Polyphosphazene
পলিফসফাজেনের মধ্যে রয়েছে পি-এন-পি-এন-পি-এন-এর মেরুদণ্ড সহ বিভিন্ন কঙ্কালের স্থাপত্য সহ সংকর অজৈব-জৈব পলিমারের বিস্তৃত পরিসর। এই সমস্ত উপাদানে প্রতিটি ফসফরাস কেন্দ্রের সাথে দুটি জৈব পার্শ্ব গোষ্ঠী সংযুক্ত থাকে। রৈখিক পলিমারগুলির সূত্র (এন = পিআর1আর2) এন রয়েছে, যেখানে আর1 এবং আর2 জৈব (গ্রাফিক দেখুন)। অন্যান্য স্থাপত্যগুলি হল সাইক্লোলিনিয়ার এবং সাইক্লোম্যাট্রিক্স পলিমার যেখানে ছোট ফসফাজিন বলয়গুলি জৈব শৃঙ্খল একক দ্বারা সংযুক্ত থাকে। অন্যান্য স্থাপত্যগুলি পাওয়া যায়, যেমন ব্লক কপোলিমার, স্টার, ডেনড্রাইটিক বা চিরুনি-ধরনের কাঠামো। বিভিন্ন পার্শ্ব গোষ্ঠী (আর) এবং বিভিন্ন আণবিক কাঠামো সহ 700 টিরও বেশি বিভিন্ন পলিফসফাজেন পরিচিত। এই পলিমারগুলির মধ্যে অনেকগুলি প্রথম হ্যারি আর. অ্যালককের গবেষণা গোষ্ঠীতে সংশ্লেষিত এবং অধ্যয়ন করা হয়েছিল। সংশ্লেষণ পদ্ধতি পলিফসফাজিনের প্রকারের উপর নির্ভর করে। রৈখিক পলিমারের জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত পদ্ধতিটি দুই ধাপের প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে। প্রথম ধাপে, হেক্সাক্লোরোসাইক্লোট্রিফসফাজিন (এন. পি. সি. এল. 2) 3 একটি সিলড সিস্টেমে 250 ডিগ্রি সেলসিয়াসে উত্তপ্ত করা হয় যাতে এটি সাধারণত 15,000 বা তার বেশি পুনরাবৃত্ত একক সহ একটি দীর্ঘ শৃঙ্খল রৈখিক পলিমারে রূপান্তরিত হয়। দ্বিতীয় ধাপে পলিমারের ফসফরাসের সাথে যুক্ত ক্লোরিন পরমাণুগুলি অ্যালকোক্সাইড, অ্যারাইলক্সাইড, অ্যামাইন বা অর্গানোমেটালিক বিকারকগুলির সাথে বিক্রিয়ার মাধ্যমে জৈব গোষ্ঠী দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়। যেহেতু অনেকগুলি ভিন্ন বিকারক এই ম্যাক্রোমোলিকুলার প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করতে পারে, এবং যেহেতু দুই বা ততোধিক বিকারক ব্যবহার করা যেতে পারে, তাই প্রচুর সংখ্যক বিভিন্ন পলিমার তৈরি করা যেতে পারে। ঘনীভবন বিক্রিয়া দ্বারা তৈরি পলি (ডাইক্লোরোফসফাজিন) ব্যবহার করে এই প্রক্রিয়ার বৈচিত্র্য সম্ভব। আরেকটি কৃত্রিম প্রক্রিয়া পূর্ববর্তী হিসাবে সিএল3পিএনএসআইএমই3 ব্যবহার করেঃ এন সিএল3পিএনএসআইএমই3---> [সিএল2পিএন] এন + সিএলএসআইএমই3 কারণ প্রক্রিয়াটি একটি জীবন্ত ক্যাশনিক পলিমারাইজেশন, ব্লক কপোলিমার বা চিরুনি, তারা বা ডেনড্রাইটিক আর্কিটেকচার সম্ভব। অন্যান্য কৃত্রিম পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে জৈব-প্রতিস্থাপিত ফসফোরানাইমিনের ঘনীভবন প্রতিক্রিয়া। ছোট অণু ফসফাজিন বলয়গুলিকে একত্রে সংযুক্ত করে তৈরি সাইক্লোম্যাট্রিক্স ধরনের পলিমারগুলি (এন. পি. সি. এল. 2) 3-এ ক্লোরিন পরমাণুগুলিকে প্রতিস্থাপনের জন্য বিভিন্ন জৈব বিকারক নিয়োগ করে, অথবা অ্যালিল বা ভিনাইল প্রতিস্থাপনের প্রবর্তন করে, যা পরে মুক্ত-র্যাডিকাল পদ্ধতি দ্বারা পলিমারাইজ করা হয়। এই ধরনের পলিমারগুলি আবরণ বা থার্মোসেটিং রজন হিসাবে কার্যকর হতে পারে, যা প্রায়শই তাদের তাপীয় স্থিতিশীলতার জন্য মূল্যবান। বৈশিষ্ট্য এবং ব্যবহার রৈখিক উচ্চ পলিমারের জ্যামিতি ছবিতে দেখানো হয়েছে। 700 টিরও বেশি বিভিন্ন ম্যাক্রোমোলিকুল যা ই গ্রুপ]] বা বিভিন্ন পার্শ্ব গোষ্ঠীর সংমিশ্রণের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। এই পলিমারগুলিতে বৈশিষ্ট্যগুলি মেরুদণ্ডের উচ্চ নমনীয়তা দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়। অন্যান্য সম্ভাব্য আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে রয়েছে বিকিরণ প্রতিরোধ, উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক, অতিবেগুনী এবং দৃশ্যমান স্বচ্ছতা এবং এর অগ্নি প্রতিরোধ। পার্শ্ব গোষ্ঠীগুলি বৈশিষ্ট্যগুলির উপর সমান বা আরও বেশি প্রভাব ফেলে কারণ তারা পলিমারগুলিকে হাইড্রোফোবিসিটি, হাইড্রোফিলিসিটি, রঙ, বায়োরোডিবিলিটির মতো দরকারী জৈবিক বৈশিষ্ট্য বা আয়ন পরিবহন বৈশিষ্ট্যের মতো বৈশিষ্ট্য প্রদান করে। এই পলিমারগুলির প্রতিনিধিত্বমূলক উদাহরণ নীচে দেখানো হয়েছে। থার্মোপ্লাস্টিক্স 1960-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে অ্যালকক, কুগেল এবং ভালান দ্বারা বিচ্ছিন্ন প্রথম স্থিতিশীল থার্মোপ্লাস্টিক পলি (অর্গানোফসফাজেনেস) ছিল ট্রাইফ্লুওরোথক্সি, ফেনোক্সি, মেথক্সি, ইথক্সি বা বিভিন্ন অ্যামিনো পার্শ্ব গোষ্ঠী সহ ম্যাক্রোমোলিকুল। এই প্রাথমিক প্রজাতিগুলির মধ্যে পলি [বিস (ট্রাইফ্লুওরোথোক্সিফসফাজিন), [এনপি (ওসিএইচ2সিএফ3) 2] এন, তার স্ফটিকত্ব, উচ্চ হাইড্রোফোবিসিটি, জৈবিক সামঞ্জস্য, অগ্নি প্রতিরোধ, সাধারণ বিকিরণ স্থায়িত্ব এবং ফিল্ম, মাইক্রোফাইবার এবং ন্যানোফাইবারে জালিয়াতির স্বাচ্ছন্দ্যের কারণে তীব্র গবেষণার বিষয় হিসাবে প্রমাণিত হয়েছে। এটি জৈবিক এজেন্টগুলিকে অচল করার জন্য বিভিন্ন পৃষ্ঠ প্রতিক্রিয়ার জন্য একটি স্তরও হয়েছে। ফেনক্সি বা অ্যামিনো পার্শ্ব গোষ্ঠী সহ পলিমারগুলিও বিস্তারিতভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। ফসফাজিন ইলাস্টোমার রৈখিক পলিফসফেজিনের জন্য প্রথম বড় আকারের বাণিজ্যিক ব্যবহার ছিল উচ্চ প্রযুক্তির ইলাস্টোমারের ক্ষেত্রে, যার একটি সাধারণ উদাহরণ ট্রাইফ্লুওরোথোক্সি এবং দীর্ঘ চেইন ফ্লুরোআলকোক্সি গ্রুপের সংমিশ্রণ ধারণ করে। দুটি ভিন্ন পার্শ্ব গোষ্ঠীর মিশ্রণ একক-বিকল্প পলিমারগুলিতে পাওয়া স্ফটিকত্বকে দূর করে এবং সহজাত নমনীয়তা এবং স্থিতিস্থাপকতা প্রকাশ করতে দেয়। - 60 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত কম গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা অর্জনযোগ্য, এবং তেল-প্রতিরোধ এবং হাইড্রোফোবিসিটির মতো বৈশিষ্ট্যগুলি স্থল যানবাহন এবং মহাকাশ উপাদানগুলিতে তাদের উপযোগিতার জন্য দায়ী। এগুলি বায়োস্টেবল বায়োমেডিকাল ডিভাইসেও ব্যবহার করা হয়েছে। অন্যান্য পার্শ্ব গোষ্ঠী, যেমন নন-ফ্লুরিনেটেড অ্যালকোক্সি বা অলিগো-অ্যালকাইল ইথার ইউনিট,-100 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে 100 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত বিস্তৃত পরিসরে কাচের রূপান্তর সহ হাইড্রোফিলিক বা হাইড্রোফোবিক ইলাস্টোমার উত্পাদন করে। দুটি ভিন্ন অ্যারিলোক্সি পার্শ্ব গোষ্ঠী সহ পলিমারগুলি অগ্নি-প্রতিরোধের পাশাপাশি তাপ এবং শব্দ নিরোধক প্রয়োগের জন্য ইলাস্টোমার হিসাবেও তৈরি করা হয়েছে। পলিমার ইলেক্ট্রোলাইট অলিগো-ইথাইলিনঅক্সি পার্শ্ব শৃঙ্খল সহ রৈখিক পলিফসফাজেন হল মাড়ি যা লিথিয়াম ট্রাইফ্লেটের মতো লবণের জন্য ভাল দ্রাবক। এই সমাধানগুলি লিথিয়াম আয়ন পরিবহনের জন্য তড়িৎবিশ্লেষ্য হিসাবে কাজ করে এবং এগুলি অগ্নি-প্রতিরোধী রিচার্জেবল লিথিয়াম-আয়ন পলিমার ব্যাটারিতে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছিল। রঙ-সংবেদনশীল সৌর কোষে তড়িৎবিশ্লেষ্যের মতো একই পলিমারগুলিও আগ্রহের বিষয়। সালফোনেটেড অ্যারিলক্সি পার্শ্ব গোষ্ঠী সহ অন্যান্য পলিফসফাজেনগুলি প্রোটন বিনিময় ঝিল্লি জ্বালানী কোষের ঝিল্লিতে ব্যবহারের জন্য আগ্রহের প্রোটন পরিবাহী। হাইড্রোজেল জল-দ্রবণীয় পলি (অর্গানোফসফাজেনেস) অলিগো-ইথাইলিনক্সি পার্শ্ব শৃঙ্খল সহ গামা-বিকিরণ দ্বারা ক্রস-লিঙ্ক করা যেতে পারে। ক্রস-লিঙ্কযুক্ত পলিমারগুলি জল শোষণ করে হাইড্রোজেল গঠন করে, যা তাপমাত্রার পরিবর্তনের প্রতি প্রতিক্রিয়াশীল, একটি সমালোচনামূলক দ্রবণ তাপমাত্রার নিচে ক্রস-লিঙ্ক ঘনত্ব দ্বারা সংজ্ঞায়িত সীমাতে প্রসারিত হয়, তবে সেই তাপমাত্রার উপরে সংকুচিত হয়। এটি নিয়ন্ত্রিত ব্যাপ্তিযোগ্য ঝিল্লির ভিত্তি। অলিগো-ইথাইলিনঅক্সি এবং কার্বক্সিফেনোক্সি উভয় পার্শ্ব গোষ্ঠীর অন্যান্য পলিমারগুলি মনোভালেন্ট ক্যাশনগুলির উপস্থিতিতে প্রসারিত হয় তবে ডি-বা ট্রাই-ভ্যালেন্ট ক্যাশনগুলির উপস্থিতিতে সংকুচিত হয়, যা আয়নিক ক্রস-লিঙ্ক তৈরি করে। ফসফাজিন হাইড্রোজেলগুলি নিয়ন্ত্রিত ড্রাগ রিলিজ এবং অন্যান্য চিকিৎসা প্রয়োগের জন্য ব্যবহার করা হয়েছে। বায়ো-এরোডিবল পলিফসফেজিন পলিফসফেজিন চেইনের সাথে বিভিন্ন পার্শ্ব গোষ্ঠীর সংযোগের মাধ্যমে বৈশিষ্ট্যগুলি নিয়ন্ত্রণ এবং সূক্ষ্ম-সুর করা যেতে পারে যা এই পলিমারগুলি ব্যবহার করে বায়োমেডিকাল উপকরণের চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলার জন্য বড় প্রচেষ্টাকে প্ররোচিত করেছে। বিভিন্ন পলিমারকে ম্যাক্রোমোলিকুলার ড্রাগ বাহক হিসাবে, ওষুধের নিয়ন্ত্রিত সরবরাহের জন্য ঝিল্লি হিসাবে, বায়োস্টেবল ইলাস্টোমার হিসাবে এবং বিশেষত জীবিত হাড়ের পুনরুজ্জীবনের জন্য উপযুক্ত বায়ো-এরোডিবল উপকরণ হিসাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। এই শেষ প্রয়োগের একটি সুবিধা হল যে পলি (ডাইক্লোরোফসফাজিন) অ্যামিনো অ্যাসিড ইথাইল এস্টার (যেমন ইথাইল গ্লাইসিনেট বা অন্যান্য অসংখ্য অ্যামিনো অ্যাসিডের সংশ্লিষ্ট ইথাইল এস্টার)-এর সাথে অ্যামিনো টার্মিনাসের মাধ্যমে অ্যামিনো অ্যাসিড এস্টার পার্শ্ব গোষ্ঠীর সাথে পলিফসফাজেন গঠন করে। এই পলিমারগুলি অ্যামিনো অ্যাসিড, ইথানল, ফসফেট এবং অ্যামোনিয়াম আয়ন-এর প্রায়-নিরপেক্ষ, পিএইচ-বাফার দ্রবণে ধীরে ধীরে হাইড্রোলাইজ হয়। হাইড্রোলাইসিসের গতি অ্যামিনো অ্যাসিড এস্টার-এর উপর নির্ভর করে, যার অর্ধ-জীবন অ্যামিনো অ্যাসিড এস্টার-এর কাঠামোর উপর নির্ভর করে সপ্তাহ থেকে মাস পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়। এই পলিমারগুলির ন্যানোফাইবার এবং ছিদ্রযুক্ত গঠনগুলি অস্টিওব্লাস্ট প্রতিলিপিতে সহায়তা করে এবং প্রাণী মডেল গবেষণায় হাড়ের মেরামতকে ত্বরান্বিত করে। বাণিজ্যিক দিক পলিফসফাজেনের জন্য কোনও অ্যাপ্লিকেশন বাণিজ্যিকীকরণ করা হয় না। চক্রাকার ট্রিমার হেক্সাক্লোরোফসফাজিন ((এন. পি. সি. এল. 2) 3) বাণিজ্যিকভাবে পাওয়া যায়। এটি বেশিরভাগ বাণিজ্যিক উন্নয়নের সূচনা বিন্দু। পিএন-এফ বা আইপেল-এফ নামে পরিচিত উচ্চ কার্যকারিতা সম্পন্ন ইলাস্টোমারগুলি সীল, ও-রিং এবং দাঁতের যন্ত্রের জন্য তৈরি করা হয়েছে। তাপ এবং শব্দ নিরোধক জন্য একটি অগ্নি প্রতিরোধী প্রসারিত ফেনা হিসাবে একটি অ্যারিলোক্সি-প্রতিস্থাপিত পলিমারও তৈরি করা হয়েছে। পেটেন্ট সাহিত্যে অগ্নি প্রতিরোধী সার্কিট বোর্ড এবং সম্পর্কিত প্রয়োগের জন্য ক্রস-লিঙ্কযুক্ত রজনগুলিতে অন্তর্ভুক্ত চক্রাকার ট্রাইমেরিক ফসফাজেন থেকে প্রাপ্ত সাইক্লোম্যাট্রিক্স পলিমারগুলির অনেক উল্লেখ রয়েছে। তথ্যসূত্র আরও তথ্য অজৈব পলিমার ফসফাজেনেস