পানির সংস্পর্শে আসা কোণকে উন্মোচিত করা: একটি ক্ষুদ্র ফোঁটা, একটি বিশাল পৃথিবী

আমাদের দৈনন্দিন জীবনে আমরা প্রায়ই এরকম দৃশ্য দেখতে পাই: লোটাস পাতার উপর শিশিরের ফোঁটা স্ফটিক স্বচ্ছ, যেমন রোলিং পার্লার, যখন পানির ফোঁটা গ্লাসের পৃষ্ঠের উপর ছড়িয়ে পড়ে।এর পিছনে রয়েছে পৃষ্ঠ বিজ্ঞান ঊর্ধ্বতন যোগাযোগ কোণ (ডব্লিউসিএ) ।এটি কেবল তরল এবং শক্ত পৃষ্ঠের মধ্যে মিথস্ক্রিয়াটির একটি স্বজ্ঞাত প্রকাশ নয়, তবে একটি উপাদানের পৃষ্ঠের ভিজাযোগ্যতা পরিমাপের জন্য একটি মূল মেট্রিক।

পানির যোগাযোগের কোণ কত?

জল যোগাযোগ কোণ, নাম অনুসারে, এমন একটি কোণ যেখানে তরল (সাধারণত জল), গ্যাস এবং শক্ত পদার্থের একটি ড্রপলেট একটি সমতল, অভিন্ন শক্ত পৃষ্ঠের উপর ছেদ করে।এটি তরল-গ্যাস ইন্টারফেস এবং কঠিন-তরল ইন্টারফেস এর স্পর্শকাতর লাইন মধ্যে কোণ, সাধারণত গ্রীক অক্ষর θ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

এই সহজ কোণটি একটি উপাদান "হাইড্রোফিলিক" বা "হাইড্রোফোবিক" কিনা তা নির্ধারণ করেঃ

θ < ৯০° হাইড্রোফিলিক পৃষ্ঠ। পানির ফোঁটা ছড়িয়ে পড়ার প্রবণতা রয়েছে, যা শক্ত পৃষ্ঠের সাথে ভাল ভিজাযোগ্যতার ইঙ্গিত দেয়। উদাহরণঃ গ্লাস, পরিষ্কার ধাতব পৃষ্ঠ, তুলা কাপড়।

অত্যন্ত হাইড্রোফিলিকঃ θ ০° এর কাছাকাছি, ড্রপলেটটি প্রায় সম্পূর্ণরূপে সমতল হয়ে যায়, একটি পাতলা জল ফিল্ম গঠন করে।

θ > 90°: হাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠ**। পানির ফোঁটাগুলি গোলাকার হয়ে থাকে এবং সহজে সরে যায়। উদাহরণঃ লোটাস পাতা, মোমের কাগজ, রেইনকোট লেপ।

অত্যন্ত হাইড্রোফোবিকঃ θ > 150°, প্রায়শই একটি সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠ হিসাবে উল্লেখ করা হয়। পানির ফোঁটা প্রায় নিখুঁত গোলাকার গঠন করে, খুব সহজে রোল আউট,এবং উপরিভাগ থেকে ময়লা সংগ্রহ করে। এটা বিখ্যাত "লটাস এফেক্ট". "

θ = 180°: একটি তত্ত্বগত অবস্থা যা নিখুঁতভাবে ভিজা হয় না, যা বাস্তবে প্রায় কখনও বিদ্যমান থাকে না।

যোগাযোগের কোণ কেন এত গুরুত্বপূর্ণ?

যোগাযোগ কোণ একটি তাত্ত্বিক ধারণার চেয়ে অনেক বেশি; এটি বৈজ্ঞানিক গবেষণা এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

1. পৃষ্ঠের পরিচ্ছন্নতা এবং অ্যান্টি-ফাউলিংঃ সুপারহাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠগুলি (উচ্চ যোগাযোগের কোণ) স্ব-পরিচ্ছন্ন। বৃষ্টির ফোঁটাগুলি রোল আউট হওয়ার সাথে সাথে তারা ধুলো এবং দূষণকারীগুলি শোষণ করে এবং বহন করে।এই নীতি বিল্ডিং বাইরের লেপ প্রয়োগ করা হয়, অটোমোবাইল গ্লাস এবং উইন্ডোজ, টেক্সটাইল এবং আউটডোর পোশাক।

2লেপ এবং মুদ্রণ শিল্পঃ মুদ্রণ, স্প্রে এবং রঙিন প্রক্রিয়ায়, কালি বা লেপগুলি লেপের অভিন্নতা এবং আঠালো নিশ্চিত করতে সাবস্ট্র্যাটটি ভালভাবে ভিজিয়ে রাখতে হবে (নিম্ন যোগাযোগের কোণ) ।যোগাযোগ কোণ পরিমাপ এই প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজ করতে সাহায্য করে.

3মাইক্রোফ্লুইডিক্স এবং বায়োচিপঃ মাইক্রন-স্কেল চিপ চ্যানেলে, তরল প্রবাহ সম্পূর্ণরূপে পৃষ্ঠের টেনশন দ্বারা প্রভাবিত হয়।বিভিন্ন অঞ্চলে যোগাযোগের কোণ (হাইড্রোফিলিক বা হাইড্রোফোবিক) সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করে, বিজ্ঞানীরা তরল দিকনির্দেশ, মিশ্রণ এবং বিচ্ছেদকে বৈদ্যুতিক সার্কিট ডিজাইন করার মতো পরিচালনা করতে পারেন।

4চিকিৎসা ও জীববিজ্ঞানঃ মানবদেহে লাগানো চিকিৎসা সরঞ্জামগুলির (যেমন কৃত্রিম জয়েন্ট, কার্ডিওভাসকুলার স্ট্যান্ট) পৃষ্ঠের ভিজ্বরতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।হাইড্রোফিলিক পৃষ্ঠগুলি প্রায়ই কোষের সংযুক্তি এবং টিস্যু বৃদ্ধির প্রচার করেকিছু হাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠগুলি প্রোটিন অ্যাডসরপশন এবং রক্ত জমাট বাঁধতে পারে।

5. নতুন শক্তি এবং অর্ধপরিবাহীঃ জ্বালানী কোষগুলিতে, ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠের যোগাযোগের কোণ জল পরিচালনার দক্ষতাকে প্রভাবিত করে।সিলিকন ওয়েফারে ফোটোরেসিস্টের ভিজে যাওয়ার ক্ষমতা সরাসরি প্যাটার্নের নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করে.

যোগাযোগের কোণ কিভাবে পরিমাপ করা হয়?

সর্বাধিক সাধারণ এবং ক্লাসিকাল পরিমাপ পদ্ধতি হল সেসিল ড্রপ পদ্ধতি।

1নমুনা পৃষ্ঠের উপর একটি ক্ষুদ্র, স্থিতিশীল ড্রপলেট (সাধারণত ২-৫ মাইক্রোলিটার) তৈরি করতে একটি সুনির্দিষ্ট মাইক্রো-সিরিঞ্জ ব্যবহার করা হয়।

2একটি উচ্চ-রেজোলিউশনের ক্যামেরা এবং আলোর উৎস দিয়ে সজ্জিত একটি যোগাযোগ কোণ গনিমিটার ড্রপলেটটির একটি পাশের চিত্র ক্যাপচার করে।

3সফটওয়্যারটি চিত্রটি বিশ্লেষণ করে, স্বয়ংক্রিয়ভাবে কঠিন-তরল-গ্যাস ট্রিপল পয়েন্টে একটি টানজেন্ট ফিট করে, এবং কোণ মান গণনা করে।

আরো সঠিক এবং ব্যাপক তথ্যের জন্য, অগ্রসর কোণ এবং পিছন কোণ কখনও কখনও পরিমাপ করা হয়। তাদের মধ্যে পার্থক্য যোগাযোগ কোণ Hysteresis বলা হয়,যা পৃষ্ঠের রুক্ষতা এবং রাসায়নিক ভিন্নতার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত.

পানির বাইরেঃ আরও বিস্তৃত প্রয়োগ

যদিও এটি "জল যোগাযোগ কোণ" বলা হয়, পরিমাপ তরল পানি সীমাবদ্ধ নয়। অ্যাপ্লিকেশন উপর নির্ভর করে, বিভিন্ন তরল (যেমন, তেল, রক্ত,ইলেক্ট্রোলাইট) ব্যবহার করা যেতে পারে নির্দিষ্ট তরল একটি পৃষ্ঠের wettability মূল্যায়ন করতেএটি লুব্রিকেন্ট, কসমেটিক্স এবং খাদ্য শিল্পের ক্ষেত্রেও সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ।

সিদ্ধান্ত

একটি সামান্য পানির টুকরো, যখন একটি উপাদান পৃষ্ঠের উপর নির্ভর করে, আমাদের জন্য একটি উইন্ডো হয়ে যায় যা আমাদেরকে ক্ষুদ্র পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলি সম্পর্কে জানায়। যোগাযোগ কোণ, একটি সহজ কিন্তু শক্তিশালী পরামিতি,মৌলিক গবেষণা এবং অত্যাধুনিক প্রযুক্তির সংযোগ স্থাপন করেপ্রকৃতির অলৌকিক "লোটাস এফেক্ট" থেকে শুরু করে উচ্চ প্রযুক্তির ন্যানোচিপ পর্যন্ত এর মূল্য সর্বত্রই রয়েছে।এটি আমাদের গভীরভাবে মনে করিয়ে দেয় যে অনেক বড় বৈজ্ঞানিক আবিষ্কার প্রায়ই আমাদের চারপাশের সাধারণ ঘটনাগুলো সম্পর্কে সাবধানে পর্যবেক্ষণ এবং গভীর চিন্তাভাবনা দিয়ে শুরু হয়.