Particle deposition
কণা জমা হ 'ল পৃষ্ঠের সাথে কণার স্বতঃস্ফূর্ত সংযুক্তি। প্রশ্নযুক্ত কণাগুলি সাধারণত কোলয়েডাল কণা, যেখানে জড়িত পৃষ্ঠগুলি সমতল, বাঁকা হতে পারে বা জমা হওয়া কণাগুলির (যেমন, বালির দানা) তুলনায় আকারে অনেক বড় কণাকে উপস্থাপন করতে পারে। উপযুক্ত হাইড্রোডায়নামিক প্রবাহ পরিস্থিতি এবং অনুকূল কণা-পৃষ্ঠ মিথস্ক্রিয়া দ্বারা জমা প্রক্রিয়া শুরু হতে পারে। জমা হওয়া কণাগুলি কেবল একটি মনোলেয়ার তৈরি করতে পারে যা অতিরিক্ত কণার জমাটিকে আরও বাধা দেয় এবং এর ফলে একটি পৃষ্ঠ অবরুদ্ধকরণকে বোঝায়। প্রাথমিকভাবে সংযুক্ত কণাগুলি আরও কণা জমা করার জন্য বীজ হিসাবেও কাজ করতে পারে, যা ঘন কণা জমা হওয়ার দিকে পরিচালিত করে এবং এই প্রক্রিয়াকে পৃষ্ঠ পাকা বা ফাউলিং বলা হয়। যদিও জমা প্রক্রিয়া সাধারণত অপরিবর্তনীয়, প্রাথমিকভাবে জমা হওয়া কণাগুলিও বিচ্ছিন্ন হতে পারে। পরবর্তী প্রক্রিয়াটি কণা মুক্তি হিসাবে পরিচিত এবং প্রায়শই উপযুক্ত রাসায়নিক সংযোজন বা প্রবাহের অবস্থার পরিবর্তনের দ্বারা উদ্ভূত হয়। অণুজীবগুলি কোলয়েডাল কণার মতো একইভাবে পৃষ্ঠে জমা হতে পারে। যখন প্রোটিন, পলিমার বা পলিলেক্ট্রোলাইটের মতো ম্যাক্রোমোলিকুলগুলি পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত হয়, তখন এই প্রক্রিয়াটিকে শোষণ বলা হয়। যদিও ম্যাক্রোমোলিকুলের শোষণ মূলত কণা নিক্ষেপণের অনুরূপ, ম্যাক্রোমোলিকুলগুলি শোষণের সময় যথেষ্ট পরিমাণে বিকৃত হতে পারে। বর্তমান নিবন্ধটি মূলত তরল থেকে কণা জমা নিয়ে কাজ করে, তবে একই ধরনের প্রক্রিয়া ঘটে যখন গ্যাস পর্যায় থেকে অ্যারোসল বা ধুলো জমা হয়। প্রাথমিক পর্যায়ে একটি কণা শান্ত অবস্থায় একটি পৃষ্ঠে ছড়িয়ে পড়তে পারে, তবে একটি পুরু অবক্ষয় স্তর বিকশিত হওয়ার কারণে এই প্রক্রিয়াটি অকার্যকর, যার ফলে জমাটি ধীরে ধীরে ধীর হয়ে যায়। যখন কণা জমা কার্যকর হয়, তখন এটি প্রায় একচেটিয়াভাবে প্রবাহের অধীনে একটি সিস্টেমে অগ্রসর হয়। এই ধরনের পরিস্থিতিতে, হাইড্রোডায়নামিক প্রবাহ কণাগুলিকে পৃষ্ঠের কাছাকাছি নিয়ে যাবে। একবার একটি কণা পৃষ্ঠের কাছাকাছি অবস্থিত হলে, এটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে সংযুক্ত হবে, যখন কণা-পৃষ্ঠের মিথস্ক্রিয়া আকর্ষণীয় হবে। এই পরিস্থিতিতে, একটি অনুকূল জমা অবস্থার উল্লেখ করে। যখন মিথস্ক্রিয়াটি বৃহত্তর দূরত্বে বিকর্ষণশীল হয়, তবে স্বল্প দূরত্বে আকর্ষণীয় হয়, তখনও জমা হবে তবে এটি ধীর হয়ে যাবে। একটি এখানে প্রতিকূল জমা অবস্থার কথা উল্লেখ করে। জমা প্রক্রিয়ার প্রাথমিক পর্যায়গুলি হারের সমীকরণ দিয়ে বর্ণনা করা যেতে পারে যেখানে; জমা হওয়া কণাগুলির সংখ্যার ঘনত্ব, সময়, কণা সংখ্যার ঘনত্ব এবং জমা হারের গুণাঙ্ক। হার সহগ নির্ভর করে প্রবাহের বেগ, প্রবাহের জ্যামিতি এবং স্তরটির সাথে জমা হওয়া কণার মিথস্ক্রিয়া সম্ভাবনার উপর। অনেক পরিস্থিতিতে, এই সম্ভাব্যতা আকর্ষণীয় ভ্যান ডার ওয়াল বল এবং বিকর্ষণকারী বৈদ্যুতিক দ্বিস্তরীয় বলের একটি সুপারপজিশন দ্বারা আনুমানিক করা যেতে পারে এবং ডিএলভিও তত্ত্ব দ্বারা বর্ণনা করা যেতে পারে। যখন কণাগুলির চার্জ সাবস্ট্রেটের মতো একই চিহ্নের হয়, তখন জমা উচ্চ লবণের স্তরে অনুকূল হবে, যখন এটি নিম্ন লবণের স্তরে প্রতিকূল হবে। যখন কণাগুলির আধান স্তর হিসাবে বিপরীত চিহ্নের হয়, তখন জমা সমস্ত লবণের মাত্রার জন্য অনুকূল হয় এবং আকর্ষণীয় তড়িৎস্থায়ী দ্বিস্তরীয় শক্তির কারণে লবণের মাত্রা হ্রাসের সাথে নিক্ষেপণের হারের একটি ছোট বৃদ্ধি লক্ষ্য করা যায়। জমা প্রক্রিয়ার প্রাথমিক পর্যায়গুলি কণার হেটেরোঅ্যাগ্রিগেশনের প্রাথমিক পর্যায়ের সাথে তুলনামূলকভাবে সাদৃশ্যপূর্ণ, যেখানে একটি কণা অন্যটির তুলনায় অনেক বড়। ব্লক করা যখন জমা হওয়া কণাগুলি একে অপরকে প্রতিহত করে, তখন পর্যাপ্ত কণা জমা হওয়ার সময় জমা হওয়া বন্ধ হয়ে যায়। এক পর্যায়ে, এই ধরনের পৃষ্ঠ স্তর যে কোনও কণাকে প্রতিহত করবে যা এখনও জমা করার চেষ্টা করতে পারে। জমা হওয়া কণাগুলির দ্বারা পৃষ্ঠটি সম্পৃক্ত বা অবরুদ্ধ বলে মনে করা হয়। ব্লকিং প্রক্রিয়াটি নিম্নলিখিত সমীকরণ দ্বারা বর্ণনা করা যেতে পারে যেখানে সারফেস ব্লকিং ফাংশন। যখন কোনও জমা হওয়া কণা থাকে না, এবং। জমা হওয়া কণাগুলির ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে ব্লকিং ফাংশন হ্রাস পায়। পৃষ্ঠটি এবং এ স্যাচুরেট করে। সবচেয়ে সহজ ব্লকিং ফাংশন হল এবং এটি ল্যাংমুয়ার ব্লকিং ফাংশন হিসাবে উল্লেখ করা হয়, কারণ এটি ল্যাংমুয়ার আইসোথার্মের সাথে সম্পর্কিত। ব্লকিং প্রক্রিয়াটি র্যান্ডম সিকোয়েন্সিয়াল অ্যাডসর্পশন (আরএসএ) মডেলের পরিপ্রেক্ষিতে বিস্তারিতভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। গোলাকার কণাগুলির জমা সম্পর্কিত সবচেয়ে সহজ আরএসএ মডেলটি বৃত্তাকার ডিস্কগুলির অপরিবর্তনীয় শোষণকে বিবেচনা করে। একের পর এক ডিস্ক এলোমেলোভাবে একটি পৃষ্ঠে স্থাপন করা হয়। একবার একটি ডিস্ক স্থাপন করা হলে, এটি একই জায়গায় আটকে যায় এবং অপসারণ করা যায় না। যখন একটি ডিস্ক জমা করার প্রচেষ্টার ফলে ইতিমধ্যে জমা হওয়া ডিস্কের সাথে একটি ওভারল্যাপ হয়, তখন এই প্রচেষ্টা প্রত্যাখ্যান করা হয়। এই মডেলের মধ্যে, পৃষ্ঠটি প্রাথমিকভাবে দ্রুত ভরাট করা হয়, তবে যত বেশি সম্পৃক্ততার কাছাকাছি পৌঁছায় তত ধীরে ধীরে পৃষ্ঠটি ভরাট করা হয়। আরএসএ মডেলের মধ্যে, স্যাচুরেশনকে জ্যামিং হিসাবে উল্লেখ করা হয়। বৃত্তাকার ডিস্কের জন্য, জ্যামিং 0.547 এর কভারেজে ঘটে। যখন জমা হওয়া কণাগুলি পলিডিস্পার্স হয়, তখন অনেক বেশি পৃষ্ঠের কভারেজে পৌঁছানো যায়, কারণ ছোট কণাগুলি বড় জমা হওয়া কণাগুলির মধ্যে গর্তে জমা হতে সক্ষম হবে। অন্যদিকে, রডের মতো কণাগুলি অনেক ছোট আবরণের দিকে নিয়ে যেতে পারে, কারণ কয়েকটি ভুলভাবে সাজানো রড পৃষ্ঠের একটি বড় অংশকে অবরুদ্ধ করতে পারে। যেহেতু জলীয় স্থগিত কণাগুলির মধ্যে বিকর্ষণ বৈদ্যুতিক দ্বিস্তরীয় বল থেকে উদ্ভূত হয়, তাই লবণের উপস্থিতি পৃষ্ঠ অবরোধে গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে। ছোট কণা এবং কম লবণের জন্য, বিচ্ছুরিত স্তরটি কণার বাইরেও প্রসারিত হবে এবং এইভাবে এর চারপাশে একটি বর্জন অঞ্চল তৈরি করবে। অতএব, আরএসএ মডেলের উপর ভিত্তি করে যা আশা করা হয়েছিল তার চেয়ে অনেক কম কভারেজে পৃষ্ঠটি অবরুদ্ধ করা হবে। উচ্চ লবণের ক্ষেত্রে এবং বৃহত্তর কণাগুলির ক্ষেত্রে, এই প্রভাবটি কম গুরুত্বপূর্ণ এবং আরএসএ মডেল দ্বারা জমাটি ভালভাবে বর্ণনা করা যেতে পারে। পাকানো যখন জমা হওয়া কণাগুলি একে অপরকে আকর্ষণ করে, তখন তারা একই সময়ে জমা হবে এবং একত্রিত হবে। এই পরিস্থিতির ফলে পৃষ্ঠে কণার সমষ্টি দিয়ে তৈরি একটি ছিদ্রযুক্ত স্তর তৈরি হবে এবং এটিকে পাকা বলা হয়। এই স্তরটির ছিদ্রতা নির্ভর করবে কণা একত্রীকরণ প্রক্রিয়াটি দ্রুত বা ধীর কিনা। ধীরে ধীরে একত্রীকরণ আরও সংহত স্তরের দিকে পরিচালিত করবে, যেখানে দ্রুত একত্রীকরণ আরও ছিদ্রযুক্ত স্তরের দিকে পরিচালিত করবে। স্তরটির কাঠামো সমষ্টি প্রক্রিয়ার পরবর্তী পর্যায়ে গঠিত সমষ্টির কাঠামোর অনুরূপ হবে। পরীক্ষামূলক কৌশলগুলি বিভিন্ন পরীক্ষামূলক কৌশল দ্বারা কণা জমা অনুসরণ করা যেতে পারে। জমা হওয়া কণাগুলির সরাসরি পর্যবেক্ষণ একটি অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ, স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ বা পারমাণবিক বল মাইক্রোস্কোপের মাধ্যমে সম্ভব। অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপির সুবিধা হল যে কণাগুলির জমা হওয়া ভিডিও কৌশল দ্বারা বাস্তব সময়ে অনুসরণ করা যেতে পারে এবং চিত্রগুলির ক্রম পরিমাণগতভাবে বিশ্লেষণ করা যেতে পারে। অন্যদিকে, অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপির রেজোলিউশনের জন্য তদন্ত করা কণার আকার কমপক্ষে 100 এনএম অতিক্রম করতে হবে। একটি বিকল্প হল কণা জমা অনুসরণ করার জন্য পৃষ্ঠ সংবেদনশীল কৌশল ব্যবহার করা, যেমন প্রতিফলন, উপবৃত্তাকার, পৃষ্ঠ প্লাজমন অনুরণন, বা কোয়ার্টজ স্ফটিক মাইক্রোব্যালেন্স। এই কৌশলগুলি সঠিকতার সাথে সময়ের ফাংশন হিসাবে জমা হওয়া কণাগুলির পরিমাণ সম্পর্কে তথ্য সরবরাহ করতে পারে, তবে তারা কণাগুলির পার্শ্বীয় বিন্যাস সম্পর্কিত তথ্য পাওয়ার অনুমতি দেয় না। কণার জমা অধ্যয়ন করার আরেকটি পদ্ধতি হল একটি ক্রোমাটোগ্রাফিক কলামে তাদের পরিবহন তদন্ত করা। স্তম্ভটি বড় কণা বা অনুসন্ধান করার জন্য একটি ছিদ্রযুক্ত মাধ্যম দিয়ে ভরা হয়। পরবর্তীকালে, কলামটি অনুসন্ধান করার জন্য দ্রাবক দিয়ে ফ্লাশ করা হয় এবং ছোট কণাগুলির সাসপেনশন কলাম ইনলেটে ইনজেকশন দেওয়া হয়। কণাগুলি একটি স্ট্যান্ডার্ড ক্রোমাটোগ্রাফিক ডিটেক্টরের সাহায্যে নির্গমনে সনাক্ত করা হয়। যখন ছিদ্রযুক্ত মাধ্যমে কণাগুলি জমা হয়, তখন তারা নির্গমনে পৌঁছায় না এবং পর্যবেক্ষিত পার্থক্য থেকে জমা হারের গুণাঙ্ক অনুমান করা যায়। প্রাসঙ্গিকতা কণা জমা অসংখ্য প্রাকৃতিক এবং শিল্প ব্যবস্থায় ঘটে। কয়েকটি উদাহরণ নিচে দেওয়া হল। আবরণ এবং পৃষ্ঠ কার্যকারিতা। রঙ এবং আঠালো প্রায়শই কোলয়েডাল কণাগুলির ঘনীভূত সাসপেনশন হয় এবং পৃষ্ঠের সাথে ভালভাবে লেগে থাকার জন্য কণাগুলি অবশ্যই প্রশ্নযুক্ত পৃষ্ঠে জমা হতে হবে। কলয়েডাল কণাগুলির একটি একস্তরের জমা একটি মাইক্রোমিটার বা এনএম স্কেলে পৃষ্ঠকে প্যাটার্ন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, একটি প্রক্রিয়া যা কলয়েডাল লিথোগ্রাফি হিসাবে উল্লেখ করা হয়। ফিল্টার এবং পরিস্রাবণ ঝিল্লি। যখন কণা ফিল্টার বা পরিস্রাবণ ঝিল্লিতে জমা হয়, তখন তারা ছিদ্রগুলিকে একটি ঝিল্লি ফাউলিং আটকে দেয়। ভালভাবে কার্যকরী ঝিল্লির নকশা করার সময়, কণার জমা এড়ানো আবশ্যক এবং ঝিল্লির সঠিক কার্যকারিতা অপরিহার্য। অণুজীবের জমা। অণুজীবগুলি কলয়েডাল কণাগুলির মতো জমা হতে পারে। ভূগর্ভস্থ জলে এই জমা একটি কাঙ্ক্ষিত ঘটনা, কারণ ভূগর্ভস্থ সিক্ত শিলাস্তরগুলি অবশেষে ভূগর্ভস্থ সিক্ত শিলাস্তরগুলির পুনরুদ্ধারের সময় ইনজেকশন দেওয়া অণুজীবগুলিকে ফিল্টার করে। অন্যদিকে, মানুষের দাঁতের পৃষ্ঠে এই ধরনের জমা অত্যন্ত অবাঞ্ছিত কারণ এটি দাঁতের ফলকের উৎসকে উপস্থাপন করে। বায়োফিল্ম গঠনেও অণুজীবের জমা হওয়া প্রাসঙ্গিক। আরও দেখুন অ্যাডসর্পশন অ্যারোসল বায়োফিল্ম কোলয়েড ডিএলভিও তত্ত্ব ডাবল লেয়ার ফোর্স বৈদ্যুতিক ডাবল লেয়ার ফাউলিং ন্যানো পার্টিকল পার্টিকল এগ্রিগেশন পলিইলেক্ট্রোলাইট অ্যাডসর্পশন পলিমার অ্যাডসর্পশন প্রোটিন অ্যাডসর্পশন র্যান্ডম সিকোয়েন্সিয়াল অ্যাডসর্পশন সারফেস চার্জ ভ্যান ডার ওয়ালস ফোর্স রেফারেন্স রসায়ন পদার্থ বিজ্ঞান কোলয়েডাল রসায়ন