Wetting solution
ભીનાશના દ્રાવણ એ સક્રિય રાસાયણિક સંયોજનો ધરાવતા પ્રવાહી છે જે શ્રેષ્ઠ ફેલાવાને પ્રેરિત કરવા માટે સપાટીના તણાવને ઘટાડીને બે અમિશ્રણીય તબક્કાઓ વચ્ચેનું અંતર ઘટાડે છે. બે તબક્કાઓ, જેને ઇન્ટરફેસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તેને પાંચ વર્ગોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે, એટલે કે, ઘન-ઘન, ઘન-પ્રવાહી, ઘન-ગેસ, પ્રવાહી-પ્રવાહી અને પ્રવાહી-ગેસ. ભીનાશના દ્રાવણોનો ચાર હજારથી વધુ વર્ષો સુધી ડિટર્જન્ટ તરીકે કામ કરવાનો લાંબો ઇતિહાસ હોવા છતાં, પાયોનિયર મેકબેઇન દ્વારા 1913 સુધી મૂળભૂત રાસાયણિક પદ્ધતિની સંપૂર્ણ શોધ થઈ ન હતી. ત્યારથી, વિવિધ અભ્યાસો મિસેલની રચનાની અંતર્ગત પદ્ધતિ અને ભીનાશના ઉકેલોના કાર્યકારી સિદ્ધાંતને જાહેર કરવા માટે હાથ ધરવામાં આવ્યા છે, જે ઉપયોગોના ક્ષેત્રને વિસ્તૃત કરે છે. જલીય ટીપાંમાં ભીનું દ્રાવણ ઉમેરવાથી તેના આંતરિક ફેલાવાના ગુણધર્મને કારણે પાતળા આવરણની રચના થાય છે. આ ગુણધર્મ માઈસેલ્સની રચનાની તરફેણ કરે છે જે ચોક્કસ રાસાયણિક રચનાઓ છે જેમાં સર્ફેક્ટન્ટ અણુઓના સમૂહનો સમાવેશ થાય છે જેમાં હાઇડ્રોફોબિક કોર અને હાઇડ્રોફિલિક સપાટી હોય છે જે બે અલગ-અલગ તબક્કાઓ વચ્ચે સપાટીના તણાવને ઘટાડી શકે છે. વધુમાં, ભીનાશના દ્રાવણને વધુ ચાર વર્ગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે; બિન-આયનીય, આયનીય, કેશનિક અને ઝ્વિટેરિયોનિક. તેલયુક્ત સપાટી પર પ્રવાહીનું એક ટીપું ઉમેરીને ફેલાવાના ગુણધર્મની તપાસ કરી શકાય છે. જો પ્રવાહી ભીનું દ્રાવણ ન હોય, તો ટીપું અકબંધ રહેશે. જો પ્રવાહી ભીનું દ્રાવણ હોય, તો ટીપું ચીકણું સપાટી પર સમાનરૂપે ફેલાશે કારણ કે માઈસેલ્સની રચના પ્રવાહીની સપાટીના તણાવને ઘટાડે છે. ભીનાશના ઉકેલો ફાર્માસ્યુટિકલ્સ, સૌંદર્ય પ્રસાધનો અને કૃષિમાં લાગુ કરી શકાય છે. ભીનાશના દ્રાવણના સંખ્યાબંધ વ્યવહારુ ઉપયોગો હોવા છતાં, ભીનાશના દ્રાવણની હાજરી ઔદ્યોગિક પટલ નિસ્યંદનમાં જળ શુદ્ધિકરણમાં અવરોધ બની શકે છે. વેટટિંગ એજન્ટનો ઉપયોગ હજારો વર્ષોથી સફાઇ હેતુઓ માટે સાબુ તરીકે થતો હતો. ભીના દ્રાવણનો સૌથી જૂનો પુરાવો પ્રાચીન બેબીલોનમાં 2800 બી. સી. માં મળ્યો હતો. સાબુનો સૌથી પહેલો વિશ્વસનીય સંદર્ભ ઈસવીસન 200ની આસપાસ ગ્રીક ચિકિત્સક ગાલેનના લખાણોમાં છે. પછીની સદીઓમાં, ભીનાશના દ્રાવણો મુખ્યત્વે તેમના ભીનાશના ગુણધર્મોને કારણે ડિટર્જન્ટ તરીકે કામ કરતા હતા. ભીનાશના ઉકેલોનો વ્યાપક ઉપયોગ હોવા છતાં, 1913માં મેકબેઇનના સૂચિત સિદ્ધાંતના ઉદભવ સુધી અંતર્ગત રાસાયણિક પદ્ધતિ અજ્ઞાત રહી હતી. સર્ફેક્ટન્ટ પરમાણુઓના દ્રાવણની વિદ્યુત વાહકતા એકાગ્રતા સાથે કેવી રીતે બદલાય છે તેના પર તેમના સંશોધન પર આધારિત, તેમણે સ્વ-એસેમ્બલ એગ્રીગેટ્સના સ્વરૂપમાં સર્ફેક્ટન્ટ અણુઓની શક્યતા ઉભી કરી. ડેબીએ 1949માં તેમની મૂળ પૂર્વધારણા પ્રકાશિત કરી ત્યાં સુધી તેમણે માઇસેલની રચનાનું કારણ અને મર્યાદિત આકારના માઇસેલ્સના અસ્તિત્વનું વર્ણન કર્યું ન હતું. મેકબેઇનની શોધે 1950 થી 1956 સુધી હોબ્સ, ઓશિકા, રીક અને હેલસી દ્વારા સંખ્યાબંધ અભ્યાસોને વેગ આપ્યો. આ વિદ્વાનો સંતુલન પ્રણાલીના વર્ણનના કેટલાક પાયાના સિદ્ધાંતોને સુધારવાનો ઇરાદો ધરાવતા હતા, તેમજ ડેબીના પ્રોટોટાઇપમાં અવગણવામાં આવેલી સપાટીની ઊર્જાની ભૂમિકા પર ભાર મૂક્યો હતો. 1976માં, માઈસેલ રચનાની પદ્ધતિને સમજવા માટેનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત ટેનફોર્ડના મુક્ત ઊર્જા મોડેલ દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યો હતો. તમામ સંબંધિત ભૌતિક રાસાયણિક તત્વોને એકીકૃત કરવા અને માઇસેલ્સની વૃદ્ધિને સમજાવવા ઉપરાંત, તેમણે આંતરક્રિયાત્મક બળોના વિરોધની દ્રષ્ટિએ માઇસેલ્સ શા માટે મર્યાદિત છે તેનું વ્યાપક તર્ક પ્રદાન કર્યું. મિકેનિઝમ ભીના દ્રાવણના અણુઓની રાસાયણિક રચનામાં હાઇડ્રોફિલિક હેડ અને લાંબી હાઇડ્રોફોબિક પૂંછડીનો સમાવેશ થાય છે. તેની વિશિષ્ટ એમ્ફીફિલિસિટી તેને તેના હાઇડ્રોફિલિક હેડને અનુક્રમે કાર્બનિક બલ્ક તબક્કામાં જલીય બલ્ક તબક્કા અને હાઇડ્રોફોબિક ભાગમાં દફનાવવાની મંજૂરી આપે છે. ભીના દ્રાવણના અણુઓ કાર્બનિક તબક્કામાં દરેક પરમાણુ અને જલીય તબક્કામાં દરેક પાણીના અણુ વચ્ચેના આંતરઆણ્વિક બળોને વિસ્થાપન દ્વારા તોડે છે. નીચા આકર્ષક બળોને કારણે, સપાટીનું તણાવ ઘટે છે. વધુ ભીનું દ્રાવણ ઉમેરવા પર, ભીના દ્રાવણના અણુઓની ઊંચી સાંદ્રતા સપાટીના તણાવમાં વધુ ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે અને સપાટી પરના અણુઓને વધુ ગીચ બનાવે છે. જ્યારે અણુઓ સપાટી પર રહેવા માટે વધુ ખાલી જગ્યાઓ નહીં હોય ત્યારે તેમને જલીય તબક્કામાં રહેવાની ફરજ પડશે. આ તબક્કે, સપાટીનું તાણ મહત્તમ રીતે ઓછું થાય છે અને તેને ક્રિટિકલ મિસેલ કોન્સન્ટ્રેશન (CMC) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. સી. એમ. સી. જેટલું નીચું હોય છે, ભીનું દ્રાવણ સપાટીના તણાવને ઘટાડવામાં વધુ કાર્યક્ષમ હોય છે. કોઈપણ વધારાના ભીનાશ દ્રાવણના અણુઓ માઇસેલ્સ તરીકે ઓળખાતી કેટલીક વિશેષ રચનાઓમાં સ્વ-એકત્રીકરણમાંથી પસાર થશે. માઇસેલ્સ એ હાઇડ્રોફોબિક કોરવાળા ગોળા છે જે ભીના દ્રાવણના અણુઓની બિન-ધ્રુવીય પૂંછડી દ્વારા રચાય છે અને અણુઓના ધ્રુવીય માથાઓમાંથી ઉદ્ભવતા હાઇડ્રોફિલિક સ્તરથી ઘેરાયેલા હોય છે. વધારાના ભીના દ્રાવણના અણુઓને સપાટીને વળગી રહેવાને બદલે માઈસેલ્સ બનાવવાની ફરજ પાડવામાં આવશે, તેથી સપાટીનું તણાવ સ્થિર રહે છે. લઘુત્તમ સપાટીના તણાવને કારણે, ટીપું હવે સંપૂર્ણ રીતે ફેલાઈ શકે છે અને સપાટી પર પાતળા આવરણની રચના કરી શકે છે. વર્ગીકરણ સામાન્ય રીતે, ભીના દ્રાવણના અણુઓમાં હાઇડ્રોફિલિક હેડ અને લાંબી હાઇડ્રોફોબિક પૂંછડી હોય છે. હાઇડ્રોફોબિક પ્રદેશમાં સામાન્ય રીતે સંતૃપ્ત અથવા અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન સાંકળો, હેટેરોસાયક્લિક રિંગ્સ અથવા સુગંધિત રિંગ્સ હોય છે. સમાન એમ્ફીફિલિક રચના હોવા છતાં, અણુઓને હાઇડ્રોફિલિક જૂથની પ્રકૃતિના સંદર્ભમાં ચાર વર્ગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, એટલે કે, બિન-આયનીય, આયનીય, કેશનિક અને ઝ્વિટેરિયોનિક. નીચેનું કોષ્ટક રચના, અનુરૂપ વર્ગોની વિશેષ લાક્ષણિકતાઓ અને સંબંધિત ભીનાશ ઉકેલોના વિવિધ સ્વરૂપોના સામાન્ય ઉદાહરણો દર્શાવે છે. ઉપયોગો સામાન્ય રીતે, ભીનું દ્રાવણ ફાર્માસ્યુટિકલ્સ, સૌંદર્ય પ્રસાધનો અને કૃષિમાં લાગુ કરવામાં આવે છે. ભીનાશના ઉકેલોના મહત્તમ ઉપયોગ પર મેકબેઇનનું સંશોધન ઉત્પાદકો અને ગ્રાહકો બંને માટે વિકલ્પોની શ્રેણીને સક્ષમ કરવામાં અને ઉપયોગના સંબંધિત ક્ષેત્રોમાં ઉત્પાદનની કામગીરીમાં સુધારો કરવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, જેમ કે ફાર્માસ્યુટિકલ્સની સ્થિરતામાં ફેરફાર, દવાઓની ડિલિવરી, સફાઇ ઉત્પાદનોની અસરકારકતા અને જમીનમાં પાણીની જાળવણી. ફાર્માસ્યુટિકલ્સ વિવિધ ભીનાશ ઉકેલોના ચોક્કસ ગુણધર્મો વૈકલ્પિક દવા વિતરણમાં સક્ષમ છે જે દવાની સલામતી અને દર્દીઓના અનુભવોને સુધારવામાં ફાયદાકારક છે. ઉદાહરણ તરીકે, સોલ્યુલેન સી-24, એક બિન-આયનીય ભીનાશ દ્રાવણ, ડિસ્કોસોમ તરીકે ઓળખાતા ભીનાશ દ્રાવણના અણુઓના મોટા દ્વિપદર બનાવે છે, જેમાં પ્રણાલીગત પ્રતિકૂળ અસરો થવાનું જોખમ ઓછું હોય છે. બિન-આયનીય ભીનાશ દ્રાવણોનો વ્યાપક ઉપયોગ જોવા મળે છે અને તે આયનીય ભીનાશ દ્રાવણની સરખામણીમાં સપાટીના તણાવને ઘટાડવામાં વધુ કાર્યક્ષમ છે, જે સામાન્ય રીતે વધુ ઝેરી અને CMC મૂલ્ય ધરાવે છે. તૈયારીઓની સલામતી, અસરકારકતા અને ગુણવત્તાની ખાતરી કરવા માટે, ભીના ઉકેલોની પસંદગીની ઝેરી અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયા રૂપરેખાઓની કાળજીપૂર્વક તપાસ કરવામાં આવે છે. ડોઝ સ્વરૂપઃ સસ્પેન્શન સસ્પેન્શન તૈયારી એ પ્રવાહી ડોઝ સ્વરૂપ છે જેમાં અદ્રાવ્ય નક્કર દવાના કણો હોય છે. સસ્પેન્શનની તૈયારી આદર્શ છે જો સંગ્રહ દરમિયાન એકસાથે કોમ્પેક્ટ થયેલા નક્કર કણો પ્રવાહી વાહનમાં હળવા ધ્રુજારી સાથે સહેલાઈથી ફરીથી વિખેરાઈ શકે છે જે જરૂરી માત્રાને માપવા માટે પૂરતા સમય માટે છે. ઘન કણો એકઠા થવાની કુદરતી વૃત્તિ ધરાવે છે અને આખરે એર ફિલ્મ કોટિંગની હાજરીને કારણે કેકિંગનું કારણ બને છે. આનો ઉકેલ એ છે કે સસ્પેન્શનની તૈયારી માટે પ્રવાહી વાહન તરીકે ભીનાશના દ્રાવણનો ઉપયોગ કરવો. ભીનું દ્રાવણ સ્ટેરિક અવરોધ વધારવા અને નક્કર કણો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને ઘટાડવા માટે હવાની ફિલ્મને બદલીને નક્કર કણોની ફેલાવાની ક્ષમતામાં વધારો કરે છે અને પરિણામે એકત્રીકરણના દરમાં ઘટાડો થાય છે. સ્થાનિક આંખના દ્રાવણ ભીના દ્રાવણ સ્થાનિક આંખના દ્રાવણના સપાટીના તણાવને ઘટાડે છે અને જ્યારે બંને વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને વધારીને કોર્નિયા પર લાગુ કરવામાં આવે છે ત્યારે ત્વરિત ફેલાવાને પ્રેરિત કરે છે. ત્વરિત ફેલાવો એ દવાના અણુઓની માત્રામાં વધારો કરે છે જે શોષણ માટે કોર્નિયાના સંપર્કમાં આવે છે અને તેથી ક્રિયાની ઝડપી શરૂઆત થાય છે. વધેલી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સ્થાનિક આંખના દ્રાવણને કોર્નિયાની સપાટી પર લાંબા સમય સુધી રહેવાની મંજૂરી આપે છે જેથી દવાની માત્રાને મહત્તમ કરી શકાય જે લાગુ કરાયેલ સ્થાનિક આંખના દ્રાવણ સ્તરથી કોર્નિયલ એપિથેલિયમમાં આંસુની ફિલ્મ દ્વારા ફેલાઈ શકે છે, જે બાહ્ય વાતાવરણમાંથી કોર્નિયાનું રક્ષણાત્મક સ્તર છે. સૌંદર્ય પ્રસાધનોઃ ત્વચાની સફાઇ ઉત્પાદનો ચહેરાની સફાઇ, બોડી વોશ અને શેમ્પૂ સહિત ત્વચાની સફાઇ ઉત્પાદનોમાં ભીનાશના દ્રાવણનો સમાવેશ થાય છે. ભીના દ્રાવણ આપણી ત્વચામાં સેબેસીયસ ગ્રંથિ દ્વારા સ્ત્રાવ થતા હાઇડ્રોફોબિક સીબમ વચ્ચેના સપાટીના તણાવને ઘટાડીને ત્વચા અને ખોપરી ઉપરની ચામડીની સપાટીને કાર્યક્ષમ રીતે ફેલાવવા અને ભીની કરવાની મંજૂરી આપે છે. એક કાર્યક્ષમ ભીનું દ્રાવણ ત્વચામાં પ્રવેશ કરે છે અને વાળના ઠાંસીઠાંસીને, મૃત ત્વચાના કોષો અને સુક્ષ્મજીવાણુઓના મુખ દ્વારા સ્ત્રાવ થતા સીબમ સહિતના શરીરના પ્રવાહી, કોઈપણ સ્થાનિક ઉપયોગોને સાફ કરે છે. બિન-આયનીય ભીનાશ દ્રાવણમાં ત્વચામાં બળતરા થવાનું જોખમ ઓછું હોય છે અને તે વિવિધ ઘટકો વચ્ચે સપાટીના તણાવને ઘટાડવામાં કાર્યક્ષમ હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે, છોડમાંથી કાઢવામાં આવેલી સુગંધ અને આવશ્યક તેલ, ત્વચાની સફાઇ ઉત્પાદનોમાં સુસંગત પ્રવાહી સૂત્ર ઉત્પન્ન કરવા માટે. જો કે, બિન-આયનીય ભીનાશ ઉકેલો અન્ય પ્રકારના ભીનાશ ઉકેલો કરતાં વધુ ખર્ચાળ હોય છે તેથી વ્યાપારી ઉત્પાદનો માટે ઓછા અનુકૂળ હોય છે. કેશનિક ભીનાશ ઉકેલો ત્વચાની બળતરાની વધુ ગંભીર સમસ્યાઓનું કારણ બને છે તેથી તેનો ઉપયોગ ત્વચાની સફાઇ ઉત્પાદનોમાં થતો નથી. તેનો ઉપયોગ વાળના કંડિશનરમાં થાય છે જે ફક્ત અડધા વાળની લંબાઈ પર જ લાગુ કરવામાં આવે છે અને ટૂંકા ગાળા પછી ધોવાઇ જાય છે. એનિઓનિક અને એમ્ફોટેરિક ભીનાશ ઉકેલોનો ઉપયોગ ઘણીવાર બોડી વોશ અને શેમ્પૂમાં મિશ્રણ તરીકે થાય છે. ત્વચાની સફાઇ ઉત્પાદનોમાં તૈયાર કરવામાં આવેલા આયનીય ભીનાશના દ્રાવણમાં ઘણીવાર રાસાયણિક ફેરફાર કરવામાં આવે છે કારણ કે તેમાં ઘણીવાર સલ્ફર હોય છે જે ત્વચાના કોષોમાં કોલેજનને ફૂલીને અને કેટલીકવાર કોષના મૃત્યુને કારણે ત્વચામાં બળતરા પેદા કરે છે. સુધારેલા આયનીય ભીનાશ ઉકેલોના ઉદાહરણોમાં એમોનિયમ લોરેથ સલ્ફેટ અને સુધારેલા સલ્ફોસુસિનેટનો સમાવેશ થાય છે, જે બંને ત્વચામાં ઓછી બળતરા દર્શાવે છે. પાકની ઉપજ વધારવા માટે કૃષિમાં ભીનાશના ઉકેલોનો વ્યાપક ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે પાણી, પોષક તત્ત્વો અને ખાતરો અને જંતુનાશકો જેવા રસાયણોની ઘૂસણખોરી અને પ્રવેશના પ્રમાણથી પ્રભાવિત થાય છે. ભીનાશના દ્રાવણો પાણી અને પોષક તત્ત્વોના સપાટીના પ્રવાહને ઘટાડે છે અને સપાટીના તણાવને ઘટાડીને જમીનને દૂર કરતા પાણીમાં પાણીની ઘૂસણખોરીને વધારે છે. ભીની-દ્રાવણ-ઉપચારિત માટીમાં પાણીની માત્રા ઊંચી રહે છે અને ઊંડી માટીના વિસ્તારોમાં રહેલા મૂળ વિસ્તારમાં પોષક તત્ત્વોનું સમાન વિતરણ જોવા મળે છે, જેનાથી પાકની ઉપજને ફાયદો થાય છે અને પાણીની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય છે. કૃષિમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ભીનાશના દ્રાવણના ઉદાહરણોમાં સંશોધિત એલ્કિલેટેડ પોલિયોલ, પોલિએથર પોલિયોલ અને ગ્લાયકોલ ઈથરનું મિશ્રણ અને પોલોક્સાલીનનું મિશ્રણ, 2-બ્યુટોક્સીએથેનોલનો સમાવેશ થાય છે. ઔદ્યોગિક ચિંતાઓ પટલ નિસ્યંદન એ જળ શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયા છે જે અશુદ્ધિઓમાંથી પાણીની વરાળને અલગ કરવા માટે છિદ્રો સાથે હાઇડ્રોફોબિક પટલનો ઉપયોગ કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, તેલ અને અનિચ્છનીય રસાયણો. ભીની કરીને પટલની ગાળણક્રિયા કાર્યક્ષમતા અને સ્થિરતામાં ઘટાડો કરી શકાય છે. હાઇડ્રોફોબિક પટલનું ભીનાશ ગટરમાં ભીનાશના દ્રાવણની હાજરીને કારણે થાય છે, કારણ કે વિવિધ ક્ષેત્રોમાં તેનો ઉપયોગ વધી રહ્યો છે, ઉદાહરણ તરીકે, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ, સૌંદર્ય પ્રસાધનો અને કૃષિ. સંભવિત ઉકેલ એ છે કે ભીનાશના દ્રાવણને દૂર કરવા માટે ગટરની પૂર્વ સારવાર કરવી, પટલના સંપર્કમાં ભીનાશના દ્રાવણની માત્રાને મર્યાદિત કરવી. પટલની ટકાઉપણું વધારવા માટેના અન્ય સંભવિત ઉકેલોમાં પાણી અને તેલ માટે પ્રતિકારક પટલ સામગ્રીમાં ફેરફાર, હવા-બેકવોશિંગ અને પટલની સપાટીની ભૂમિતિમાં ફેરફારનો સમાવેશ થાય છે. આ ઉકેલો ખર્ચાળ છે અને પટલ નિસ્યંદનની ટકાઉપણું અને કાર્યક્ષમતાને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે વધુ સંશોધન અને વિકાસની જરૂર છે. સંદર્ભો રાસાયણિક સંયોજનો રાસાયણિક પદાર્થો પ્રવાહી