Ultrahydrophobicity
রসায়ন এবং উপকরণ বিজ্ঞানে, অতি-হাইড্রোফোবিক (বা অতি-হাইড্রোফোবিক) পৃষ্ঠতল অত্যন্ত হাইড্রোফোবিক, অর্থাৎ, আর্দ্র করা অত্যন্ত কঠিন। একটি অতি-হাইড্রোফোবিক উপাদানের উপর একটি জলের ফোঁটার স্পর্শ কোণ 150° অতিক্রম করে। পদ্ম গাছের সুপারহাইড্রোফোবিক পাতার পরে এটি পদ্ম প্রভাব হিসাবেও উল্লেখ করা হয়। এই ধরনের পৃষ্ঠে আঘাত করা একটি ফোঁটা একটি স্থিতিস্থাপক বলের মতো সম্পূর্ণরূপে ঘুরে দাঁড়াতে পারে। বাউন্সিং ড্রপের মিথস্ক্রিয়া বিশেষ সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠতল ব্যবহার করে আরও হ্রাস করা যেতে পারে যা প্রতিসাম্য ভাঙ্গা, প্যানকেক বাউন্সিং বা ওয়াটারবোল বাউন্সিংকে উৎসাহিত করে। 1805 সালে, থমাস ইয়ং একটি গ্যাস দ্বারা বেষ্টিত মসৃণ কঠিন পৃষ্ঠের উপর বিশ্রামরত একটি তরল বিন্দুর উপর কার্যকরী শক্তি বিশ্লেষণ করে যোগাযোগ কোণ θ সংজ্ঞায়িত করেন। যেখানে = কঠিন এবং গ্যাসের মধ্যে আন্তঃমুখীয় টান = কঠিন এবং তরলের মধ্যে আন্তঃমুখীয় টান = তরল এবং গ্যাসের মধ্যে আন্তঃমুখীয় টান θ একটি যোগাযোগ কোণ গনিয়োমিটার ব্যবহার করে পরিমাপ করা যেতে পারে। ওয়েঞ্জেল নির্ধারণ করেছিলেন যে যখন তরলটি একটি মাইক্রোস্ট্রাকচার্ড পৃষ্ঠের সাথে ঘনিষ্ঠ সংস্পর্শে থাকে, তখন θ পরিবর্তিত হয়ে θW * হয়ে যায় যেখানে r হল প্রকৃত ক্ষেত্রফল এবং প্রক্ষিপ্ত ক্ষেত্রফলের অনুপাত। ওয়েঞ্জেলের সমীকরণ দেখায় যে একটি পৃষ্ঠের ক্ষুদ্র কাঠামো পৃষ্ঠের প্রাকৃতিক প্রবণতাকে প্রশস্ত করে। একটি হাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠ (যার মূল যোগাযোগ কোণ 90°-এর বেশি) মাইক্রোস্ট্রাকচার করা হলে আরও হাইড্রোফোবিক হয়ে যায়-এর নতুন যোগাযোগ কোণ মূলটির চেয়ে বড় হয়ে যায়। যাইহোক, একটি হাইড্রোফিলিক পৃষ্ঠ (যার মূল যোগাযোগ কোণ 90° এর চেয়ে কম) মাইক্রোস্ট্রাকচার করা হলে আরও হাইড্রোফিলিক হয়ে যায়-এর নতুন যোগাযোগ কোণ মূলটির চেয়ে কম হয়ে যায়। ক্যাসি এবং ব্যাক্সটার দেখেছেন যে যদি তরলটি মাইক্রোস্ট্রাকচারের শীর্ষে ঝুলিয়ে রাখা হয়, তবে θ θCB *-তে পরিবর্তিত হবে যেখানে φ হল কঠিনের ক্ষেত্রফলের ভগ্নাংশ যা তরলকে স্পর্শ করে। ওয়েঞ্জেল রাজ্যের তুলনায় ক্যাসি-ব্যাক্সটার রাজ্যে তরল বেশি সচল। উভয় সমীকরণের সাথে নতুন যোগাযোগ কোণ গণনা করে ওয়েঞ্জেল বা ক্যাসি-ব্যাক্সটার অবস্থার অস্তিত্ব থাকা উচিত কিনা তা অনুমান করা যেতে পারে। মুক্ত শক্তি যুক্তিটির ন্যূনতমকরণের মাধ্যমে, যে সম্পর্কটি ছোট নতুন যোগাযোগ কোণের পূর্বাভাস দিয়েছিল তা হল বিদ্যমান থাকার সম্ভাবনা সবচেয়ে বেশি। গাণিতিকভাবে বলা হয়েছে, ক্যাসি-ব্যাক্সটার অবস্থার অস্তিত্বের জন্য, নিম্নলিখিত বৈষম্য অবশ্যই সত্য হতে হবে। ক্যাসি-ব্যাক্সটার অবস্থার জন্য একটি সাম্প্রতিক বিকল্প মানদণ্ড দাবি করে যে ক্যাসি-ব্যাক্সটার অবস্থা বিদ্যমান যখন নিম্নলিখিত দুটি মানদণ্ড পূরণ করা হয়ঃ 1) যোগাযোগ রেখা শক্তি অসমর্থিত ফোঁটার ওজনের শারীরিক শক্তিকে অতিক্রম করে এবং 2) মাইক্রোস্ট্রাকচারগুলি মাইক্রোস্ট্রাকচারগুলির ভিত্তিকে স্পর্শ করা থেকে সেতুগুলিকে প্রতিরোধ করার জন্য মাইক্রোস্ট্রাকচারগুলি যথেষ্ট লম্বা। কন্টাক্ট অ্যাঙ্গেল হল স্থির হাইড্রোফোবিসিটির একটি পরিমাপ, এবং কন্টাক্ট অ্যাঙ্গেল হিস্টেরেসিস এবং স্লাইড অ্যাঙ্গেল হল গতিশীল পরিমাপ। কন্টাক্ট অ্যাঙ্গেল হিস্টেরেসিস এমন একটি ঘটনা যা পৃষ্ঠের বৈচিত্র্যকে চিহ্নিত করে। যখন একটি পিপেট একটি কঠিন পদার্থের উপর একটি তরল ইনজেকশন দেয়, তখন তরলটি কিছু যোগাযোগ কোণ তৈরি করে। পিপেটটি আরও তরল ইনজেকশন দেওয়ার সাথে সাথে ফোঁটাটির আয়তন বৃদ্ধি পাবে, যোগাযোগ কোণটি বৃদ্ধি পাবে, তবে এর তিন পর্যায়ের সীমানা স্থির থাকবে যতক্ষণ না এটি হঠাৎ বাইরের দিকে অগ্রসর হয়। বিন্দুটি বাইরের দিকে অগ্রসর হওয়ার ঠিক আগে যে যোগাযোগ কোণটি ছিল তাকে অগ্রসর যোগাযোগ কোণ বলা হয়। হ্রাসমান স্পর্শ কোণটি এখন তরলটিকে ফোঁটা থেকে আবার পাম্প করে পরিমাপ করা হয়। বিন্দুটি আয়তনে হ্রাস পাবে, স্পর্শ কোণটি হ্রাস পাবে, তবে এর তিন পর্যায়ের সীমানা স্থির থাকবে যতক্ষণ না এটি হঠাৎ ভিতরের দিকে সরে যায়। ড্রপলেটের ভিতরের দিকে সরে যাওয়ার ঠিক আগে যে যোগাযোগ কোণটি ছিল তাকে হ্রাসকারী যোগাযোগ কোণ বলা হয়। যোগাযোগ কোণের অগ্রগতি এবং হ্রাসের মধ্যে পার্থক্যকে যোগাযোগ কোণ হিস্টেরেসিস বলা হয় এবং এটি পৃষ্ঠের বৈচিত্র্য, রুক্ষতা এবং গতিশীলতার বৈশিষ্ট্য হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। যে পৃষ্ঠগুলি সমজাতীয় নয় সেগুলির ডোমেন থাকবে যা যোগাযোগ রেখার গতিকে বাধা দেয়। স্লাইড কোণটি হাইড্রোফোবিসিটির আরেকটি গতিশীল পরিমাপ এবং একটি পৃষ্ঠে একটি ফোঁটা জমা করে এবং ফোঁটাটি স্লাইড করতে শুরু না করা পর্যন্ত পৃষ্ঠকে হেলিয়ে পরিমাপ করা হয়। ক্যাসি-ব্যাক্সটার অবস্থার তরলগুলি সাধারণত ওয়েঞ্জেল অবস্থার তুলনায় নিম্ন স্লাইড কোণ এবং যোগাযোগ কোণ হিস্টেরেসিস প্রদর্শন করে। একটি সহজ মডেল ব্যবহার করা যেতে পারে একটি সিন্থেটিক মাইক্রো-বা ন্যানো-ফ্যাব্রিকেটেড পৃষ্ঠের কার্যকারিতা পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য তার শর্তাধীন অবস্থা (ওয়েনজেল বা ক্যাসি-ব্যাক্সটার), যোগাযোগ কোণ এবং যোগাযোগ কোণ হিস্টেরেসিসের জন্য। এই মডেলের প্রধান উপাদান হল যোগাযোগ রেখার ঘনত্ব, λ, যা একটি প্রদত্ত একক এলাকার উপর অ্যাসপেরিটির মোট পরিধি। ক্রিটিক্যাল কন্টাক্ট লাইনের ঘনত্ব λC হল শরীর এবং পৃষ্ঠের শক্তির পাশাপাশি ফোঁটার আনুমানিক ক্ষেত্রের একটি ফাংশন। যেখানে ρ = তরল বিন্দুর ঘনত্ব g = মাধ্যাকর্ষণের কারণে ত্বরণ V = তরল বিন্দুর আয়তন θa = অগ্রসরমান আপাত যোগাযোগ কোণ θa, 0 = একটি মসৃণ সাবস্ট্রেটের অগ্রসরমান যোগাযোগ কোণ γ = তরলের পৃষ্ঠের টান w = টাওয়ার প্রাচীর কোণ যদি λ> λC হয়, তবে ড্রপগুলি ক্যাসি-ব্যাক্সটার অবস্থায় স্থগিত থাকে। অন্যথায়, ফোঁটাটি ওয়েঞ্জেল অবস্থায় ভেঙে পড়বে। ক্যাসি-ব্যাক্সটার অবস্থায় আপডেটেড অগ্রগতি এবং হ্রাস যোগাযোগ কোণ গণনা করতে, নিম্নলিখিত সমীকরণগুলি ব্যবহার করা যেতে পারে। ওয়েঞ্জেল অবস্থার সাথেওঃ যেখানে λp = অ্যাসপেরিটিতে যোগাযোগ রেখার রৈখিক ভগ্নাংশ θr, 0 = একটি মসৃণ স্তরের হ্রাসকারী যোগাযোগ কোণ θএয়ার = তরল এবং বায়ুর মধ্যে যোগাযোগ কোণ (সাধারণত 180° বলে ধরে নেওয়া হয়) একক বনাম শ্রেণিবদ্ধ রুক্ষতা কাঠামো এম. নোসোনোভস্কি এবং বি. ভূষণ মাইক্রো এবং ন্যানো রুক্ষতার একক (অ-শ্রেণিবদ্ধ) কাঠামোর প্রভাব এবং শ্রেণিবদ্ধ কাঠামো (ন্যানো রুক্ষতা দিয়ে আচ্ছাদিত মাইক্রো রুক্ষতা) অধ্যয়ন করেছেন। তারা দেখেছেন যে শ্রেণিবদ্ধ কাঠামো শুধুমাত্র একটি উচ্চ যোগাযোগ কোণের জন্য প্রয়োজনীয় ছিল না, তবে জল-কঠিন এবং জল-বায়ু ইন্টারফেসের (যৌগিক ইন্টারফেস) স্থিতিশীলতার জন্য প্রয়োজনীয় ছিল। একটি বাহ্যিক বিশৃঙ্খলার কারণে, তরল-বায়ু ইন্টারফেসে একটি স্থায়ী কৈশিক তরঙ্গ তৈরি হতে পারে। যদি ক্যাপিলারি তরঙ্গের প্রশস্ততা অ্যাস্পেরিটির উচ্চতার চেয়ে বেশি হয়, তবে তরলটি অ্যাস্পেরিটির মধ্যে উপত্যকাকে স্পর্শ করতে পারে; এবং যদি যে কোণের অধীনে তরলটি কঠিনের সংস্পর্শে আসে তা এইচ0 এর চেয়ে বেশি হয়, তবে তরলটি উপত্যকায় ভরাট করা শক্তির দিক থেকে লাভজনক। তরঙ্গের প্রশস্ততার সাথে তুলনীয় উচ্চতা সহ ছোট অ্যাসপেরিটির ক্ষেত্রে কৈশিক তরঙ্গের প্রভাব বেশি স্পষ্ট হয়। এর একটি উদাহরণ একক রুক্ষতার ক্ষেত্রে দেখা যায়, যেখানে অ্যাসপেরিটির প্রশস্ততা খুব কম। এই কারণেই একটি একক ইন্টারফেসের অস্থিতিশীলতার সম্ভাবনা খুব বেশি হবে। যাইহোক, সাম্প্রতিক এক গবেষণায়, ইয়াল বিটটাউন এবং আব্রাহাম মারমুর দেখেছেন যে বহু-স্কেল রুক্ষতা সুপারহাইড্রোফোবিসিটির জন্য অপরিহার্য নয় তবে পৃষ্ঠের যান্ত্রিক স্থিতিশীলতার জন্য উপকারী। প্রকৃতির উদাহরণ প্রকৃতিতে পাওয়া অনেক হাইড্রোফোবিক পদার্থ ক্যাসির আইনের উপর নির্ভর করে এবং সাবমাইক্রোমিটার স্তরে বাইফাসিক। কিছু উদ্ভিদের সূক্ষ্ম চুলগুলি হাইড্রোফোবিক, যা তাদের সালোকসংশ্লেষক পৃষ্ঠ থেকে সূর্যালোক-অবরুদ্ধ ময়লা আকর্ষণ এবং অপসারণের জন্য জলের দ্রাবক বৈশিষ্ট্যগুলি কাজে লাগানোর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এই পদ্ম প্রভাব দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়ে, অনেক কার্যকরী সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠ তৈরি করা হয়েছে। ওয়াটার স্ট্রাইডার হল এমন পোকামাকড় যা জলের পৃষ্ঠতলের উপর বাস করে এবং হাইড্রোফিউজ নামক বিশেষ চুলের স্তূপের কারণে তাদের দেহ কার্যকরভাবে আর্দ্র হয় না; তাদের দেহের অনেকগুলি পৃষ্ঠ এই বিশেষ "হেয়ারপাইল" দ্বারা আবৃত থাকে, যা এত ঘনিষ্ঠভাবে ব্যবধানযুক্ত ছোট চুল দ্বারা গঠিত যে প্রতি মিলিমিটারে এক হাজারেরও বেশি মাইক্রোহেয়ার থাকে, যা একটি হাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠ তৈরি করে। অনুরূপ জলবিদ্যুৎ পৃষ্ঠগুলি অন্যান্য পোকামাকড়ের মধ্যে পরিচিত, যার মধ্যে জলজ পোকামাকড় রয়েছে যারা তাদের জীবনের বেশিরভাগ সময় ডুবে থাকে, হাইড্রোফোবিক চুলগুলি তাদের শ্বাসযন্ত্রের সিস্টেমে জলের প্রবেশকে বাধা দেয়। কিছু প্রজাতির টিকটিকি, যেমন গেকোস এবং অ্যানোলের ত্বকের পৃষ্ঠকে অত্যন্ত হাইড্রোফোবিক হিসাবে নথিভুক্ত করা হয়েছে এবং এটি স্ব-পরিষ্কার বা জলের নীচে শ্বাস নিতে সহায়তা করতে পারে। কিছু পাখি তাদের হাইড্রোফোবিক পালক আবরণের কারণে দুর্দান্ত সাঁতারু। পেঙ্গুইনগুলি বাতাসের একটি স্তরে আবৃত থাকে এবং যখন জল থেকে লাফিয়ে উঁচু মাটিতে অবতরণ করার প্রয়োজন হয় তখন সেই আটকে থাকা বাতাসকে দ্রুত ত্বরান্বিত করতে পারে। সাঁতার কাটার সময় এয়ার কোট পরা টান কমিয়ে দেয় এবং তাপ নিরোধক হিসাবেও কাজ করে। সাম্প্রতিক গবেষণা ডেট্রে এবং জনসন 1964 সালে আবিষ্কার করেছিলেন যে সুপারহাইড্রোফোবিক পদ্ম প্রভাবের ঘটনাটি রুক্ষ হাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠের সাথে সম্পর্কিত ছিল এবং তারা প্যারাফিন বা টিএফই টেলোমারের সাথে আবৃত কাচের পুঁতির পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে একটি তাত্ত্বিক মডেল তৈরি করেছিলেন। সুপারহাইড্রোফোবিক মাইক্রো-ন্যানোস্ট্রাকচার্ড পৃষ্ঠগুলির স্ব-পরিষ্কারের বৈশিষ্ট্য 1977 সালে রিপোর্ট করা হয়েছিল। পারফ্লুওরোআল্কিল, পারফ্লুওরোপলিথার এবং আরএফ প্লাজমা গঠিত সুপারহাইড্রোফোবিক উপকরণগুলি তৈরি করা হয়েছিল, যা বৈদ্যুতিন উত্তোলনের জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল এবং 1986 থেকে 1995 সালের মধ্যে জৈব-চিকিৎসা প্রয়োগের জন্য বাণিজ্যিকীকরণ করা হয়েছিল। 1990-এর দশকের মাঝামাঝি থেকে অন্যান্য প্রযুক্তি ও প্রয়োগের আবির্ভাব ঘটেছে। এক বা দুটি ধাপে প্রয়োগ করা একটি টেকসই সুপারহাইড্রোফোবিক শ্রেণিবদ্ধ গঠন 2002 সালে প্রকাশিত হয়েছিল, যা মাইক্রোমিটার আকারের বৈশিষ্ট্য বা কণা সহ একটি পৃষ্ঠকে আচ্ছাদন করে ন্যানো-আকারের কণা ≤100 ন্যানোমিটার নিয়ে গঠিত। যান্ত্রিক ঘর্ষণ থেকে ছোট কণাগুলিকে রক্ষা করার জন্য বড় কণাগুলি পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। 2012 সালে 10 থেকে 100 এনএম আকারের পরিসরে ন্যানো কণাগুলির সমন্বয়ে টেকসই, অপটিক্যালি স্বচ্ছ সুপারহাইড্রোফোবিক এবং অলিওফোবিক আবরণ তৈরি করা হয়েছিল। সুপারহাইড্রোফোবিসিটির গবেষণা সম্প্রতি একটি চিঠির মাধ্যমে ত্বরান্বিত হয়েছে যা অ্যালকাইলকেটিন ডাইমারকে (একেডি) ন্যানোস্ট্রাকচার্ড ফ্র্যাক্টাল পৃষ্ঠে ঘনীভূত করার অনুমতি দিয়ে উত্পাদিত মানবসৃষ্ট সুপারহাইড্রোফোবিক নমুনার কথা জানিয়েছে। অনেক গবেষণাপত্রে কণা জমা, সল-জেল কৌশল, প্লাজমা চিকিত্সা, বাষ্প জমা এবং ঢালাই কৌশল সহ সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠতল উৎপাদনের জন্য বানোয়াট পদ্ধতি উপস্থাপন করা হয়েছে। গবেষণার প্রভাবের বর্তমান সুযোগ মূলত মৌলিক গবেষণা এবং ব্যবহারিক উৎপাদনের মধ্যে নিহিত। সম্প্রতি ওয়েঞ্জেল এবং ক্যাসি-ব্যাক্সটার মডেলের প্রয়োগযোগ্যতা নিয়ে বিতর্ক দেখা দিয়েছে। ওয়েঞ্জেল এবং ক্যাসি-ব্যাক্সটার মডেলের পৃষ্ঠ শক্তি দৃষ্টিকোণকে চ্যালেঞ্জ করার জন্য এবং একটি যোগাযোগ রেখার দৃষ্টিকোণকে প্রচার করার জন্য পরিকল্পিত একটি পরীক্ষায়, জলের ফোঁটাগুলি একটি রুক্ষ হাইড্রোফোবিক ক্ষেত্রের একটি মসৃণ হাইড্রোফোবিক স্পটে, একটি মসৃণ হাইড্রোফোবিক ক্ষেত্রের একটি রুক্ষ হাইড্রোফোবিক স্পটে এবং একটি হাইড্রোফোবিক ক্ষেত্রের একটি হাইড্রোফিলিক স্পটে স্থাপন করা হয়েছিল। পরীক্ষাগুলি দেখায় যে যোগাযোগ রেখার পৃষ্ঠের রসায়ন এবং জ্যামিতি যোগাযোগ কোণ এবং যোগাযোগ কোণ হিস্টেরেসিসকে প্রভাবিত করে, তবে যোগাযোগ রেখার অভ্যন্তরে পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের কোনও প্রভাব পড়েনি। একটি যুক্তিও প্রস্তাব করা হয়েছে যে যোগাযোগ লাইনে বর্ধিত জগ্ডনেস ফোঁটাগুলির গতিশীলতা বাড়ায়। কন্টাক্ট লাইনের জট পরিমাপ করার জন্য পরীক্ষামূলকভাবে একটি পদ্ধতিতে কম গলিত তাপমাত্রার ধাতু গলিয়ে মাইক্রো/ন্যানো কাঠামোগত পৃষ্ঠে জমা করা হয়। যখন ধাতুটি শীতল হয় এবং ঘনীভূত হয়, তখন এটি পৃষ্ঠ থেকে সরানো হয়, উল্টানো হয় এবং যোগাযোগ লাইন মাইক্রো জ্যামিতির জন্য পরিদর্শন করা হয়। সুরযোগ্য আর্দ্রতা সহ একটি পৃষ্ঠ তৈরি করার জন্য কয়েকটি প্রচেষ্টা করা হয়েছে। স্বতঃস্ফূর্ত বিন্দু গতিশীলতার উদ্দেশ্যে, ধীরে ধীরে পৃষ্ঠের মুক্ত শক্তি বাড়ানোর জন্য বিভিন্ন টাওয়ার প্রস্থ এবং ব্যবধানের সাথে একটি পৃষ্ঠ তৈরি করা যেতে পারে। প্রবণতাটি দেখায় যে টাওয়ারের প্রস্থ বাড়ার সাথে সাথে মুক্ত শক্তির বাধা আরও বড় হয়ে যায় এবং যোগাযোগ কোণটি হ্রাস পায়, যা উপাদানটির হাইড্রোফোবিসিটি হ্রাস করে। টাওয়ারের ব্যবধান বৃদ্ধি যোগাযোগ কোণকে বাড়িয়ে তুলবে, তবে মুক্ত শক্তির বাধাও বাড়িয়ে তুলবে। ফোঁটাগুলি স্বাভাবিকভাবেই দুর্বল হাইড্রোফোবিসিটি অঞ্চলের দিকে চলে যায়, তাই একটি ফোঁটাকে স্বতঃস্ফূর্তভাবে এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় নিয়ে যাওয়ার জন্য, আদর্শ পৃষ্ঠটি বড় ব্যবধান সহ ছোট প্রস্থের টাওয়ার থেকে ছোট ব্যবধান সহ বড় প্রস্থের টাওয়ার নিয়ে গঠিত হবে। এই স্বতঃস্ফূর্ত গতির একটি সতর্কতা হল স্থির বিন্দুর চলাচলের প্রতিরোধ। প্রাথমিক ফোঁটার গতির জন্য একটি বাহ্যিক উদ্দীপনার প্রয়োজন হয়, পৃষ্ঠের কম্পনের মতো বড় কিছু থেকে বা সুই থেকে মুক্ত হওয়া একটি সাধারণ সিরিঞ্জ "ধাক্কা" এর মতো ছোট কিছু থেকে। বিশেষ উন্নত কাপড়ের সাহায্যে সহজেই সুর করা যায় এমন আর্দ্রতার একটি উদাহরণ পাওয়া যায়। একটি ডিপ-লেপা বাণিজ্যিক কাপড় প্রসারিত করে, যোগাযোগ কোণগুলিকে সাধারণত বৃদ্ধি করার অনুমতি দেওয়া হত। এটি মূলত টাওয়ারের ব্যবধান বৃদ্ধির কারণে ঘটে। যাইহোক, এই প্রবণতা উচ্চতর স্ট্রেন সহ বৃহত্তর হাইড্রোফোবিসিটির দিকে অব্যাহত থাকে না। অবশেষে, ক্যাসি-ব্যাক্সটার রাজ্য একটি অস্থিতিশীলতায় পৌঁছায় এবং ফ্যাব্রিককে ভিজিয়ে ওয়েঞ্জেল রাজ্যে রূপান্তরিত হয়। ন্যানোপ্রযুক্তিতে বায়োমিমেটিক সুপারহাইড্রোফোবিক উপাদানের একটি উদাহরণ হল ন্যানোপিন ফিল্ম। একটি গবেষণায় একটি ভ্যানেডিয়াম পেন্টক্সাইড পৃষ্ঠ উপস্থাপন করা হয়েছে যা ইউভি বিকিরণের প্রভাবে সুপারহাইড্রোফোবিসিটি এবং সুপারহাইড্রোফিলিসিটির মধ্যে বিপরীতভাবে পরিবর্তিত হতে পারে। গবেষণা অনুসারে যে কোনও পৃষ্ঠকে গোলাপের মতো কণাগুলির সাসপেনশন প্রয়োগ করে এই প্রভাবের সাথে পরিবর্তন করা যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ একটি ইঙ্কজেট প্রিন্টার দিয়ে। আবার হাইড্রোফোবিসিটি ইন্টারল্যামিনার এয়ার পকেট (2,1 এনএম দূরত্ব দ্বারা পৃথক) দ্বারা প্ররোচিত হয়। ইউভি প্রভাবও ব্যাখ্যা করা হয়েছে। ইউভি আলো ইলেক্ট্রন-গর্ত জোড়া তৈরি করে, গর্তগুলি জালের অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে পৃষ্ঠের অক্সিজেন শূন্যস্থান তৈরি করে যখন ইলেকট্রনগুলি হ্রাস পায়। অক্সিজেন শূন্যস্থানগুলি জল দ্বারা পূরণ করা হয় এবং ভ্যানেডিয়াম পৃষ্ঠ দ্বারা এই জল শোষণ এটিকে হাইড্রোফিলিক করে তোলে। অন্ধকারে বর্ধিত সঞ্চয় দ্বারা, জল অক্সিজেন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয় এবং হাইড্রোফিলিসিটি আবার হারিয়ে যায়। বায়োমিমেটিক পৃষ্ঠের আরেকটি উদাহরণ হল সাধারণ পলিমার পলিকার্বনেটের উপর মাইক্রো-ফুল। ক্ষুদ্র/ন্যানো বাইনারি কাঠামো (এম. এন. বি. এস) একটি পদ্ম পাতার সাধারণ ক্ষুদ্র/ন্যানো কাঠামো অনুকরণ করে। এই মাইক্রো-ফুলগুলি ন্যানোস্কেল বৈশিষ্ট্য প্রদান করে যা নিম্ন পৃষ্ঠ শক্তি আবরণ ব্যবহার না করে পৃষ্ঠের হাইড্রোফোবিসিটি বাড়ায়। আশেপাশের বিভিন্ন আপেক্ষিক আর্দ্রতায় বাষ্প-প্ররোচিত পর্যায় পৃথকীকরণের মাধ্যমে অতি-হাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠের সৃষ্টি একইভাবে পৃষ্ঠের যোগাযোগ কোণে পরিবর্তন ঘটায়। প্রস্তুত পৃষ্ঠগুলি প্রায় 10° স্লাইডিং কোণ সহ 160° এর বেশি স্পর্শ কোণ সরবরাহ করে। সাম্প্রতিক এক গবেষণায় দেখা গেছে যে টারো পাতায় মধুচক্রের মতো মাইক্রো-স্ট্রাকচার রয়েছে, যা পাতাকে সুপারহাইড্রোফোবিক করে তোলে। এই গবেষণায় টারো পাতার উপর পরিমাপ করা স্পর্শ কোণ প্রায় 148 ডিগ্রি। নিম্ন পৃষ্ঠ শক্তি আবরণগুলি একটি সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠও সরবরাহ করতে পারে। একটি স্ব-একত্রিত মনোলেয়ার (এসএএম) আবরণ এই ধরনের পৃষ্ঠ সরবরাহ করতে পারে। একটি হাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠ বজায় রাখার জন্য, মাথার গোষ্ঠীগুলি পৃষ্ঠের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে আবদ্ধ হয়, যখন হাইড্রোফোবিক মাইসেলগুলি পৃষ্ঠ থেকে অনেক দূরে প্রসারিত হয়। একটি স্তরের উপর আপনার এসএএম আবরণের পরিমাণ পরিবর্তন করে, একজন হাইড্রোফোবিসিটির মাত্রা পরিবর্তন করতে পারে। বিশেষ সুপারহাইড্রোফোবিক এসএএম-এর একটি হাইড্রোফোবিক হেড গ্রুপ থাকে যা স্তরটির সাথে আবদ্ধ থাকে। এই ধরনের একটি কাজে, 1-ডোডেক্যানেথিয়ল (ডিটি;) একটি যৌগিক স্তরের উপর একত্রিত করা হয়, যা 170.3 ° এর যোগাযোগ কোণ তৈরি করে। মনোলেয়ারগুলি একটি ইউভি উৎস দিয়েও অপসারণ করা যেতে পারে, যা হাইড্রোফোবিসিটি হ্রাস করে। একটি সহজ ফ্যাব্রিকেশন পদ্ধতি অক্টাডেসিল্ট্রিক্লোরোসিলেন (ওটিএস) ব্যবহার করে এক ধাপে মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং নিম্ন পৃষ্ঠ টান উভয়ই তৈরি করতে পারে। সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠগুলি বাষ্প স্তরকে স্থিতিশীল করে লেইডেনফ্রস্ট প্রভাবকে স্থিতিশীল করতে সক্ষম। একবার বাষ্প স্তরটি প্রতিষ্ঠিত হয়ে গেলে, শীতলকরণ কখনই স্তরটিকে ভেঙে দেয় না এবং কোনও নিউক্লিয়েট ফুটন্ত হয় না; পরিবর্তে স্তরটি ধীরে ধীরে শিথিল হয় যতক্ষণ না পৃষ্ঠটি শীতল হয়। নিয়ন্ত্রিত জ্যামিতি সহ সুপারহাইড্রোফোবিক পলিমার পৃষ্ঠতল তৈরি করা ব্যয়বহুল এবং সময়সাপেক্ষ হতে পারে, তবে অল্প সংখ্যক বাণিজ্যিক উৎস গবেষণা পরীক্ষাগারের জন্য নমুনা সরবরাহ করে। সম্ভাব্য প্রয়োগ সুপারহাইড্রোফোবিক পদার্থের উপর সক্রিয় সাম্প্রতিক গবেষণা শেষ পর্যন্ত শিল্প প্রয়োগের দিকে পরিচালিত করতে পারে। একটি সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠ তৈরি করার কিছু প্রচেষ্টার মধ্যে রয়েছে একটি পদ্ম পাতার পৃষ্ঠ অনুকরণ করা, যথা দ্বিস্তরীয় বৈশিষ্ট্য। এর জন্য মাইক্রো-স্কেল পৃষ্ঠতলের প্রয়োজন হয় যার উপরে সাধারণত ন্যানোস্কেল বৈশিষ্ট্য থাকে। উদাহরণস্বরূপ, সল-জেল কৌশল দ্বারা সিলিকা বা টাইটানিয়া কণার সাথে সুতির কাপড় লেপ করার একটি সহজ রুটিন রিপোর্ট করা হয়েছে, যা ফ্যাব্রিককে ইউভি আলো থেকে রক্ষা করে এবং এটিকে সুপারহাইড্রোফোবিক করে তোলে। একইভাবে, সিলিকা ন্যানো পার্টিকেলগুলি ইতিমধ্যেই হাইড্রোফোবিক কার্বন ফ্যাব্রিকের উপরে জমা করা যেতে পারে। কার্বন ফ্যাব্রিক নিজেই সহজাতভাবে হাইড্রোফোবিক হিসাবে চিহ্নিত করা হয়, তবে সুপারহাইড্রোফোবিক হিসাবে আলাদা করা হয় না কারণ এর যোগাযোগ কোণ 150° এর বেশি নয়। সিলিকা ন্যানোপার্টিকালের সংযুক্তির সাথে, 162° পর্যন্ত উচ্চ যোগাযোগ কোণ অর্জন করা হয়। গাড়ির উইন্ডশীল্ড এবং স্ব-পরিষ্কারের জানালার জন্য স্বচ্ছ হাইড্রোফোবিক উপকরণ বিকাশের জন্য সিলিকা ন্যানো-কণা ব্যবহার করাও আগ্রহের বিষয়। ইতিমধ্যেই স্বচ্ছ পৃষ্ঠকে ন্যানো-সিলিকা দিয়ে প্রায় 1 ওয়াট% আবরণ দিয়ে, 12° স্লাইডিং কোণ সহ 168° পর্যন্ত বিন্দু স্পর্শ কোণ উত্থাপিত করা যেতে পারে। রৈখিক কম ঘনত্বের পলিথিলিন সুপারহাইড্রোফোবিক তৈরির জন্য একটি কার্যকর রুটিন রিপোর্ট করা হয়েছে এবং এইভাবে স্ব-পরিষ্কার করা হয়েছে; এই ধরনের পৃষ্ঠে জমা হওয়া 99 শতাংশ ময়লা সহজেই ধুয়ে ফেলা হয়। প্যাটার্নযুক্ত সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠগুলিতে ল্যাব-অন-এ-চিপ, মাইক্রোফ্লুইডিক ডিভাইসগুলির জন্য প্রতিশ্রুতি রয়েছে এবং পৃষ্ঠ ভিত্তিক জৈব বিশ্লেষণকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে। বস্ত্র শিল্পে, সুপারহাইড্রোফোবিসিটি 20 ডিগ্রি বা তার কম জলের স্থির রোল-অফ কোণকে বোঝায়। লাইভ অ্যাপ্লিকেশনটিতে সুপারহাইড্রোফোবিক প্রভাবের একটি উদাহরণ হল আমেরিকার কাপে বিশেষভাবে চিকিত্সা করা পালতোলা জ্যাকেট ব্যবহার করে দল আলিঙ্গি। ঐতিহ্যবাহী ফ্লোরিন রসায়নের সংমিশ্রণে মাইক্রোমিটার আকারের কণা দ্বারা চিকিত্সাটি তৈরি করা হয়। সুপার হাইড্রোফোবিক কাগজের একটি সাম্প্রতিক বিকাশ ঘটেছে যার কাগজ ভিত্তিক ইলেকট্রনিক্স এবং চিকিৎসা শিল্পে প্রয়োগের জন্য অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে। কাগজটি জৈব মুক্ত মাধ্যমে সংশ্লেষিত করা হয় যা এটিকে পরিবেশ বান্ধব করে তোলে। কাগজে অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল বৈশিষ্ট্য রয়েছে কারণ এটি আর্দ্রতা ধরে রাখে না তাই এটি অস্ত্রোপচারের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। এই কাগজটি কাগজ ভিত্তিক ইলেকট্রনিক্স শিল্পের জন্য একটি বিশাল অগ্রগতি হতে পারে। জলীয় এবং জৈব দ্রাবকগুলির প্রতিরোধ এটিকে বৈদ্যুতিন সেন্সর এবং চিপগুলির বিকাশে একটি আদর্শ পছন্দ করে তোলে। ত্বক ভিত্তিক বিশ্লেষক সনাক্তকরণ এখন ইলেক্ট্রোডগুলির ক্ষতিকারক এবং ক্রমাগত প্রতিস্থাপন ছাড়াই সম্ভব কারণ এই কাগজটি ঘাম থেকে সুরক্ষিত থাকবে। এর অন্তহীন প্রয়োগের ফলে বস্তুবিজ্ঞানের এই ক্ষেত্রটি নিশ্চিতভাবে আরও বেশি অন্বেষণ করা হবে। হাইড্রোফোবিক কাঠামো এবং উপকরণগুলির একটি সাম্প্রতিক প্রয়োগ মাইক্রো ফুয়েল সেল চিপগুলির বিকাশে রয়েছে। জ্বালানী কোষের মধ্যে প্রতিক্রিয়াগুলি বর্জ্য গ্যাস তৈরি করে যা এই হাইড্রোফোবিক ঝিল্লির মাধ্যমে বের করা যায়। ঝিল্লি অনেকগুলি ক্ষুদ্র গহ্বর নিয়ে গঠিত যা গ্যাসকে বেরিয়ে যেতে দেয়, অন্যদিকে এর হাইড্রোফোবিসিটি বৈশিষ্ট্য তরল জ্বালানীকে ফুটতে বাধা দেয়। বর্জ্য গ্যাস দ্বারা পূর্বে রাখা আয়তন প্রতিস্থাপনের জন্য আরও জ্বালানী প্রবাহিত হয় এবং প্রতিক্রিয়াটি চালিয়ে যাওয়ার অনুমতি দেওয়া হয়। আল্ট্রাহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠতলের একটি সুপরিচিত প্রয়োগ হিট এক্সচেঞ্জারগুলিতে রয়েছে, যেখানে তারা পাওয়ারপ্ল্যান্ট, হিটিং এবং এয়ার কন্ডিশনার এবং ডিস্যালিনেশনের সম্ভাবনা সহ ড্রপলেট শেডিং উন্নত করতে পারে এবং এমনকি জাম্পিং-ড্রপলেট ঘনীভবন ঘটাতে পারে। বিরল মৃত্তিকা অক্সাইডগুলি, যা অভ্যন্তরীণভাবে হাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠগুলি প্রদর্শন করে, পৃষ্ঠ আবরণগুলির একটি বিকল্প প্রদান করে, যা উচ্চ তাপমাত্রায় পরিচালিত তাপ এক্সচেঞ্জারগুলির জন্য তাপীয়ভাবে স্থিতিশীল হাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠগুলির বিকাশের অনুমতি দেয় আল্ট্রা-হাইড্রোফোবিক ডিস্যালিনেশন ঝিল্লি পাতন জন্য ঝিল্লি পাতন উন্নত ফাউলিং প্রতিরোধের জন্য তৈরি করা হয়েছে, যা রাসায়নিক বাষ্প জমা দিয়ে কার্যকরভাবে তৈরি করা যেতে পারে। এটিও পরামর্শ দেওয়া হয়েছে যে সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠগুলি বরফকে প্রতিহত করতে পারে বা বরফ জমা হওয়া রোধ করতে পারে যা আইসফোবিসিটির ঘটনার দিকে পরিচালিত করে। যাইহোক, প্রতিটি সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠ বরফফোবিক নয় এবং পদ্ধতিটি এখনও বিকাশের অধীনে রয়েছে। বিশেষত, নমুনা প্রান্তগুলি দ্বারা শুরু হওয়া অবাঞ্ছিত আন্তঃবিন্দু হিমায়িত তরঙ্গ প্রসারণের ফলে সমগ্র পৃষ্ঠের উপর তুষার গঠন অনিবার্য। উপরন্তু, তুষার গঠনের ফলে সরাসরি তুষার সংলগ্নতা বৃদ্ধি পায়, যা পরবর্তী ডিফ্রস্টিং প্রক্রিয়ার জন্য গুরুতর চ্যালেঞ্জ তৈরি করে। শ্রেণিবদ্ধ পৃষ্ঠ তৈরি করে, আন্তঃবিন্দু হিমায়িত তরঙ্গের প্রসারণ দমন করা যেতে পারে যেখানে বরফ/তুষার অপসারণকে উৎসাহিত করা যেতে পারে। বর্ধিত কর্মক্ষমতা মূলত শ্রেণিবদ্ধ পৃষ্ঠে মাইক্রোস্কেল প্রান্ত প্রভাবের সক্রিয়করণের কারণে হয়, যা বরফ ব্রিজিংয়ের জন্য শক্তি বাধা বাড়ায় এবং সেইসাথে ডাইসিং/ডিফ্রস্টিং প্রক্রিয়া চলাকালীন তরল তৈলাক্তকরণকে বৃদ্ধি করে। একটি সান্দ্র তরল সম্পূর্ণরূপে খালি করার জন্য প্যাকেজিংয়ের ক্ষমতা কিছুটা আধারের ভিতরের দেয়ালের পৃষ্ঠ শক্তির উপর নির্ভর করে। সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠতলের ব্যবহার কার্যকর তবে নতুন লুব্রিকেন্ট-ইমপ্রেগনেটেড পৃষ্ঠতল ব্যবহার করে আরও উন্নত করা যেতে পারে। আরও দেখুন হাইড্রোফোব হাইড্রোফোবিসিটি স্কেল সুপারহাইড্রোফোবিক লেপ কমল প্রভাব যোগাযোগ কোণ মিটার রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্কগুলি সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠগুলি কী? অনুশীলনে অতি-জলবিদ্যুৎ পৃষ্ঠের উপর যোগাযোগ কোণ পরিমাপ রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য পৃষ্ঠ বিজ্ঞান আন্তঃআণবিক বল ভিডিও ক্লিপ ধারণকারী নিবন্ধ