एक सामग्री वैज्ञानिक की कल्पना कीजिए जो विशिष्ट प्रकाशीय या इलेक्ट्रॉनिक गुणों वाली एक नई सामग्री की तलाश कर रहा है। परंपरागत रूप से, इसमें हजारों शोध पत्रों को छानना या व्यापक प्रयोगशाला प्रयोग करना शामिल होगा। लेकिन क्या होगा यदि एक व्यापक डेटाबेस होता जो सामग्रियों पर सत्यापित कम्प्यूटेशनल डेटा प्रदान करता - जिसमें क्रिस्टल संरचनाएं, इलेक्ट्रॉनिक गुण और प्रकाशीय विशेषताएं शामिल हैं? मैटेरियल्स प्रोजेक्ट ठीक ऐसा ही एक मंच है, जो शोधकर्ताओं को खोज को तेज करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है। यह लेख डेटाबेस से एक केस स्टडी में तल्लीन है: ऑर्थोरोम्बिक बेरियम क्लोराइड (BaCl₂)।
BaCl₂: एक बहुमुखी रासायनिक यौगिक
बेरियम क्लोराइड (BaCl₂) प्रयोगशाला और औद्योगिक दोनों सेटिंग्स में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला रासायनिक यौगिक है। यह रंगहीन क्रिस्टल के रूप में दिखाई देता है, पानी में अत्यधिक घुलनशील होता है, और मध्यम विषाक्तता प्रदर्शित करता है। सामग्री विज्ञान में, BaCl₂ अन्य बेरियम-आधारित यौगिकों के संश्लेषण के लिए एक अग्रदूत के रूप में कार्य करता है। इसकी अनूठी क्रिस्टल संरचना और प्रकाशीय गुण भी इसे आंतरिक अनुसंधान रुचि का विषय बनाते हैं।
मैटेरियल्स प्रोजेक्ट डेटाबेस में BaCl₂
मैटेरियल्स प्रोजेक्ट डेटाबेस (प्रविष्टि आईडी: mp-23199) BaCl₂ पर विस्तृत कम्प्यूटेशनल डेटा प्रदान करता है, जिसमें इसकी क्रिस्टल संरचना, इलेक्ट्रॉनिक गुण और प्रकाशीय व्यवहार शामिल हैं। नीचे, हम इस प्रविष्टि की प्रमुख विशेषताओं का विश्लेषण करते हैं।
1. क्रिस्टल संरचना
मानक स्थितियों पर, BaCl₂ एक ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल संरचना को अपनाता है जिसमें स्पेस ग्रुप Pnma (62) होता है। इस संरचना में तीन परस्पर लंबवत अक्ष (a, b, c) और विशिष्ट समरूपता संचालन शामिल हैं। यूनिट सेल पैरामीटर हैं:
- a = 4.77 Å
- b = 7.92 Å
- c = 9.52 Å
- कोण (α, β, γ) = 90°
- आयतन = 359.81 ų
डेटाबेस यूनिट सेल के भीतर परमाणुओं के लिए भिन्नात्मक निर्देशांक भी प्रदान करता है:
बेरियम (Ba):
4c Wyckoff स्थिति (¼, 0.248672, 0.882972) पर
क्लोरीन (Cl):
दो 4c स्थितियाँ (¼, 0.028387, 0.170834) और (¾, 0.356327, 0.070447) पर
Wyckoff स्थितियाँ समरूपता-समकक्ष परमाणु स्थलों को दर्शाती हैं। निर्देशांक यूनिट सेल के भीतर प्रत्येक परमाणु के सापेक्ष स्थान का वर्णन करते हैं - उदाहरण के लिए, बेरियम a-अक्ष की लंबाई के एक-चौथाई पर स्थित है।
2. क्रिस्टलोग्राफिक विवरण
- क्रिस्टल प्रणाली: ऑर्थोरोम्बिक
- स्पेस ग्रुप प्रतीक: Pnma
- पॉइंट ग्रुप: mmm
- घनत्व: 3.84 ग्राम/सेमी³
- ऑक्सीकरण अवस्थाएँ: Ba²⁺, Cl⁻
3. समन्वय वातावरण
BaCl₂ में बेरियम आयनों को नौ क्लोरीन परमाणुओं द्वारा समन्वित किया जाता है, जो एक तीन वर्ग-चेहरे-कैप्ड त्रिकोणीय प्रिज्म (TPRS-9 ज्यामिति) बनाते हैं। 1.123 का निरंतर समरूपता माप (CSM) एक आदर्श पॉलीहेड्रॉन के साथ निकट संरेखण को इंगित करता है।
4. इलेक्ट्रॉनिक और प्रकाशीय गुण
- बैंड संरचना: विज़ुअलाइज़ेशन इलेक्ट्रॉन ऊर्जा वितरण दिखाते हैं, जो चालकता और प्रकाश अवशोषण को सूचित करते हैं।
- बैंडगैप: GGA-गणना किया गया बैंडगैप इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों के लिए ऊर्जा सीमा निर्धारित करता है, जो प्रकाशीय अवशोषण श्रेणियों को प्रभावित करता है।
- प्रकाशीय मेट्रिक्स: अवशोषण गुणांक, परावैद्युत कार्य और परावर्तन डेटा विद्युत चुम्बकीय विकिरण के साथ संपर्क की भविष्यवाणी करते हैं।
5. परिवहन गुण
इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों के प्रभावी द्रव्यमान चार्ज वाहक गतिशीलता को मात्राबद्ध करते हैं, कम मान बेहतर चालकता का संकेत देते हैं।
6. अतिरिक्त मेट्रिक्स
- उत्तल पतवार (सिंथेटिक स्थिरता) से ऊपर ऊर्जा
- अनुमानित गलनांक
- संश्लेषण स्थिति (प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित या अनुमानित)
मैटेरियल्स प्रोजेक्ट का मूल्य
यह प्लेटफ़ॉर्म शोधकर्ताओं को सशक्त बनाता है:
- केंद्रीकृत डेटा के माध्यम से सामग्री खोजों में तेजी लाना
- प्रयोगों का मार्गदर्शन करने के लिए संपत्ति भविष्यवाणियां सक्षम करना
- कम्प्यूटेशनल स्क्रीनिंग के माध्यम से उपन्यास सामग्रियों की खोज की सुविधा
निष्कर्ष
मैटेरियल्स प्रोजेक्ट इस बात का उदाहरण है कि कैसे कम्प्यूटेशनल सामग्री विज्ञान अनुसंधान वर्कफ़्लो को बदल सकता है। BaCl₂ की संरचनात्मक और इलेक्ट्रॉनिक प्रोफाइल का विश्लेषण करके, वैज्ञानिक अंतर्दृष्टि प्राप्त करते हैं जिसके लिए अन्यथा व्यापक प्रयोग की आवश्यकता होगी। यह केस स्टडी सामग्री नवाचार को आगे बढ़ाने में डेटाबेस की भूमिका को रेखांकित करता है।