹکس میں لائٹ کنٹرول پارٹس اور سینسر یا آنکھوں کے تحفظ کے لیے مفید ہے۔ سطح کی سرگرمی فی الحال، پیلیڈیم کے ساتھ فلرین کوپولیمرائزڈ کچھ عملی پہلوؤں کو ظاہر کرتا ہے، خاص طور پر (C60Pd3) n اس کی سطح پر پیلیڈیم کے مواد کی وجہ سے، الکینوں کی ہائیڈروجنشن کے لیے اتپریرک اثر ظاہر کرتا ہے اور نئے اتپریرک نظاموں اور مصنوعات کی ترقی کا باعث بن سکتا ہے۔ (C60Pd) n پولیمر گیسوں کو جذب کر سکتے ہیں، جس سے وہ غیر مستحکم اور زہریلی انواع کے لیے جذب کے طور پر مفید ہو جاتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ٹولوین سے بہت زیادہ لگاؤ ثابت ہوا۔ ریڑھ کی ہڈی میں پیلڈیم ایٹم جزوی طور پر مثبت ہوتے ہیں اور اس طرح ٹولوین کے خوشبودار کور کے π-الیکٹرانوں کو اپنی طرف متوجہ کرتے ہیں۔ پولی (2,6-ڈائیمیتھائل-1,4-فینیلین آکسائیڈ) (پی پی او) پر سائیڈ گروپوں کے طور پر فلرین کی صحیح مقدار متعارف کرانے سے خالص پی پی او کے مقابلے میں گیس کی علیحدگی کی جھلی کی پارگمیتا میں 80 فیصد اضافہ ہوتا ہے۔ بلکی فلرین شاید پی پی او کے مفت حجم میں اضافہ کرتا ہے۔ غیر معمولی مکینیکل خصوصیات پولی یوریتھین کی ترکیب سے پیدا ہونے والے مواد بہتر تھرمل مکینیکل استحکام کی نمائش کرتے ہیں۔ فلرین پر مشتمل پولی یوریتھینس بھی مضبوط نظری ردعمل کا مظاہرہ کرتے ہیں اور ممکنہ طور پر آپٹیکل سگنل پروسیسنگ کے لیے قابل اطلاق ہوتے ہیں۔ فلرین پر مشتمل لکیری پولیمر چینز کراس لنکنگ سے گزرتی ہیں۔ نتیجے میں آنے والا مواد فلرین کے بغیر اسی مواد کے مقابلے میں 10 گنا زیادہ تناؤ کی طاقت اور وقفے پر 17 گنا زیادہ لمبائی کے ساتھ ایلسٹومیرک رویے کو ظاہر کرتا ہے۔ فلرین اینڈ کیپڈ پولیمرز (مثال کے طور پر پولی تھیلین گلائکولز) کا ایچ-ڈونیٹنگ پولیمرز (پولی وینائل کلورائڈ، پولی (پی-وینائل فینول)، پولی میتھائل میتھاکریلیٹ وغیرہ) کے ساتھ امتزاج۔ ایچ ڈونیٹنگ پولیمر کی مکینیکل خصوصیات میں اضافہ ہوتا ہے۔ فری ریڈیکلز فلرین اینڈ کیپڈ پولی (N-isopropylacrylamide) کے صفائی کرنے والے ایک پانی میں گھلنشیل پولیمر ہے جس میں کلسٹر بنانے کا رجحان ہوتا ہے۔ یہ آزاد ریڈیکلز کا ایک بہت اچھا صفائی کرنے والا ہے، اور اسے ریڈیکل پولیمرائزیشنز کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ڈپولائمرائز ایبل پولیمر فلرین پولیمر سرکلر اکانومی کے قیام کے لیے ممکنہ امیدوار ہیں۔ ڈپولائمرائز ایبل پولیمر پولیمر ری سائیکلنگ کی امید ہیں۔ C60 فلرین کو [4,4′-بیتھیازول]-2,2′-بیس (ڈیازونیم) کلورائد کے ساتھ کوپولیمرائز کیا گیا (مقناطیسی طرز عمل دیکھیں) 60-75 °C درجہ حرارت کی حد میں ڈیپولیمرائز ہونے کے لیے مشاہدہ کیا گیا۔ ابتدائی اجزاء کے انحطاط سے پہلے پولیمرائزیشن اور ڈی پولیمرائزیشن کئی بار کی جا سکتی ہے۔ ڈی پولیمرائزیشن درجہ حرارت اور پولیمرائزیشن اور ڈی پولیمرائزیشن درجہ حرارت کے درمیان فرق کو بڑھانا ضروری ہے۔ کینسر کا علاج قطبی فعال گروپوں کے بغیر بنیادی فلرین پولیمر مضبوطی سے ہائیڈروفوبک ہوتے ہیں، اس طرح انسانی جسم میں دواؤں کے استعمال کے لیے مطابقت نہیں رکھتے۔ پانی میں گھلنشیل مشتقات کی ایک مثال پولی فلرو سائیکلوڈیکسٹرینز ہیں۔ وہ فلرین کے ساتھ β-سائکلوڈکسٹرین کمپلیکس کے رد عمل سے تیار ہوتے ہیں۔ وہ ڈی این اے کو صاف کرنے کی بہترین سرگرمی کا مظاہرہ کرتے ہیں (مرئی روشنی کی موجودگی میں، وہ ڈی این اے کو مقداری طور پر الگ کرتے ہیں)۔ اس رجحان کو کینسر کے خلیوں کو ختم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ میکرو مالیکیول میں ہائیڈروفیلک گروپوں کا تعارف پانی میں گھلنشیل پولیمر تیار کرنے کا اصول ہے۔ پانی میں گھلنشیل فلرین سائیڈ چین پولیمر کے لیے کمر کی ہڈیوں کی مثالیں مثال کے طور پر پولی (میلک این ہائیڈرائڈ-کو-وینائل ایسیٹیٹ) (52) یا پلولن ہیں۔ فیرومیگنیٹک خصوصیات کے ساتھ C60-بیک بون والے مقناطیسی رویے والے پولیمر ادب میں رپورٹ کیے گئے تھے، حالانکہ فلرین خود اینٹیفیرومیگنیٹک ہے۔ فیرومیگنیٹک سی 60-پولیمر کی کامیاب ترکیب کی ایک مثال [4,4′-بیتھیازول]-2,2′-بیس (ڈیازونیم) ڈائکلورائڈ، سی 60 اور فی ایس او 4 کا استعمال کرتی ہے۔ حوالہ جات فلرینز پولیمر