शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स एंड प्रिसिजन मशीनरी (एसआईपीएम) ने एल्युमीनियम फॉस्फेट ग्लास की संरचना और गुणों के अध्ययन में प्रगति की है

हाल ही में, हाई पावर लेजर यूनिट टेक्नोलॉजी प्रयोगशाला, शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स एंड प्रिसिजन मशीनरी (एसआईपीएम), चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज (सीएएस) के शोधकर्ता लिली हू की एक टीम ने प्रयोगों, आणविक गतिशीलता सिमुलेशन और मात्रात्मक संयोजन को मिलाकर एक विधि अपनाई है। एल्यूमीनियम फॉस्फेट ग्लास का अध्ययन करने के लिए संरचना-संपत्ति संबंध (क्यूएसपीआर) विश्लेषण, और संबंधित शोध परिणाम अमेरिकन सिरेमिक सोसायटी के जर्नल ऑफ द अमेरिकन सिरेमिक जर्नल में प्रकाशित किए गए हैं।)
वर्तमान में, एल्यूमीनियम फॉस्फेट ग्लास में बायोमेडिकल सामग्री, ऑप्टिकल घटकों, सीलिंग सामग्री और परमाणु अपशिष्ट इलाज सहित कई क्षेत्रों में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। प्रयोगात्मक तकनीकों के माध्यम से एल्यूमीनियम फॉस्फेट ग्लास की छोटी दूरी की संरचना का अधिक अध्ययन किया गया है, लेकिन इसके गुणों और मध्यम दूरी की संरचना के बीच संबंध अभी भी स्पष्ट नहीं है। और आणविक गतिशीलता सिमुलेशन अध्ययन के लिए एक प्रभावी उपकरण बन गया है, जो कांच के गुणों की संरचनात्मक उत्पत्ति को प्रकट करने में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहा है।
इस अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने एल्यूमीनियम फॉस्फेट ग्लास की छोटी दूरी और मध्य दूरी की संरचनाओं पर Al2O3 के प्रभाव की जांच करने के लिए प्रयोगात्मक और आणविक गतिशीलता सिमुलेशन विधियों को जोड़ा, और क्यूएसपीआर विधि द्वारा उनके संरचनात्मक गुणों का मॉडल तैयार किया। सिमुलेशन की सटीकता को रमन, सिंक्रोट्रॉन विकिरण और अन्य प्रयोगात्मक परिणामों द्वारा सत्यापित किया गया था। सिमुलेशन परिणाम बताते हैं कि ग्लास नेटवर्क में मौजूद पीओपी बॉन्ड को धीरे-धीरे Al2O3 सामग्री के परिवर्तन के साथ PO-Al बॉन्ड द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जो ग्लास गुणों के परिवर्तन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इस बीच, एल्यूमीनियम फॉस्फेट ग्लास में लंबी श्रृंखलाएं चक्रीय संरचनाएं बनाने के लिए प्रवृत्त होती हैं और 4- से 20-सदस्यीय छल्लों में केंद्रित होती हैं। इसके अलावा, क्यूएसपीआर को मॉडल करने के लिए तीन अलग-अलग संरचनात्मक डिस्क्रिप्टर का उपयोग किया जाता है और सिमुलेशन परिणामों के साथ प्रयोगात्मक डेटा को सफलतापूर्वक सहसंबंधित किया जाता है, जो अच्छे मॉडल की भविष्यवाणी दिखाता है। यह विधि कांच के गुणों की भविष्यवाणी करने और कांच के घटकों को डिजाइन करने के लिए नए विचार प्रदान करती है।
एल्यूमीनियम फॉस्फेट ग्लास की संरचना और गुणों के अध्ययन में शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स की प्रगति
चित्र 1 संरचनात्मक इनपुट के रूप में (ए) समन्वय संख्या (सीएन), (बी) क्यूएन, और (सी) एल्यूमीनियम फॉस्फेट ग्लास के रिंग आकार का उपयोग करके स्थापित मात्रात्मक संरचना-संपत्ति संबंध मॉडल। बाएं से दाएं, संरचना विवरणक एफनेट को क्रमशः प्रयोगात्मक घनत्व, कठोरता, ग्लास संक्रमण तापमान और थर्मल विस्तार के गुणांक के एक फ़ंक्शन के रूप में दिखाया गया है।