तेल और पानी प्रसिद्ध रूप से मिश्रण नहीं करते हैं - कम से कम, उन्हें एक स्थिर संयोजन में शामिल करने के लिए साबुन जैसे सर्फैक्टेंट को जोड़ने के बिना नहीं। अब, हालांकि, फ्रांस और अमेरिका के शोधकर्ताओं ने यह दिखा कर इस पारंपरिक ज्ञान को उल्टा कर दिया है कि वे वास्तव में बिना किसी सर्फैक्टेंट के मिश्रण कर सकते हैं। इस खोज का उन उद्योगों पर व्यापक प्रभाव हो सकता है जो भोजन, सौंदर्य प्रसाधन, स्वास्थ्य, पेंट और पैकेजिंग सहित ऐसे मिश्रणों का भारी उपयोग करते हैं।
पानी और तेल जैसे दो अघुलनशील तरल पदार्थों के मिश्रण को इमल्शन के रूप में जाना जाता है। जब एक इमल्शन को जोर से हिलाया जाता है, तो इसका एक घटक तरल पदार्थ दूसरे के भीतर छोटी बूंदों में फैल सकता है। लेकिन अगर इमल्शन को ऐसे ही छोड़ दिया जाए तो इसके घटक हमेशा अलग हो जाते हैं।
इस पृथक्करण का मुख्य चालक यह है कि जैसे-जैसे प्रत्येक तरल की बूंदें एक-दूसरे के करीब आती हैं, वे अधिक बड़ी बूंदों में एकत्रित हो जाती हैं। इसे रोकने के लिए, एक तीसरा घटक जोड़ा जा सकता है जो एम्फीफिलिक है, जिसका अर्थ है कि इसमें मिश्रण के दो घटकों के बीच इंटरफ़ेस के लिए समानता है। आज के औद्योगिक इमल्शन ऐसी सामग्रियों के उपयोग पर निर्भर करते हैं, जिन्हें सर्फेक्टेंट कहा जाता है। हालाँकि, कई सर्फेक्टेंट मनुष्यों और पर्यावरण दोनों के लिए जहरीले होते हैं। इसलिए उनका उपयोग कम करना (या उन्हें पूरी तरह से ख़त्म करना) अत्यधिक फायदेमंद होगा।
एक प्रति-सहज ज्ञान युक्त घटना
नवीनतम कार्य में, के शोधकर्ता कोलोएड्स एट मटेरिअक्स डिविज़ेस प्रयोगशाला पर ईएसपीसीआई पेरिस, फ़्रांस में; फ्रांसीसी कंपनी कैलीक्सिया, जो बायोडिग्रेडेबल माइक्रोकैप्सूल के डिजाइन और निर्माण में माहिर है; और हावर्ड यूनिवर्सिटी अमेरिका में केवल पानी और विभिन्न प्रकार के तेल से बने मिश्रण का अध्ययन किया गया। इन सामान्य रूप से अघुलनशील मिश्रणों के भीतर, उन्होंने पानी की बिखरी हुई बूंदों के बीच तेल की बेहद पतली लेकिन असामान्य रूप से स्थिर फिल्में देखीं।
"यह घटना व्यवस्थित रूप से बूंदों के बीच आसंजन उत्पन्न करती है और उन्हें आपस में जुड़ने से रोकती है, जिससे हमें तेल में पानी के बड़े अनुपात (मात्रा के हिसाब से 80% या अधिक) को फैलाने की अनुमति मिलती है," बताते हैं। जेरोम बिबेट, रासायनिक भौतिक विज्ञानी और ईएसपीसीआई प्रयोगशाला निदेशक जिन्होंने अनुसंधान का नेतृत्व किया।
कई हफ़्तों से स्थिर
घटना, जिसका विवरण इसमें दिया गया है विज्ञान, अत्यधिक ध्रुवीय तेलों के लिए सबसे अच्छा काम करता है जिनमें हाइड्रोफिलिक और हाइड्रोफोबिक दोनों घटक होते हैं और उच्च आणविक भार होता है। उदाहरण के लिए, ये मानदंड मीथेन और पॉलीइथाइलीन जैसे एलिफैटिक हाइड्रोकार्बन को बाहर करते हैं, लेकिन इसमें वैकल्पिक ऑक्सीजन और कार्बन परमाणुओं वाले तेल शामिल होते हैं - एक श्रेणी जो सभी वनस्पति तेलों को शामिल करती है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि जैसे ही ये तेल पानी की दो बूंदों के बीच सीमित हो जाते हैं, वे अपने हाइड्रोफिलिक भागों को पानी की ओर और हाइड्रोफोबिक भागों को पानी से दूर "चयन" करके अपना विन्यास बदल सकते हैं। बिबेट कहते हैं, "हाइड्रोफोबिक भागों की आत्मीयता से प्रेरित अल्ट्राथिन चिपकने वाली फिल्म दो इंटरफेस के करीब आते ही अनायास विकसित हो जाती है।" "फ़िल्म तब इंटरफ़ेस की मुक्त ऊर्जा को कम करते हुए एक विशाल चिपचिपाहट प्राप्त करती है - कुछ ऐसा जो पानी और तेल की बूंदों के एक साथ चिपकने से प्रकट होता है।"
उन्होंने आगे कहा कि दो अघुलनशील तरल पदार्थों के बीच इस तरह की सहज जेलिंग पहले कभी नहीं देखी गई थी।
कोलाइडयन मिश्रण एक बार में छह चरणों में मौजूद होता है
चूँकि अधिकांश वनस्पति तेलों को पॉलिमराइज़ किया जा सकता है, उन्हें पानी के साथ मिलाकर शोधकर्ताओं को पूरी तरह से बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर सामग्री बनाने की अनुमति मिल सकती है। बिबेट के लिए, सबसे स्पष्ट अनुप्रयोगों में से एक जो दिमाग में आता है वह सौंदर्य प्रसाधन और सुगंध जैसे उद्योगों के लिए बायोडिग्रेडेबल कैप्सूल है।
वह बताते हैं कि यह तकनीक शोधकर्ताओं को नए प्रकार के प्लास्टिक बनाने की भी अनुमति दे सकती है जिसमें बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर और मात्रा के हिसाब से 90% तक पानी हो। भौतिकी की दुनिया. वे कहते हैं, "दोनों चरणों को पूरे मिश्रण में समरूप बनाया जा सकता है (और नियंत्रित किया जा सकता है), जो हमें एक अद्वितीय द्वि-निरंतर, सह-अस्तित्व वाले हाइड्रोफिलिक और हाइड्रोफोबिक सामग्री का उत्पादन करने की अनुमति दे सकता है।" "इसके अनुप्रयोग ऊतक इंजीनियरिंग, बायोडिग्रेडेबल पैकिंग और सामान्य रूप से प्लास्टिक को बदलने के लिए सामग्री जैसे विविध क्षेत्रों में हो सकते हैं।"
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- स्रोत: https://physicsworld.com/a/mixing-water-and-oil-no-surfactants-needed/
