আণবিক নকশা, ফিজিকোকেমিক্যাল আচরণ এবং বিচ্ছিন্ন ইমিডাজল-ভিত্তিক আয়নিক তরলগুলির উদীয়মান অ্যাপ্লিকেশনগুলি

বিচ্ছিন্ন ইমিডাজল আয়নিক তরল (আইএলএস) জৈব লবণের কাঠামোগতভাবে সুরযোগ্য শ্রেণীর প্রতিনিধিত্ব করে যা ঘরের তাপমাত্রায় বা কাছাকাছি তরল থেকে যায়, ইমিডাজোলিয়াম রিংয়ে দুটি বিকল্প গোষ্ঠীর উপস্থিতি দ্বারা পৃথক। এই যৌগগুলি ক্যাটালাইসিস, ইলেক্ট্রোকেমিস্ট্রি, উপকরণ সংশ্লেষণ এবং সবুজ রসায়ন জুড়ে লক্ষ্যযুক্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আয়নিক ইন্টারঅ্যাকশন, ফিজিকোকেমিক্যাল বৈশিষ্ট্য এবং সলভেশন ডায়নামিক্সের জন্য একটি বিস্তৃত প্ল্যাটফর্ম সরবরাহ করে। এই নিবন্ধটি সিন্থেটিক কৌশলগুলি, কাঠামোগত-সম্পত্তি সম্পর্কিত সম্পর্কগুলি এবং পরবর্তী প্রজন্মের রাসায়নিক প্রযুক্তিতে তাদের ভূমিকার উপর জোর দিয়ে বিচ্ছিন্ন ইমিডাজল আইএলএসের কার্যকরী স্থাপনার বিষয়টি আবিষ্কার করে।

1। কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য এবং সিন্থেটিক পথ

ইমিডাজল রিংয়ে বিচ্ছিন্নতা সাধারণত সি 2, সি 4, এবং সি 5 পজিশনে অ্যালকাইল, অ্যারিল, ইথার বা হেটেরোসাইক্লিক বিকল্পগুলি জড়িত, যা বিভিন্ন বৈদ্যুতিন এবং স্টেরিক প্রভাবগুলির দিকে পরিচালিত করে। সর্বাধিক সাধারণভাবে, এন 1 এবং এন 3 পজিশনগুলি অ্যালকাইল বা হেটেরোয়ালকাইল চেইনের সাথে কার্যকরী হয়, যখন সি 2 অবস্থানটি হাইড্রোজেন বন্ধনের আচরণটি সংশোধন করার জন্য ইলেক্ট্রন-ডোনেশন/প্রত্যাহারকারী গ্রুপগুলির সাথে প্রোটোনেটেড বা প্রতিস্থাপিত হয়।

সংশ্লেষণ সাধারণত এর মাধ্যমে এগিয়ে যায়:

• ইমিডাজোলের এন-অ্যালক্লেশন 1,3-বিলুপ্ত ইমিডাজোলিয়াম সল্ট উত্পাদন করতে হ্যালোকেনস সহ

• পোস্ট-ফাংশনালাইজেশন কৌশলগুলি, যেমন কোয়ার্টরাইজেশন, নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বা সি 2 পজিশনে ধাতবকরণ

• অ্যানিয়ন বিনিময় প্রক্রিয়া অ-সমন্বয় বা ফাংশন-নির্দিষ্ট অ্যানিয়নগুলি (যেমন, [পিএফ ₆] ⁻, [বিএফ ₄] ⁻, [এনটিএফ] ⁻, বা হ্যালোমেটালেট প্রজাতি) প্রবর্তন করতে মেটাথিসিস বা অ্যাসিড-বেস প্রতিক্রিয়াগুলি ব্যবহার করে ব্যবহার করে)

এই পরিবর্তনগুলি তাপীয় স্থায়িত্ব, হাইড্রোফোবিসিটি, সান্দ্রতা, আয়নিক পরিবাহিতা এবং সমন্বয় আচরণের মতো মূল পরামিতিগুলিকে সমালোচনামূলকভাবে প্রভাবিত করে।

2। ফিজিকোকেমিক্যাল প্রপার্টি মডুলেশন

বিচ্ছিন্ন ইমিডাজল আইএলগুলির ফিজিকোকেমিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি কেশনিক এবং অ্যানিয়োনিক উভয় উপাদানগুলির জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল। যৌক্তিক নকশার মাধ্যমে, নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্যগুলি সূক্ষ্মভাবে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে:

• সান্দ্রতা এবং তরলতা : শর্ট-চেইন অ্যালকাইল বিকল্পগুলি সাধারণত সান্দ্রতা হ্রাস করে এবং গণ পরিবহনকে বাড়ায়, যেখানে দীর্ঘ বা ব্রাঞ্চযুক্ত শৃঙ্খলা কাঠামোগত ক্রম এবং রিওলজিকাল জটিলতা বৃদ্ধি করে।

• তাপীয় এবং বৈদ্যুতিন রাসায়নিক : সুগন্ধযুক্ত এবং ভারী বিকল্পগুলি পচন তাপমাত্রা উন্নত করতে পারে এবং বৈদ্যুতিন রাসায়নিক উইন্ডোগুলি প্রসারিত করতে পারে, ব্যাটারি ইলেক্ট্রোলাইটস এবং সুপার ক্যাপাসিটার মিডিয়াগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

• হাইড্রোফিলিসিটি/হাইড্রোফোবিসিটি ভারসাম্য : অ্যানিয়নের প্রকৃতি এবং মেরু গোষ্ঠীর উপস্থিতি জৈব দ্রাবকগুলির সাথে জল দ্রবণীয়তা এবং ভুলতার নির্দেশ দেয়, ক্যাটালাইসিস বা নিষ্কাশনে দ্রাবক নির্বাচনকে প্রভাবিত করে।

• আয়নিক পরিবাহিতা : আয়ন জুটি হ্রাস এবং চার্জ ডেলোক্যালাইজেশন হ্রাস করে বর্ধিত, সাধারণত কম সমন্বয়কারী কেশনগুলির সাথে সংমিশ্রণে ডেলোক্যালাইজড বা ভারী অ্যানিয়নের ব্যবহারের মাধ্যমে।

এনএমআর, এফটিআইআর, টিজিএ, ডিএসসি এবং ডাইলেট্রিক স্পেকট্রোস্কোপির মতো পরীক্ষামূলক কৌশলগুলি নিয়মিতভাবে এই বৈশিষ্ট্যগুলি বিশ্লেষণ করতে এবং এগুলিকে আণবিক স্থাপত্যের সাথে সম্পর্কিত করার জন্য নিযুক্ত করা হয়।

3। সলভেশন এবং হাইড্রোজেন বন্ধন আচরণ

ইমিডাজোলিয়াম-ভিত্তিক আইএলএসের বিস্তৃত হাইড্রোজেন বন্ডিং নেটওয়ার্ক গঠনের অনন্য ক্ষমতা, বিশেষত যখন সি 2 হাইড্রোজেন ধরে রাখা হয়, তাদের ব্যতিক্রমী দ্রবণকারী শক্তিটিকে অন্তর্ভুক্ত করে। এই অবস্থানে বিচ্ছিন্নতা হাইড্রোজেন বন্ড দাতার শক্তি পরিবর্তন করে, এইভাবে দ্রবণগুলি, রিএজেন্টস এবং অনুঘটক কেন্দ্রগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়াকে সংশোধন করে।

গণনামূলক অধ্যয়ন এবং আইআর স্পেকট্রোস্কোপি প্রকাশ করে যে সি 2-ফাংশনালাইজড আইএলগুলি হ্রাস পোলারিটি এবং দ্রবণীয় দ্রাবক মিথস্ক্রিয়াকে ব্যাহত করার ক্ষমতা হ্রাস করার ক্ষমতা প্রদর্শন করে, এগুলি নির্বাচনী সলভেশন কার্যগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে বা জৈব সংশ্লেষণে লেবেল মধ্যস্থতাকে স্থিতিশীল করে তোলে।

4। বৈজ্ঞানিক ডোমেন জুড়ে অ্যাপ্লিকেশন

বিচ্ছিন্ন ইমিডাজল আইএলএসের বহুমুখিতা মৌলিক এবং প্রয়োগ উভয় গবেষণায় তাদের প্রসারিত ভূমিকা দ্বারা প্রমাণিত:

ক। ক্যাটালাইসিস এবং প্রতিক্রিয়া মিডিয়া
এই আইএলগুলি ট্রানজিশন মেটাল ক্যাটালাইসিস, ব্রানস্টেড/লুইস অ্যাসিড ক্যাটালাইসিস এবং বায়োকেটালাইসিসের জন্য অ-উদ্বায়ী, তাপীয়ভাবে স্থিতিশীল মিডিয়া হিসাবে পরিবেশন করে। বৈদ্যুতিনভাবে পরিবর্তিত ইমিডাজোলিয়াম আইএলএস প্রতিক্রিয়াশীল মধ্যস্থতাকে স্থিতিশীল করতে পারে বা সহ-অনুঘটক হিসাবে পরিবেশন করতে পারে, বিশেষত কার্বন-কার্বন কাপলিং প্রতিক্রিয়া, সাইক্লোডেশন বা অক্সিডেটিভ প্রক্রিয়াগুলিতে।

খ। বৈদ্যুতিন রাসায়নিক ডিভাইস
উচ্চ আয়নিক পরিবাহিতা এবং তাপ স্থিতিশীলতার সাথে, বিচ্ছিন্ন ইমিডাজোলিয়াম আইএলগুলি বৈদ্যুতিন রাসায়নিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ:

• লিথিয়াম-আয়ন এবং সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ইলেক্ট্রোলাইটস

• প্রশস্ত বৈদ্যুতিন রাসায়নিক উইন্ডো সহ সুপার ক্যাপাসিটার মিডিয়া

• আল, জেডএন বা বিরল পৃথিবীর মতো ধাতবগুলির জন্য বৈদ্যুতিন স্নান

গ। বিচ্ছেদ বিজ্ঞান ও উত্তোলন
নির্দিষ্ট মেরুতা এবং সখ্যতা বৈশিষ্ট্যযুক্ত দর্জি দ্বারা তৈরি আইএলগুলি তরল-তরল নিষ্কাশন, গ্যাস শোষণ (উদাঃ, কো ₂ ক্যাপচার) এবং বায়োমোলিকুলস, বিরল ধাতু বা অ্যাজেট্রপিক মিশ্রণের পৃথকীকরণে নিযুক্ত করা যেতে পারে।

ডি। উপকরণ রসায়ন এবং ন্যানো প্রযুক্তি
আইএলএস ধাতু-জৈব কাঠামো (এমওএফএস), ন্যানোপারাস কার্বন এবং অক্সাইড ন্যানোম্যাটরিয়ালস সহ ন্যানোস্ট্রাকচার্ড উপকরণগুলির সংশ্লেষণে টেম্প্লেটিং এজেন্ট, দ্রাবক বা পৃষ্ঠের সংশোধক হিসাবে কাজ করে। তাদের অ-উদ্বায়ী এবং মেরু পরিবেশ নিউক্লিয়েশন এবং বৃদ্ধির গতিশীলতার উপর সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণকে সমর্থন করে।

5 .. পরিবেশগত এবং বিষাক্ত বিবেচনা

জৈব দ্রাবকগুলির অ-উদ্বায়ী বিকল্প হিসাবে তাদের সবুজ রসায়ন খ্যাতি সত্ত্বেও, ইমিডাজল আইএলগুলির পরিবেশগত প্রোফাইলের যত্ন সহকারে মূল্যায়ন প্রয়োজন। বিচ্ছিন্ন রূপগুলি, বিশেষত যারা দীর্ঘ অ্যালকাইল চেইন বা হ্যালোজেনেটেড অ্যানিয়োন রয়েছে তাদের অধ্যবসায়, জৈবচক্রের সম্ভাবনা বা জলজ বিষাক্ততা প্রদর্শন করতে পারে।

সাম্প্রতিক উন্নয়নগুলিতে ফোকাস:

• বায়োডেগ্রেডেবল আইএল ডিজাইন করা এস্টার, অ্যামাইড বা চিনি থেকে প্রাপ্ত বিকল্পগুলি ব্যবহার করে

• স্যুইচেবল পোলারিটি সিস্টেম পুনরুদ্ধারের সুবিধার্থে এবং পুনরায় ব্যবহার

• অ্যানিয়ন অপ্টিমাইজেশনের মাধ্যমে বিষাক্ততা হ্রাস এবং অ্যালকাইল সালফেট বা অ্যামিনো অ্যাসিড-ভিত্তিক অ্যানিয়নের মতো অ-হ্যালোজেনেটেড বিকল্প

6। ভবিষ্যতের দিকনির্দেশ এবং গবেষণা চ্যালেঞ্জগুলি

বিচ্ছিন্ন ইমিডাজল আয়নিক তরলগুলির ইউটিলিটি অগ্রগতি বিভিন্ন মূল চ্যালেঞ্জ জড়িত:

• কাঠামোর ভবিষ্যদ্বাণীমূলক মডেলিং - মালিকানাধীন সম্পর্ক , মেশিন লার্নিং এবং কোয়ান্টাম রাসায়নিক গণনা ব্যবহার করে

• কার্যকরী উপকরণগুলিতে সংহতকরণ যেমন পলিমার-ইল কম্পোজিট, আইওনজেলস বা সমর্থিত তরল ঝিল্লি

• স্কেলযোগ্য এবং ব্যয়বহুল সংশ্লেষণ , বিশেষত শিল্প-গ্রেড অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য

• জীবনচক্র বিশ্লেষণ এবং নিয়ন্ত্রক সম্মতি টেকসই বাস্তবায়ন নিশ্চিত করতে

বিচ্ছিন্ন ইমিডাজল-ভিত্তিক আয়নিক তরলগুলি একাধিক বৈজ্ঞানিক শাখা কমাতে সক্ষম যৌগগুলির একটি মডুলার এবং ফাংশন সমৃদ্ধ শ্রেণীর প্রতিনিধিত্ব করে। সুনির্দিষ্ট আণবিক প্রকৌশল উপকারের মাধ্যমে, গবেষকরা সবুজ রসায়ন, শক্তি সঞ্চয় এবং উন্নত উত্পাদন ক্ষেত্রে উদীয়মান প্রয়োজনের জন্য তৈরি বিভিন্ন শারীরিক এবং রাসায়নিক আচরণগুলি আনলক করতে পারেন। টেকসই রাসায়নিক প্রযুক্তিতে তাদের সম্পূর্ণ সম্ভাবনা উপলব্ধি করার জন্য যুক্তিযুক্ত নকশা, পরিবেশগত মূল্যায়ন এবং অ্যাপ্লিকেশন-চালিত গবেষণায় অব্যাহত প্রচেষ্টা অপরিহার্য হবে