ভেজানোর প্রভাব, প্রয়োজনীয়তা: এইচএলবি: ৭-৯
সিক্তকরণকে এমন একটি ঘটনা হিসেবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যেখানে কোনো কঠিন পৃষ্ঠে শোষিত গ্যাস একটি তরল দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়। যে সকল পদার্থ এই প্রতিস্থাপন ক্ষমতা বাড়াতে পারে, তাদেরকে সিক্তকরণ এজেন্ট বলা হয়। সিক্তকরণকে সাধারণত তিন প্রকারে ভাগ করা হয়: সংস্পর্শ সিক্তকরণ (আঠালো সিক্তকরণ), নিমজ্জন সিক্তকরণ (নিমজ্জিত সিক্তকরণ), এবং প্রসারণ সিক্তকরণ (ছড়িয়ে পড়া সিক্তকরণ)। এদের মধ্যে, ছড়িয়ে পড়া সিক্তকরণের সর্বোচ্চ মানকে প্রতিনিধিত্ব করে এবং বিভিন্ন সিস্টেমের মধ্যে সিক্তকরণের কার্যকারিতা মূল্যায়নের জন্য প্রসারণ সহগ প্রায়শই একটি সূচক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এছাড়াও, সংস্পর্শ কোণও সিক্তকরণের গুণমান বিচার করার একটি মাপকাঠি। তরল এবং কঠিন দশার মধ্যে সিক্তকরণের মাত্রা নিয়ন্ত্রণ করতে সারফ্যাক্ট্যান্ট ব্যবহার করা যেতে পারে।
কীটনাশক শিল্পে, কিছু দানাদার ফর্মুলেশন এবং গুঁড়ো কীটনাশকেও নির্দিষ্ট পরিমাণে সারফ্যাক্ট্যান্ট থাকে। এগুলোর উদ্দেশ্য হলো লক্ষ্য পৃষ্ঠে কীটনাশকের আসঞ্জন ও জমার পরিমাণ উন্নত করা, নিঃসরণের হার ত্বরান্বিত করা এবং আর্দ্র অবস্থায় সক্রিয় উপাদানগুলোর ছড়িয়ে পড়ার এলাকা প্রসারিত করা, যার ফলে রোগ প্রতিরোধ ও চিকিৎসার কার্যকারিতা বৃদ্ধি পায়।
প্রসাধনী শিল্পে, সারফ্যাক্ট্যান্ট ইমালসিফায়ার হিসেবে কাজ করে এবং ক্রিম, লোশন, ফেসিয়াল ক্লিনজার ও মেকআপ রিমুভারের মতো ত্বকের যত্নের পণ্যগুলিতে এটি একটি অপরিহার্য উপাদান।
মাইসেল এবং দ্রবণীকরণ,প্রয়োজনীয়তা: C > CMC (HLB ১৩–১৮)
সর্বনিম্ন ঘনত্ব যেখানে সারফ্যাক্ট্যান্ট অণুগুলো একত্রিত হয়ে মাইসেল গঠন করে। যখন ঘনত্ব CMC মান অতিক্রম করে, তখন সারফ্যাক্ট্যান্ট অণুগুলো গোলাকার, দণ্ডাকার, স্তরীভূত বা পাতের মতো কাঠামোতে বিন্যস্ত হয়।
দ্রবণীয়করণ সিস্টেমগুলো হলো তাপগতিবিদ্যার সাম্যাবস্থায় থাকা সিস্টেম। ক্রিটিক্যাল মাইসেল কনসেন্ট্রেশন (CMC) যত কম এবং সংযুক্তির মাত্রা যত বেশি হয়, সর্বোচ্চ অ্যাডিটিভ কনসেন্ট্রেশন (MAC) তত বেশি হয়। দ্রবণীয়করণের উপর তাপমাত্রার প্রভাব তিনটি দিক থেকে প্রতিফলিত হয়: এটি মাইসেল গঠন, দ্রবীভূত পদার্থের দ্রবণীয়তা এবং সারফ্যাক্ট্যান্টের নিজস্ব দ্রবণীয়তাকে প্রভাবিত করে। আয়নীয় সারফ্যাক্ট্যান্টের ক্ষেত্রে, তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে এদের দ্রবণীয়তা দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং যে তাপমাত্রায় এই আকস্মিক বৃদ্ধি ঘটে, তাকে ক্রাফট পয়েন্ট বলা হয়। ক্রাফট পয়েন্ট যত বেশি হয়, ক্রিটিক্যাল মাইসেল কনসেন্ট্রেশন তত কম হয়।
পলিঅক্সিইথিলিন নন-আয়নিক সারফ্যাক্ট্যান্টের ক্ষেত্রে, তাপমাত্রা একটি নির্দিষ্ট স্তরে পৌঁছালে এদের দ্রবণীয়তা দ্রুত কমে যায় এবং অধঃক্ষেপ সৃষ্টি হয়, যার ফলে দ্রবণটি ঘোলা হয়ে যায়। এই ঘটনাটি ক্লাউডিং বা ঘোলাটে হওয়া নামে পরিচিত এবং এর সংশ্লিষ্ট তাপমাত্রাকে ক্লাউড পয়েন্ট বলা হয়। একই পলিঅক্সিইথিলিন চেইন দৈর্ঘ্যের সারফ্যাক্ট্যান্টের ক্ষেত্রে, হাইড্রোকার্বন চেইন যত দীর্ঘ হয়, ক্লাউড পয়েন্ট তত কম হয়; বিপরীতভাবে, একই হাইড্রোকার্বন চেইন দৈর্ঘ্যের ক্ষেত্রে, পলিঅক্সিইথিলিন চেইন যত দীর্ঘ হয়, ক্লাউড পয়েন্ট তত বেশি হয়।
অমেরু জৈব পদার্থ (যেমন, বেনজিন) পানিতে খুব কম দ্রবণীয়। তবে, সোডিয়াম ওলিয়েটের মতো সারফ্যাক্ট্যান্ট যোগ করলে পানিতে বেনজিনের দ্রবণীয়তা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেতে পারে—এই প্রক্রিয়াকে দ্রাবণায়ন বলা হয়। দ্রাবণায়ন সাধারণ দ্রবীভূতকরণ থেকে ভিন্ন: দ্রবীভূত বেনজিন পানির অণুতে সুষমভাবে ছড়িয়ে না থেকে ওলিয়েট আয়ন দ্বারা গঠিত মাইসেলের মধ্যে আটকা পড়ে। এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন গবেষণায় নিশ্চিত হওয়া গেছে যে, দ্রাবণায়নের পর সব ধরনের মাইসেল বিভিন্ন মাত্রায় প্রসারিত হয়, কিন্তু সামগ্রিক দ্রবণের কলিগেটিভ ধর্মাবলি মূলত অপরিবর্তিত থাকে।
জলে সারফ্যাক্ট্যান্টের ঘনত্ব বাড়ার সাথে সাথে, সারফ্যাক্ট্যান্ট অণুগুলো তরলের পৃষ্ঠে জমা হয়ে একটি নিবিড়ভাবে সজ্জিত, বিন্যস্ত একক-আণবিক স্তর তৈরি করে। মূল দশায় থাকা অতিরিক্ত অণুগুলো তাদের হাইড্রোফোবিক গ্রুপগুলো ভেতরের দিকে মুখ করে একত্রিত হয়ে মাইসেল গঠন করে। মাইসেল গঠন শুরু করার জন্য প্রয়োজনীয় সর্বনিম্ন ঘনত্বকে ক্রান্তীয় মাইসেল ঘনত্ব (CMC) বলা হয়। এই ঘনত্বে, দ্রবণটি তার আদর্শ আচরণ থেকে বিচ্যুত হয় এবং পৃষ্ঠটান বনাম ঘনত্ব লেখচিত্রে একটি সুস্পষ্ট বাঁক বিন্দু দেখা যায়। সারফ্যাক্ট্যান্টের ঘনত্ব আরও বাড়ালে তা আর পৃষ্ঠটান কমায় না; বরং এটি মূল দশায় মাইসেলের ক্রমাগত বৃদ্ধি ও সংখ্যাবৃদ্ধি ত্বরান্বিত করে।
যখন সারফ্যাক্ট্যান্ট অণুসমূহ কোনো দ্রবণে ছড়িয়ে পড়ে এবং একটি নির্দিষ্ট ঘনত্বের সীমায় পৌঁছায়, তখন তারা স্বতন্ত্র মনোমার (আয়ন বা অণু) থেকে একত্রিত হয়ে মাইসেল নামক কলয়েডীয় সমষ্টি গঠন করে। এই রূপান্তরটি দ্রবণের ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যে আকস্মিক পরিবর্তন ঘটায় এবং যে ঘনত্বে এটি ঘটে, তাকেই সিএমসি (CMC) বলা হয়। মাইসেল গঠনের এই প্রক্রিয়াকে মাইসেলাইজেশন বলা হয়।
জলীয় সারফ্যাক্ট্যান্ট দ্রবণে মাইসেল গঠন একটি ঘনত্ব-নির্ভর প্রক্রিয়া। অত্যন্ত লঘু দ্রবণে, জল এবং বায়ু প্রায় সরাসরি সংস্পর্শে থাকে, তাই পৃষ্ঠটান সামান্যই হ্রাস পায় এবং বিশুদ্ধ জলের পৃষ্ঠটানের কাছাকাছি থাকে, যেখানে মূল দশায় খুব কম সংখ্যক সারফ্যাক্ট্যান্ট অণু ছড়িয়ে থাকে। সারফ্যাক্ট্যান্টের ঘনত্ব মাঝারিভাবে বাড়ার সাথে সাথে, অণুগুলো দ্রুত জলের পৃষ্ঠে অধিশোষিত হয়, যা জল ও বায়ুর মধ্যে সংস্পর্শের ক্ষেত্রফল কমিয়ে দেয় এবং পৃষ্ঠটানে তীব্র পতন ঘটায়। একই সময়ে, মূল দশায় থাকা কিছু সারফ্যাক্ট্যান্ট অণু তাদের হাইড্রোফোবিক গ্রুপগুলোকে সারিবদ্ধ করে একত্রিত হয়ে ছোট মাইসেল গঠন করে।
ঘনত্ব ক্রমাগত বাড়তে থাকলে এবং দ্রবণটি সম্পৃক্ত অধিশোষণে পৌঁছালে, তরলের পৃষ্ঠে একটি ঘনসন্নিবিষ্ট একক-আণবিক স্তর গঠিত হয়। যখন ঘনত্ব CMC-তে পৌঁছায়, তখন দ্রবণটির পৃষ্ঠটান তার সর্বনিম্ন মানে পৌঁছায়। CMC-এর পর, সারফ্যাক্ট্যান্টের ঘনত্ব আরও বাড়ালে তা পৃষ্ঠটানকে প্রায় প্রভাবিত করে না; বরং, এটি মূল দশায় মাইসেলের সংখ্যা ও আকার বৃদ্ধি করে। তখন দ্রবণটিতে মাইসেলের প্রাধান্য থাকে, যা ন্যানোপাউডার সংশ্লেষণে ক্ষুদ্র-বিক্রিয়ক হিসেবে কাজ করে। ঘনত্ব ক্রমাগত বাড়ার সাথে সাথে, সিস্টেমটি ধীরে ধীরে একটি তরল স্ফটিক দশায় রূপান্তরিত হয়।
যখন একটি জলীয় সারফ্যাক্ট্যান্ট দ্রবণের ঘনত্ব CMC-তে পৌঁছায়, তখন ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে মাইসেলের গঠন সুস্পষ্ট হয়ে ওঠে। এর বৈশিষ্ট্য হলো পৃষ্ঠটান বনাম লগ ঘনত্ব লেখচিত্রে (γ–log c লেখচিত্র) একটি ইনফ্লেকশন পয়েন্ট দেখা যায় এবং এর সাথে দ্রবণে অনাদর্শ ভৌত ও রাসায়নিক ধর্মের উদ্ভব ঘটে।
আয়নিক সারফ্যাক্ট্যান্ট মাইসেলগুলিতে উচ্চ পৃষ্ঠ চার্জ থাকে। স্থিরবৈদ্যুতিক আকর্ষণের কারণে, বিপরীত আয়নগুলি মাইসেলের পৃষ্ঠের দিকে আকৃষ্ট হয়, যা ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক চার্জের একটি অংশকে প্রশমিত করে। তবে, মাইসেলগুলি যখন উচ্চ চার্জযুক্ত কাঠামো গঠন করে, তখন বিপরীত আয়ন দ্বারা গঠিত আয়নিক পরিমণ্ডলের প্রতিরোধক শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়—এই বৈশিষ্ট্যটি ন্যানোপাউডারের বিচ্ছুরণযোগ্যতা সামঞ্জস্য করার জন্য কাজে লাগানো যেতে পারে। এই দুটি কারণে, CMC অতিক্রম করার পর ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে দ্রবণের সমতুল্য পরিবাহিতা দ্রুত হ্রাস পায়, যা এই বিন্দুটিকে সারফ্যাক্ট্যান্টের সংকট মাইসেল ঘনত্ব নির্ধারণের জন্য একটি নির্ভরযোগ্য পদ্ধতিতে পরিণত করে।
আয়নিক সারফ্যাক্ট্যান্ট মাইসেলের গঠন সাধারণত গোলাকার হয় এবং এটি তিনটি অংশ নিয়ে গঠিত: একটি কোর, একটি শেল এবং একটি ডিফিউজ ইলেকট্রিক ডাবল লেয়ার। কোরটি তরল হাইড্রোকার্বনের মতো হাইড্রোফোবিক হাইড্রোকার্বন চেইন দ্বারা গঠিত, যার ব্যাস প্রায় ১ থেকে ২.৮ ন্যানোমিটার পর্যন্ত হয়ে থাকে। পোলার হেড গ্রুপের সংলগ্ন মিথিলিন গ্রুপ (-CH₂-) আংশিক পোলারিটি প্রদর্শন করে, যা কোরের চারপাশে কিছু জলের অণু ধরে রাখে। এইভাবে, মাইসেল কোরে থাকেএতে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে আবদ্ধ পানি থাকে এবং এই -CH₂- গ্রুপগুলো তরল-সদৃশ হাইড্রোকার্বন কোরের সাথে সম্পূর্ণরূপে একীভূত না হয়ে বরং অ-তরল মাইসেল শেলের অংশ গঠন করে।
মাইসেল শেল মাইসেল-ওয়াটার ইন্টারফেস বা সারফেস ফেজ নামেও পরিচিত। এটি মাইসেল ও জলের মধ্যকার ম্যাক্রোস্কোপিক ইন্টারফেসকে বোঝায় না, বরং মাইসেল এবং মনোমেরিক জলীয় সারফ্যাক্ট্যান্ট দ্রবণের মধ্যবর্তী অঞ্চলকে বোঝায়। আয়নিক সারফ্যাক্ট্যান্ট মাইসেলের ক্ষেত্রে, শেলটি ইলেকট্রিক ডাবল লেয়ারের সবচেয়ে ভেতরের স্টার্ন লেয়ার (বা ফিক্সড অ্যাডসর্পশন লেয়ার) দ্বারা গঠিত হয়, যার পুরুত্ব প্রায় ০.২ থেকে ০.৩ ন্যানোমিটার। শেলটিতে কেবল সারফ্যাক্ট্যান্টের আয়নিক হেড গ্রুপ এবং আবদ্ধ কাউন্টারআয়নের একটি অংশই থাকে না, বরং এই আয়নগুলোর হাইড্রেশনের কারণে একটি হাইড্রেশন লেয়ারও থাকে। মাইসেল শেল কোনো মসৃণ পৃষ্ঠ নয়, বরং এটি একটি "অমসৃণ" ইন্টারফেস, যা সারফ্যাক্ট্যান্ট মনোমার অণুগুলোর তাপীয় গতির কারণে সৃষ্ট ফ্লাকচুয়েশনের ফল।
অ-জলীয় (তেল-ভিত্তিক) মাধ্যমে, যেখানে তেলের অণুর প্রাধান্য থাকে, সেখানে সারফ্যাক্ট্যান্টের হাইড্রোফিলিক গ্রুপগুলো ভেতরের দিকে একত্রিত হয়ে একটি পোলার কোর গঠন করে, এবং হাইড্রোফোবিক হাইড্রোকার্বন চেইনগুলো মাইসেলের বাইরের আবরণ তৈরি করে। প্রচলিত জলীয় মাইসেলের তুলনায় এই ধরনের মাইসেলের গঠন বিপরীত হয় এবং তাই একে রিভার্স মাইসেল বলা হয়; এর বিপরীতে, জলে গঠিত মাইসেলকে নরমাল মাইসেল বলা হয়। চিত্র ৪-এ অ-জলীয় দ্রবণে সারফ্যাক্ট্যান্ট দ্বারা গঠিত রিভার্স মাইসেলের একটি পরিকল্পিত মডেল দেখানো হয়েছে। সাম্প্রতিক বছরগুলোতে, রিভার্স মাইসেল ন্যানোস্কেল ড্রাগ ক্যারিয়ারের সংশ্লেষণ ও প্রস্তুতিতে, বিশেষ করে হাইড্রোফিলিক ড্রাগের এনক্যাপসুলেশনের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে।
পোস্ট করার সময়: ২৬-ডিসেম্বর-২০২৫