Plasmonic catalysis
வேதியியலில், பிளாஸ்மோனிக் வினையூக்கம் என்பது ஒரு இரசாயன எதிர்வினையின் விகிதத்தை அதிகரிக்க பிளாஸ்மோன்களைப் பயன்படுத்தும் ஒரு வகை வினையூக்கம் ஆகும். ஒரு பிளாஸ்மோனிக் வினையூக்கி என்பது ஒரு உலோக நானோ துகள்களின் மேற்பரப்பால் (பொதுவாக தங்கம், வெள்ளி அல்லது இரண்டின் கலவையால்) ஆனது, இது ஒளியால் தூண்டப்படும்போது உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட மேற்பரப்பு பிளாஸ்மன் அதிர்வுகளை (எல். எஸ். பி. ஆர்) உருவாக்குகிறது. இந்த பிளாஸ்மன் அலைவுகள் நானோ துகள்களின் மேற்பரப்புக்கு அருகில் எலக்ட்ரான் நிறைந்த பகுதியை உருவாக்குகின்றன, இது அருகிலுள்ள மூலக்கூறுகளின் எலக்ட்ரான்களைத் தூண்டுவதற்கு பயன்படுத்தப்படலாம். ஒளிச்சேர்க்கை வினையூக்கிகளைப் போலவே, பிளாஸ்மோனிக் வினையூக்கிகளும் அதிர்வு ஆற்றல் பரிமாற்றத்தின் (ஆர். இ. டி) மூலம் தங்கள் கிளர்ச்சி ஆற்றலை எதிர்வினை மூலக்கூறுகளுக்கு மாற்றலாம். ஒளி வினையூக்கிகளைப் போலல்லாமல், பிளாஸ்மோனிக் வினையூக்கிகள் உலோக மேற்பரப்பில் இருந்து முற்றிலும் பிரிந்து செல்ல போதுமான அதிக ஆற்றலைக் கொண்ட சூடான கேரியர் எலக்ட்ரான்களை வெளியிடுவதன் மூலம் எதிர்வினை மூலக்கூறுகளைத் தூண்டலாம். மேற்பரப்பைத் தாக்கும் ஒளியின் அலைநீளம் மற்றும் நானோ துகள்களின் அளவை மாற்றுவதன் மூலம் இந்த சூடான கேரியர் எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றலை மாற்றலாம், இது சூடான எலக்ட்ரான்கள் பல வேறுபட்ட எதிர்வினைகளை ஊக்குவிக்கத் தேவையான கிளர்ச்சி நிலையை எடுக்க அனுமதிக்கிறது. பிளாஸ்மோனிக் வினையூக்கித் துறை இன்னும் அதன் ஆரம்ப கட்டத்தில் இருந்தாலும், பாரம்பரிய ஒளி வினையூக்கிகளை விட பிளாஸ்மன்-செயலில் உள்ள மேற்பரப்பைப் பயன்படுத்துவதில் தெளிவான நன்மைகள் உள்ளன. அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு, புலப்படும் மற்றும் புற ஊதா ஒளியிலிருந்து ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும் திறன் பிளாஸ்மன் மேற்பரப்புகளுக்கு ஒளி வினையூக்கிகளை விட அதிக ஒளி-பிடிப்பு செயல்திறனை அளிக்கிறது, அவை புற ஊதா ஒளியை மட்டுமே பயன்படுத்த முடியும், மேலும் மின்காந்த புலம் மற்றும் உமிழப்படும் எலக்ட்ரான்களின் பெரிய ஆற்றல் வரம்பு இதன் விளைவாக ஏற்படும் வினையூக்கி விளைவுகளை பரவலாகப் பயன்படுத்தக்கூடியதாகவும் மிகவும் ட்யூன் செய்யக்கூடியதாகவும் ஆக்குகிறது. விரிவாகப் பார்த்தால், பிளாஸ்மோனிக் வினையூக்கம் இரண்டு முக்கிய பாதைகள் வழியாக எதிர்வினை விகிதத்தை அதிகரிக்கிறது. இவற்றில் முதலாவது பிளாஸ்மன் அலைவுகளின் போது மின்காந்த புலத்தை உருவாக்குவது ஆகும். இந்த புலம் அதிர்வு ஆற்றல் பரிமாற்றத்தின் மூலம் எதிர்வினைகள் எலக்ட்ரான்களின் கிளர்ச்சி மூலம் எதிர்வினையின் செயல்படுத்தும் ஆற்றலைக் குறைக்கிறது. இது உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட இடைநிலை நிலை உறுதிப்படுத்தலையும் வழங்க முடியும், இது எதிர்வினை விகிதத்தை மேலும் அதிகரிக்கும். இரண்டாவது பாதை சூடான கேரியர் எலக்ட்ரான்/ஃபோனான் ஜோடிகளின் உருவாக்கம் வழியாகும். ஒரு பிளாஸ்மன் உருவாக்கப்படும்போது, சில எலக்ட்ரான்கள் நானோ துகள்களின் எலக்ட்ரான் ஓடுகளிலிருந்து முற்றிலும் விடுபடும் ஆற்றலைக் கொண்டிருக்கலாம். இந்த அதிக உற்சாகமான எலக்ட்ரான்கள் பின்னர் மிக உயர்ந்த ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட மூலக்கூறு சுற்றுப்பாதையில் எதிர்வினை எலக்ட்ரான்களைத் தூண்டலாம் அல்லது மிகக் குறைந்த ஆக்கிரமிக்கப்படாத மூலக்கூறு சுற்றுப்பாதையை நிரப்பலாம், இது மூலக்கூறின் ஆற்றலை உயர்த்துகிறது மற்றும் குறைந்த ஆற்றல் மாற்றம் நிலைக்கு அனுமதிக்கிறது. பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், இந்த சூடான எலக்ட்ரான்கள் தூண்டுவதற்கு ஒரு எதிர்வினை மூலக்கூறைக் கண்டுபிடிக்கவில்லை, அதற்கு பதிலாக ஃபோனானை நிரப்பி தரை நிலை ஆற்றலுக்குத் திரும்புகின்றன. செயல்முறையிலிருந்து அதிகப்படியான ஆற்றல் வெப்ப ஆற்றலாக வெளியிடப்படுகிறது, இது ஒரு உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட வெப்பநிலை அதிகரிப்பை உருவாக்குகிறது, இது எதிர்வினை விகிதத்தையும் அதிகரிக்கும். எடுத்துக்காட்டுகள் தங்க நானோ துகள்களின் மேற்பரப்பைப் பயன்படுத்தும் போது நீரின் ஒளிச்சேர்க்கை மின்னாற்பகுப்பு 66 மடங்கு அதிக செயல்திறன் கொண்டது என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. ஒரு டைட்டானியம் டை ஆக்சைடு ஒளி வினையூக்கி மூலம் மெத்திலீன் நீலத்தின் டெமெத்திலேஷன் விகிதம் வெள்ளி நானோ துகள்கள் முன்னிலையில் ஏழு மடங்கு அதிகரிக்கப்பட்டுள்ளது. கார்பன் மோனாக்சைடு, அம்மோனியா மற்றும் ஆக்ஸிஜன் உள்ளிட்ட பல பொதுவான வாயுக்களின் பிளாஸ்மோனிக் வினையூக்கி ஆக்சிஜனேற்றம் பொதுவாகத் தேவையானதை விட மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையில் நிகழலாம், ஏனெனில் புலப்படும் ஒளியால் தூண்டப்படும்போது பிளாஸ்மோனிக் மேற்பரப்புகளின் வலுவான வினையூக்கி விளைவுகள் காரணமாக. சமீபத்தில் கரிம தொகுப்பு அல்லது சூரிய எரிபொருட்களின் உற்பத்திக்காக கலப்பின பிளாஸ்மோனிக் நானோ பொருட்கள் ஆராயப்படத் தொடங்கின. குறிப்புகள் நானோ தொழில்நுட்ப வினையூக்கம்