موضوع مقاله: پلیمر ریز متخلخل مزدوج | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # پلیمر ریز متخلخل مزدوج | مقدمه: پلیمرهای ریز متخلخل مزدوج (CMPs) زیرمجموعه‌ای از مواد متخلخل هستند که به ساختارهایی مانند زئولیت‌ها، چارچوب‌های فلزی-آلی و چارچوب‌های کووالانسی آلی مربوط می‌شوند، اما به جای ساختار کریستالی، ماهیت آمورف دارند. | ## بخش 1: پلیمر ریز متخلخل مزدوج | CMPها همچنین زیرمجموعه‌ای از پلیمرهای مزدوج هستند و بسیاری از خواص مشابه مانند رسانایی، سختی مکانیکی و نامحلول بودن را دارند. CMPها از طریق پیوند مونومرهایی به شکل π مزدوج ایجاد می‌شوند و دارای شبکه‌های سه بعدی هستند. سیستم مزدوج از طریق سیستم CMPها گسترش می‌یابد و خواص رسانایی را به CMPها می‌دهد. مونومرهای CMPها از این جهت جذاب هستند که دارای تنوع گسترده‌ای در واحدهای π هستند که می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند و امکان تنظیم و بهینه‌سازی ساختار و همچنین ویژگی‌های CMP را فراهم می‌کنند. اکثر مونومرها دارای اجزای سفت و سختی مانند آلکین‌ها هستند که باعث ایجاد ریزتخلخل می‌شوند. CMPها در ذخیره‌سازی گاز، کاتالیز ناهمگن، ساطع نور، برداشت نور و ذخیره انرژی الکتریکی کاربرد دارند. برای تولید ساختار متخلخل CMPها، جفت شدن متقاطع مونومرها با هندسه‌های مختلف برای ایجاد یک ستون فقرات پلیمری سه بعدی ضروری است، در حالی که واکنش‌های خود تراکمی در هم‌جفت شدن مونومرها با هندسه مشابه رخ می‌دهد. واکنش سوزوکی از سال ۱۹۷۹، واکنش سوزوکی یک روش کارآمد برای تشکیل پیوند آریل-آریل بوده‌است. شرایط واکنش سوزوکی برای تشکیل مونومر دو فنیل برای CMPها شامل جفت شدن متقابل کاتالیز شده با پالادیوم یک معرف ارگانو بور با هالید یا سولفونات آلی در حضور ماده‌ای باز است. مزیت استفاده از این روش برای ترکیب CMPها این است که شرایط واکنش ملایم است، برتری دیگر، در دسترس بودن معرف‌های ارگانو بور است و واکنش تحمل گروه عاملی بالایی دارد. عیب واکنش سوزوکی این است که واکنش حساس به اکسیژن است که این موضوع اغلب باعث تولید محصولات جانبی می‌شود و همچنین واکنش نیاز به گاز زدایی دارد. وسط|700x700پیکسل جفت‌شدن سونوگاشیرا جفت‌شدن متقابل سونوگاشیرا از آریل هالیدها و گروه‌های آلکین با یک کاتالیزور کمکی پالادیوم مس در حضور ماده‌ای باز رخ می‌دهد. به دلیل واکنش پذیری بهبود یافته که به دست می‌آید، از یک کاتالیزور مشترک پالادیوم-مس در جفت‌شدن استفاده می‌شود. | ## بخش 2: پلیمر ریز متخلخل مزدوج | واکنش‌های جفت‌شدن سونوگاشیرا از این جهت مزیت دارند که واکنش دارای سادگی فنی و همچنین سازگاری با گروه عاملی است. CMPها به راحتی با استفاده از این روش به دلیل آسانی چرخش آلکین‌ها در مونومرهای مسطح برای دستیابی به یک شبکه سه بعدی تشکیل می‌شوند. حلال‌هایی که سنتز CMPها را به بهترین نحو تسهیل می‌کنند، دی‌متیل فرم‌آمید، ۴٬۱-دی‌اکسان و تتراهیدروفوران هستند. این حلال‌ها به خنثی سازی تشکیل هالید هیدروژن تولید شده به عنوان یک محصول جانبی کمک می‌کنند. یکی از معایب استفاده از آلکین‌های انتهایی به عنوان مونومر این است که آلکین‌های پایانی به راحتی تحت حضور اکسیژن تحت هم‌جفت شدن قرار می‌گیرند، بنابراین واکنش باید بدون حضور اکسیژن و آب انجام شود. وسط|700x700پیکسل جفت‌شدن یاماموتو در جفت‌شدن یاماموتو، پیوندهای کربن-کربن از ترکیبات آریل هالد از طریق یک کاتالیزور فلز واسطه، معمولاً بیس (سیکلواکتادی‌ان) نیکل (۰) که بیشتر به صورت Ni(cod) 2 نوشته می‌شود، تشکیل می‌شود. مزیت جفت یاماموتو این است که تنها به یک مونومر عاملی هالوژنی نیاز است که منجر به تنوع در گونه‌های مونومر و همچنین یک روش واکنش ساده می‌شود. در حالی که بیشتر تحقیقات در CMPها بر کنترل اندازه تخلخل و مساحت سطح تمرکز دارند، عدم انعطاف‌پذیری در مونومرهای مورد استفاده در جفت‌شدن یاماموتو جای خود را به حجم آزاد و تخلخل در CMPها می‌دهد. اخیراً اندازه تخلخل و سطح CMPهای کنترل شده از طریق جفت‌شدن یاماموتو گزارش شده‌است. وسط|700x700پیکسل واکنش پایه شیف بسیاری از روش‌هایی که در حال حاضر برای ترکیب CMPها استفاده می‌شود، باید در محیط‌های بدون آب و بدون اکسیژن، به دلیل وجود کاتالیزورهای فلزی، انجام شود. واکنش‌هایی مانند واکنش پایه شیف، از این رو که واکنش‌ها بدون فلز هستند، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. در واکنش پایه شیف، مونومرها بر مبنای آمین و مونومرهای حاوی آلدئید تحت واکنشی قرار می‌گیرند تا مونومر برای CMPها ایجاد شود. واکنش پایه شیف به علت مونومرهای ارزان در مقیاس صنعتی که دارای چندین گروه عاملی آلدئیدی هستند، یک روش بدون فلز ترجیحی است. | ## بخش 3: پلیمر ریز متخلخل مزدوج | یکی دیگر از برتری‌های واکنش پایه شیف تولید نیتروژن در ایجاد CMP است که می‌تواند برای بسیاری از کاربردها مفید باشد. وسط|700x700پیکسل سیکلوتریمریزاسیون سیانو واکنش‌های سیکلوتریمریزاسیون سیانو در شرایط یون گرمایی، جایی که CMPها در روی کلرید مذاب در دماهای بالا به دست می‌آیند، رخ می‌دهند. سیکلوتریمریزاسیون اغلب برای پیوند مونومرهای چهار وجهی برای ایجاد CMP استفاده می‌شود. CMPهایی که از طریق سیکلوتریمریزاسیون سیانو سنتز می‌شوند، توزیع اندازه ریز تخلخل باریک، آنتالپی بالایی از جذب H2 و جذب سطحی سریع گاز انتخابی را نشان می‌دهند. وسط|700x700پیکسل خواص چندین ویژگی فیزیکی CMPها را می‌توان به سیستم مزدوج یا ریز تخلخل گسترده آنها نسبت داد. خواص فیزیکی CMPها با توجه به اندازه سطح و اندازه تخلخل میزان زیادی از تنظیم پذیری را نشان می‌دهند. سری CMP-1،۴ تا CMP-5 افزایش قابل توجهی در سطح از ۵۰۰ متر مربع بر گرم به ۱۰۰۰ متر مربع بر گرم نشان می‌دهد. افزایش مساحت سطح می‌تواند به شدت توانایی آنها را برای پر شدن با ترکیبات آلی و معدنی مختلف برای کاربردهای مختلف بهبود بخشد. تلاش‌های عمده‌ای برای افزایش حلالیت با اضافه کردن زنجیره‌های جانبی حل‌کننده انجام شده‌است، اما این همچنان مانعی برای کاربردهای گسترده‌است. مساحت سطح CMPها در بسیاری از موردها می‌تواند از ۱۰۰۰ متر مربع بر گرم بیشتر شود، اگرچه سیستم‌های آروماتیک متخلخل مرتبط، که فاقد ترکیب گسترده هستند، می‌توانند سطح بسیار بالاتری بیش از ۵۵۰۰ متر مربع بر گرم داشته باشند. کار اخیر بر پتانسیل آنها از نظر کاتالیز متمرکز شده‌است، به عنوان مثال به شکل «CMPهای فلزی-آلی»، و همچنین برای برداشت نور، و ابرخازن‌ها با استفاده از ماهیت بسیار مزدوج آنها. برتری دیگری که برای مواد CMP مطرح می‌شود، توانایی مشتق سازی آنها با طیف وسیعی از گروه‌های عاملی است. CMPها چندین مورد در مناطق مختلف به کار رفته‌اند که از خواص الکترونیکی و ماهیت متخلخل آنها بهره می‌برند. | ## جمع‌بندی | آنها جریان را به داخل و خارج از تخلخل اجازه می‌دهند که می‌تواند برای کاربردهای الکتروشیمیایی سطح مورد استفاده قرار گیرد.