Plasmonic catalysis
ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಪ್ಲಾಸ್ಮೋನಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧನೆಯು ಒಂದು ರೀತಿಯ ವೇಗವರ್ಧನೆಯಾಗಿದ್ದು, ಇದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಪ್ಲಾಸ್ಮನ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮೋನಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧಕವು ಲೋಹದ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಚಿನ್ನ, ಬೆಳ್ಳಿ, ಅಥವಾ ಇವೆರಡರ ಸಂಯೋಜನೆ) ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಇದು ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಪ್ರಚೋದಿಸಿದಾಗ ಸ್ಥಳೀಯ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮನ್ ಅನುರಣನಗಳನ್ನು (ಎಲ್ಎಸ್ಪಿಆರ್) ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ಲಾಸ್ಮನ್ ಆಂದೋಲನಗಳು ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ಬಳಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಸಮೃದ್ಧ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತವೆ, ಇದನ್ನು ಹತ್ತಿರದ ಅಣುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಫೋಟೊಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ಗಳಂತೆಯೇ, ಪ್ಲಾಸ್ಮೋನಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಅನುರಣನ ಶಕ್ತಿ ವರ್ಗಾವಣೆ (ಆರ್ಇಟಿ) ಮೂಲಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಅಣುಗಳಿಗೆ ತಮ್ಮ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು. ದ್ಯುತಿ ಉತ್ಪ್ರೇರಕಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಪ್ಲಾಸ್ಮೋನಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಲೋಹದ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡುವಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬಿಸಿ ವಾಹಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಬಿಡುಗಡೆಯಿಂದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಅಣುಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸಬಹುದು. ಈ ಬಿಸಿ ವಾಹಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಹೊಡೆಯುವ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಾಂತರ ಮತ್ತು ಇರುವ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ಗಳ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು, ಇದು ಬಿಸಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಅನೇಕ ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮೋನಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಇನ್ನೂ ಶೈಶವಾವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿದೆಯಾದರೂ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಫೋಟೊಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ಗಳಿಗಿಂತ ಪ್ಲಾಸ್ಮೋನ್-ಸಕ್ರಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ ಸ್ಪಷ್ಟ ಪ್ರಯೋಜನಗಳಿವೆ. ಸಮೀಪದ-ಅತಿಗೆಂಪು, ಗೋಚರ ಮತ್ತು ನೇರಳಾತೀತ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಅವುಗಳ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಳಕಿನ-ಸೆರೆಹಿಡಿಯುವ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಇದು ನೇರಳಾತೀತ ಬೆಳಕನ್ನು ಮಾತ್ರ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ಮತ್ತು ಹೊರಸೂಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ದೊಡ್ಡ ಸಂಭವನೀಯ ಶಕ್ತಿಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಉಂಟಾಗುವ ವೇಗವರ್ಧಕ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ವಿಶಾಲವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ ವಿಶಾಲವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಪ್ಲಾಸ್ಮೋನಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧನೆಯು ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ಮಾರ್ಗಗಳ ಮೂಲಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಮೊದಲನೆಯದು ಪ್ಲಾಸ್ಮನ್ ಆಂದೋಲನಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಮೂಲಕ. ಈ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಅನುರಣನ ಶಕ್ತಿಯ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಮೂಲಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಮೂಲಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಸ್ಥಳೀಯ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯ ಸ್ಥಿರೀಕರಣವನ್ನು ಸಹ ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಎರಡನೇ ಮಾರ್ಗವೆಂದರೆ ಬಿಸಿ ವಾಹಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್/ಫೋನಾನ್ ಜೋಡಿಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಮೂಲಕ. ಪ್ಲಾಸ್ಮನ್ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದಾಗ, ಕೆಲವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಿಪ್ಪುಗಳಿಂದ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಮುಕ್ತವಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು. ಈ ಹೆಚ್ಚು ಉತ್ತೇಜಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ನಂತರ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಆಕ್ರಮಿತ ಆಣ್ವಿಕ ಕಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ಆಕ್ರಮಿತ ಆಣ್ವಿಕ ಕಕ್ಷೆಯನ್ನು ತುಂಬಬಹುದು, ಇದು ಅಣುವಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಈ ಬಿಸಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಪ್ರಚೋದಿಸಲು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿ ಅಣುವನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಬದಲಿಗೆ ಫೋನಾನ್ ಅನ್ನು ತುಂಬಿಸಿ ನೆಲದ ಸ್ಥಿತಿ ಶಕ್ತಿಗೆ ಮರಳುತ್ತವೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸ್ಥಳೀಯ ತಾಪಮಾನದ ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ದರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗಳು ಚಿನ್ನದ ನ್ಯಾನೊ ಕಣಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಬಳಸುವಾಗ ನೀರಿನ ದ್ಯುತಿ-ವೇಗವರ್ಧಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು 66 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಿಲ್ವರ್ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ನ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಟೈಟಾನಿಯಂ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಫೋಟೊಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ನಿಂದ ಮೀಥೈಲಿನ್ ನೀಲಿ ಬಣ್ಣವನ್ನು ಡಿಮೀಥೈಲೇಶನ್ ಮಾಡುವ ದರವನ್ನು ಏಳು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇಂಗಾಲದ ಮಾನಾಕ್ಸೈಡ್, ಅಮೋನಿಯಾ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕ ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವಾರು ಸಾಮಾನ್ಯ ಅನಿಲಗಳ ಪ್ಲಾಸ್ಮೋನಿಕ್ ವೇಗವರ್ಧಕ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಗತ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು, ಏಕೆಂದರೆ ಗೋಚರ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಪ್ರಚೋದಿಸಿದಾಗ ಪ್ಲಾಸ್ಮೋನಿಕ್ ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ಬಲವಾದ ವೇಗವರ್ಧಕ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ. ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಹೈಬ್ರಿಡ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮೋನಿಕ್ ನ್ಯಾನೊವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸಾವಯವ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಅಥವಾ ಸೌರ ಇಂಧನಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಗಾಗಿ ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲಾಯಿತು. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ನ್ಯಾನೊತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ವೇಗವರ್ಧನೆ