Wetting solution
आर्द्र समाधान सक्रिय रासायनिक यौगिकों वाले तरल पदार्थ होते हैं जो इष्टतम प्रसार को प्रेरित करने के लिए सतह के तनाव को कम करके दो अमिश्रणीय चरणों के बीच की दूरी को कम करते हैं। दो चरणों, जिन्हें एक इंटरफेस के रूप में जाना जाता है, को पांच श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है, अर्थात्, ठोस-ठोस, ठोस-तरल, ठोस-गैस, तरल-तरल और तरल-गैस। हालांकि गीले समाधानों का चार हजार से अधिक वर्षों तक डिटर्जेंट के रूप में कार्य करने का एक लंबा इतिहास रहा है, लेकिन 1913 तक अग्रणी मैकबेन द्वारा मौलिक रासायनिक तंत्र की पूरी तरह से खोज नहीं की गई थी। तब से, उपयोग के क्षेत्र को व्यापक बनाते हुए, माइसेल गठन के अंतर्निहित तंत्र और गीले समाधानों के कार्य सिद्धांत को प्रकट करने के लिए विविध अध्ययन किए गए हैं। एक जलीय बूंद में गीले घोल को जोड़ने से इसके आंतरिक प्रसार गुण के कारण एक पतली परत बन जाती है। यह गुण माइसेल्स के गठन का समर्थन करता है जो विशिष्ट रासायनिक संरचनाएं हैं जिनमें सर्फैक्टेंट अणुओं का एक समूह होता है जिसमें एक हाइड्रोफोबिक कोर और एक हाइड्रोफिलिक सतह होती है जो दो अलग-अलग चरणों के बीच सतह के तनाव को कम कर सकती है। इसके अलावा, गीले घोल को आगे चार वर्गों में विभाजित किया जा सकता है; गैर-आयनिक, आयनिक, कैशनिक और ज़्विटेरियोनिक। एक तैलीय सतह पर तरल की एक बूंद मिलाकर फैलाने के गुण की जांच की जा सकती है। यदि तरल एक गीला घोल नहीं है, तो बूंद बरकरार रहेगी। यदि तरल एक गीला घोल है, तो बूंद तैलीय सतह पर समान रूप से फैल जाएगी क्योंकि माइसेल्स का गठन तरल की सतह के तनाव को कम करता है। औषधीय, सौंदर्य प्रसाधन और कृषि में आर्द्र समाधानों का उपयोग किया जा सकता है। गीले घोल के कई व्यावहारिक उपयोगों के बावजूद, गीले घोल की उपस्थिति औद्योगिक झिल्ली आसवन में जल शोधन में बाधा बन सकती है। हजारों वर्षों से सफाई के उद्देश्यों के लिए साबुन के रूप में वेटटिंग एजेंट का उपयोग किया जाता था। गीले घोल का सबसे पुराना प्रमाण प्राचीन बेबीलोन में 2800 ईसा पूर्व में मिला था। साबुन का सबसे पुराना विश्वसनीय संदर्भ लगभग 200 ईस्वी में यूनानी चिकित्सक गैलेन के लेखन में है। बाद की शताब्दियों में, गीले समाधान मुख्य रूप से अपने गीले गुणों के कारण डिटर्जेंट के रूप में कार्य करते थे। गीले समाधानों के व्यापक उपयोग के बावजूद, अंतर्निहित रासायनिक तंत्र 1913 में मैकबेन के प्रस्तावित सिद्धांत के उद्भव तक अज्ञात रहा। सर्फैक्टेंट अणुओं के घोल की विद्युत चालकता एकाग्रता के साथ कैसे बदलती है, इस पर अपने शोध पर आधारित, उन्होंने स्व-एकत्रित समुच्चय के रूप में सर्फैक्टेंट अणुओं की संभावना को बढ़ाया। जब तक डेबी ने 1949 में अपनी मूल परिकल्पना प्रकाशित नहीं की, तब तक उन्होंने माइसेल के गठन के कारण और परिमित आकार के माइसेल के अस्तित्व का वर्णन नहीं किया। मैकबेन की खोज ने 1950 से 1956 तक हॉब्स, ओशिका, रीच और हैल्सी द्वारा कई अध्ययनों को जन्म दिया। इन विद्वानों का उद्देश्य एक संतुलन प्रणाली के विवरण के कुछ मूलभूत सिद्धांतों को सही करना था, साथ ही सतह ऊर्जा की भूमिका पर जोर देना था जिसे डेबी के प्रोटोटाइप में नजरअंदाज कर दिया गया था। 1976 में, माइसेल गठन के तंत्र को समझने के लिए मौलिक सिद्धांत टैनफोर्ड के मुक्त ऊर्जा मॉडल द्वारा विकसित किया गया था। सभी प्रासंगिक भौतिक रासायनिक तत्वों को एकीकृत करने और माइसेल के विकास की व्याख्या करने के अलावा, उन्होंने एक व्यापक तर्क प्रदान किया कि विरोधी अंतःक्रियात्मक बलों के संदर्भ में माइसेल सीमित क्यों हैं। तंत्र विलयन अणुओं की रासायनिक संरचना में एक हाइड्रोफिलिक सिर और एक लंबी हाइड्रोफोबिक पूंछ होती है। इसकी विशिष्ट एम्फीफिलिसिटी इसे अपने हाइड्रोफिलिक सिर को कार्बनिक थोक चरण में क्रमशः जलीय थोक चरण और हाइड्रोफोबिक भाग में दफन करने की अनुमति देती है। आर्द्र विलयन अणु कार्बनिक चरण में प्रत्येक अणु और जलीय चरण में प्रत्येक जल अणु के बीच अंतर-आणविक बलों को विस्थापन द्वारा तोड़ते हैं। कम आकर्षक बलों के कारण, सतह का तनाव कम हो जाता है। अधिक गीला घोल जोड़ने पर, गीला घोल अणुओं की बढ़ी हुई सांद्रता सतह के तनाव में और कमी लाती है और सतहों पर अणुओं को अधिक भीड़ वाला बना देती है। अणुओं को जलीय चरण में रहने के लिए मजबूर किया जाएगा जब उनके लिए सतह पर रहने के लिए और रिक्तियां नहीं होंगी। इस बिंदु पर, सतह का तनाव अधिकतम रूप से कम हो जाता है और इसे महत्वपूर्ण माइसेल सांद्रता (सी. एम. सी.) कहा जाता है। सी. एम. सी. जितना कम होगा, गीला घोल सतह के तनाव को कम करने में उतना ही अधिक कुशल होगा। किसी भी अतिरिक्त गीले घोल अणुओं को कई विशेष संरचनाओं में स्व-एकत्रीकरण से गुजरना होगा जिन्हें माइसेल्स कहा जाता है। माइसेल्स एक हाइड्रोफोबिक कोर वाले गोले हैं जो गीले घोल अणुओं की गैर-ध्रुवीय पूंछ द्वारा बनाए जाते हैं और अणुओं के ध्रुवीय शीर्षों से उत्पन्न होने वाली हाइड्रोफिलिक परत से घिरे होते हैं। अतिरिक्त गीले घोल अणुओं को सतह से चिपकने के बजाय माइसेल बनाने के लिए मजबूर किया जाएगा, इसलिए सतह का तनाव स्थिर रहता है। न्यूनतम सतह तनाव के कारण, बूंद अब अच्छी तरह से फैल सकती है और सतह पर एक पतली परत बना सकती है। वर्गीकरण आम तौर पर, गीले घोल अणुओं में एक हाइड्रोफिलिक सिर और एक लंबी हाइड्रोफोबिक पूंछ होती है। हाइड्रोफोबिक क्षेत्र में आमतौर पर संतृप्त या असंतृप्त हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाएं, विषम-चक्रीय वलय या सुगंधित वलय होते हैं। समान एम्फीफिलिक संरचना के बावजूद, अणुओं को हाइड्रोफिलिक समूह की प्रकृति के संबंध में चार वर्गों में विभाजित किया जा सकता है, अर्थात्, गैर-आयनिक, आयनिक, कैशनिक और ज़्विटेरियोनिक। निम्नलिखित तालिका संरचना, संबंधित वर्गों की विशेष विशेषताओं और संबंधित आर्द्र समाधानों के विभिन्न रूपों के सामान्य उदाहरणों को दर्शाती है। अनुप्रयोग आम तौर पर, गीला घोल दवा, सौंदर्य प्रसाधन और कृषि में लगाया जाता है। गीले समाधानों के अनुप्रयोग को अधिकतम करने पर मैकबेन के शोध की निर्माताओं और उपभोक्ताओं दोनों के लिए कई विकल्पों को सक्षम करने और अनुप्रयोग के संबंधित क्षेत्रों में उत्पाद प्रदर्शन में सुधार करने में महत्वपूर्ण भूमिका है, जैसे कि फार्मास्यूटिकल्स की स्थिरता को संशोधित करना, दवाओं का वितरण, सफाई उत्पादों की प्रभावशीलता और मिट्टी में पानी प्रतिधारण। फार्मास्यूटिकल्स विभिन्न गीले समाधानों के विशिष्ट गुण वैकल्पिक दवा वितरण में सक्षम हैं जो दवा सुरक्षा और रोगियों के अनुभवों में सुधार करने में फायदेमंद है। उदाहरण के लिए, सॉल्यूलन सी-24, एक गैर-आयनिक गीला करने वाला घोल, गीला करने वाले घोल अणुओं के बड़े द्वि-परत बनाता है जिन्हें डिस्कोसोम के रूप में जाना जाता है, जिसमें प्रणालीगत प्रतिकूल प्रभाव पैदा करने का कम जोखिम होता है। गैर-आयनिक आर्द्र समाधानों का व्यापक उपयोग पाया जाता है और आयनिक आर्द्र समाधानों की तुलना में सतह के तनाव को कम करने में अधिक कुशल होते हैं, जिनमें सामान्य रूप से उच्च विषाक्तता और सी. एम. सी. मूल्य होता है। तैयारी की सुरक्षा, प्रभावकारिता और गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, गीले समाधानों के चयन की विषाक्तता और अंतःक्रिया प्रोफाइल की सावधानीपूर्वक जांच की जाती है। खुराक का रूपः निलंबन निलंबन तैयारी एक तरल खुराक का रूप है जिसमें अघुलनशील ठोस दवा के कण होते हैं। निलंबन की तैयारी आदर्श है यदि ठोस कण जो भंडारण के दौरान एक साथ संकुचित हो गए हैं, वे आवश्यक खुराक को मापने के लिए पर्याप्त समय की अवधि के लिए हल्के झटकों के साथ तरल वाहन में आसानी से फिर से फैल सकते हैं। ठोस कणों में एकत्रित होने की प्राकृतिक प्रवृत्ति होती है और अंततः वायु फिल्म कोटिंग की उपस्थिति के कारण केकिंग का कारण बनती है। इसका एक समाधान निलंबन की तैयारी के लिए तरल वाहन के रूप में गीले घोल का उपयोग करना है। गीला घोल स्टेरिक बाधा को बढ़ाने और ठोस कणों के बीच बातचीत को कम करने के लिए वायु फिल्म को बदलकर ठोस कणों की फैलाव क्षमता को बढ़ाता है और इसके परिणामस्वरूप एकत्रीकरण की दर में कमी आती है। सामयिक नेत्र समाधान गीले घोल सामयिक नेत्र समाधानों के सतह तनाव को कम करते हैं और दोनों के बीच बातचीत को बढ़ाकर कॉर्निया पर लागू करने पर तुरंत प्रसार को प्रेरित करते हैं। तत्काल फैलने से दवा अणुओं की मात्रा बढ़ जाती है जो अवशोषण के लिए कॉर्निया के संपर्क में आते हैं और इसलिए कार्रवाई की त्वरित शुरुआत होती है। बढ़ी हुई अंतःक्रिया सामयिक नेत्र समाधानों को कॉर्निया की सतह पर लंबे समय तक रहने की अनुमति देती है ताकि दवा की मात्रा को अधिकतम किया जा सके जो लागू सामयिक नेत्र समाधान परत से कॉर्निया के उपकला तक आँसू फिल्म के माध्यम से फैल सकती है, जो बाहरी वातावरण से कॉर्निया की सुरक्षात्मक परत है। प्रसाधन सामग्रीः त्वचा की सफाई करने वाले उत्पाद त्वचा की सफाई करने वाले उत्पाद जिनमें चेहरे की सफाई करने वाला, बॉडी वॉश और शैम्पू शामिल हैं, उनमें गीले घोल होते हैं। गीले घोल हमारी त्वचा में सीबेसियस ग्रंथि द्वारा स्रावित हाइड्रोफोबिक सीबम के बीच सतह के तनाव को कम करके त्वचा और खोपड़ी की सतह के कुशल प्रसार और गीले होने की अनुमति देते हैं। एक कुशल गीला समाधान त्वचा में प्रवेश करता है और बालों के रोम, मृत त्वचा कोशिकाओं और रोगाणुओं के माध्यम से स्रावित सीबम सहित किसी भी सामयिक अनुप्रयोगों, शरीर के तरल पदार्थों को साफ करता है। गैर-आयनिक गीले घोल में त्वचा की जलन पैदा करने का कम जोखिम होता है और विभिन्न अवयवों के बीच सतह के तनाव को कम करने में कुशल होते हैं, उदाहरण के लिए, पौधों से निकाले गए सुगंध और आवश्यक तेल, त्वचा की सफाई करने वाले उत्पादों में एक सुसंगत तरल सूत्र का उत्पादन करने के लिए। हालांकि, गैर-आयनिक आर्द्र समाधान अन्य प्रकार के आर्द्र समाधानों की तुलना में अधिक लागत वाले होते हैं इसलिए वाणिज्यिक उत्पादों के लिए कम अनुकूल होते हैं। कैशनिक वेटटिंग सलूशन त्वचा की अधिक गंभीर जलन की समस्या पैदा करते हैं इसलिए त्वचा की सफाई करने वाले उत्पादों में इसका उपयोग नहीं किया जाता है। इनका उपयोग हेयर कंडीशनर में किया जाता है जो केवल दूसरे आधे बालों की लंबाई पर लगाया जाता है और थोड़े समय के बाद धोया जाता है। आयनिक और एम्फोटेरिक गीला करने वाले घोल का उपयोग अक्सर बॉडी वॉश और शैम्पू में मिश्रण के रूप में किया जाता है। त्वचा की सफाई करने वाले उत्पादों में तैयार किए गए आयनिक गीला करने वाले घोल में अक्सर रासायनिक संशोधन होते हैं क्योंकि उनमें अक्सर सल्फर होता है जो त्वचा की कोशिकाओं में कोलेजन को सूजने और कभी-कभी कोशिका की मृत्यु का कारण बन कर त्वचा में जलन पैदा करता है। संशोधित आयनिक आर्द्रता समाधानों के उदाहरणों में अमोनियम लॉरेथ सल्फेट और संशोधित सल्फोसुसिनेट शामिल हैं, दोनों में त्वचा की कम जलन प्रदर्शित होने की सूचना है। फसल की पैदावार बढ़ाने के लिए कृषि में आर्द्र समाधानों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जो पानी, पोषक तत्वों और उर्वरकों और कीटनाशकों जैसे रसायनों की घुसपैठ और प्रवेश की डिग्री से प्रभावित होता है। गीले घोल पानी और पोषक तत्वों के सतह के बहाव को कम करते हैं और सतह के तनाव को कम करके मिट्टी में पानी की घुसपैठ को बढ़ाते हैं। आर्द्र-समाधान-उपचारित मिट्टी ने पानी की उच्च मात्रा को बनाए रखने और गहरी मिट्टी के क्षेत्रों में जड़ क्षेत्र में पोषक तत्वों के समान वितरण को दिखाया है, जिससे फसल की उपज में लाभ होता है और जल दक्षता में सुधार होता है। कृषि में उपयोग किए जाने वाले आर्द्र समाधानों के उदाहरण संशोधित एल्किलेटेड पॉलीओल, पॉलीथर पॉलीओल और ग्लाइकोल ईथर का मिश्रण और पोलोक्सलीन, 2-ब्यूटॉक्सीएथेनॉल का मिश्रण हैं। झिल्ली आसवन एक जल शोधन प्रक्रिया है जो दूषित पदार्थों से जल वाष्प को अलग करने के लिए छिद्रों के साथ एक हाइड्रोफोबिक झिल्ली का उपयोग करती है, उदाहरण के लिए, तेल और अवांछित रसायन। झिल्ली की निस्पंदन दक्षता और स्थिरता को गीला करके कम किया जा सकता है। हाइड्रोफोबिक झिल्ली का गीला होना सीवेज में गीला घोल की उपस्थिति के कारण होता है क्योंकि विभिन्न क्षेत्रों में इसका उपयोग बढ़ रहा है, उदाहरण के लिए, फार्मास्यूटिकल्स, सौंदर्य प्रसाधन और कृषि। एक संभावित समाधान आर्द्रता समाधान को हटाने के लिए सीवेज का पूर्व उपचार करना है, जिससे झिल्ली के संपर्क में आर्द्रता समाधान की मात्रा सीमित हो जाती है। झिल्ली के स्थायित्व को बढ़ाने के लिए अन्य संभावित समाधानों में पानी और तेल के लिए प्रतिरोधी झिल्ली सामग्री का संशोधन, हवा-बैकवॉशिंग और झिल्ली सतह ज्यामिति संशोधन शामिल हैं। ये समाधान महंगे होते हैं और झिल्ली आसवन की स्थायित्व और दक्षता को अनुकूलित करने के लिए आगे के अनुसंधान और विकास की आवश्यकता होती है। संदर्भ रासायनिक यौगिक रासायनिक पदार्थ तरल