મીણમાં નેનોકણોના વિક્ષેપણો – સ્થિર ફોર્મ્યુલેશનો બનાવો!

મીણના મેટ્રિક્સમાં નેનોકણોનું વિક્ષેપણ કરવું એ કોટિંગ્સ, સૌંદર્યપ્રસાધનો, ઔષધો અને અવસ્થા-પરિવર્તન સામગ્રીઓમાં એક મહત્વપૂર્ણ, પરંતુ પડકારજનક ઉપયોગ છે. પીગળેલા મીણની અંતર્નિહિત શ્યાનતા, તેની જલવિરોધકતા અને ઉચ્ચ પૃષ્ઠ ઊર્જાઓને કારણે નેનોકણોની ગઠ્ઠા બનાવવાની વૃત્તિને ધ્યાનમાં લેતાં, નેનોકણ-મીણ વિક્ષેપણ તૈયાર કરવા માટે તકનીકી જાણકારી જરૂરી છે. Hielscher સોનિકેટરો બેન્ચ-ટોપ અને ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં સ્થિર નેનોકણ-મીણ વિક્ષેપણોના ઉત્પાદન માટે વિક્ષેપણ શક્તિ, ચોક્કસ નિયંત્રણક્ષમતા અને ઉત્પાદનનું પ્રમાણ વધારવાની ક્ષમતા પૂરી પાડે છે.

મીણમાં નેનોકણોના વિક્ષેપણના પડકારો

નેનોકણો – ભલે તે ધાત્વિક, સિરામિક કે કાર્બન-આધારિત હોય – પ્રબળ વાન ડર વાલ્સ આંતરક્રિયાઓને કારણે સહેલાઈથી સમુચ્ચયો બનાવે છે. મીણમાં ધ્રુવીય દ્રાવકો અથવા સ્થિરકોના અભાવને કારણે આ આંતરક્રિયાઓ વધુ તીવ્ર બને છે. યાંત્રિક હલાવટ અથવા રોટર-સ્ટેટર હોમોજેનાઇઝરો ઘણીવાર અપૂરતા સાબિત થાય છે, ખાસ કરીને જ્યારે નેનોકણોનો વ્યાસ 100 nm કરતાં ઓછો હોય અથવા જ્યારે કણોનું ઊંચું પ્રમાણ જરૂરી હોય. સમાનરૂપ વિક્ષેપણ માટે એવા ઊર્જા નિવેશની જરૂર પડે છે જે નેનોસ્તરે ગઠ્ઠાઓને તોડી શકે અને સાથે સાથે મીણના માધ્યમથી કણોની સપાટીને ભીની કરી શકે.

અલ્ટ્રાસોનિક નેનોવિક્ષેપણની કાર્યપદ્ધતિ

અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણની નોંધપાત્ર અસરકારકતા ધ્વનિક કેવિટેશનની અનન્ય કાર્યપદ્ધતિમાં રહેલી છે. જ્યારે ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળા, ઓછી આવર્તનવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો પ્રવાહી, દા.ત., પીગળેલા મીણમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે પ્રોબ-પ્રકારના સોનિકેટરો તીવ્ર કેવિટેશન બળો ઉત્પન્ન કરે છે. કેવિટેશન દરમિયાન પરપોટાઓના ધ્વંસથી અત્યંત ઊંચા કર્તન પ્રવણતાઓ, આઘાત તરંગો અને સૂક્ષ્મ જેટ ધરાવતા સ્થાનિક ઉચ્ચ તાપવાળા વિસ્તારો ઉત્પન્ન થાય છે. આ ક્ષણિક બળો આંતરકણીય આસંજનને વટાવીને નેનોકણોના ગઠ્ઠાઓને કાર્યક્ષમ રીતે વિખેરી નાખે છે.
વધુમાં, અલ્ટ્રાસોનિકેશન પીગળેલા મીણ દ્વારા નેનોકણોની સપાટીઓ ભીની થવાની ક્રિયાને વધારે છે. કેવિટેશન પરપોટાઓનો વારંવાર થતો ધ્વંસ આંતરપૃષ્ઠીય તાણ ઘટાડે છે, જેથી મીણના અણુઓ કણોની વચ્ચે પ્રવેશી શકે છે અને તેમને સ્ટેરિક રીતે સ્થિર કરી શકે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક રીતે તૈયાર કરેલા મીણના નેનોવિક્ષેપણોના ઉપયોગો

મીણમાં નેનોકણોને સમાનરૂપે વિક્ષેપિત કરવાની ક્ષમતા અનેકવિધ ઉપયોગો માટે માર્ગ ખોલે છે:

• કોટિંગ્સ અને પોલિશો: સિલિકા અથવા એલ્યુમિનાના નેનોકણો ઉમેરવાથી કઠિનતા, ઉઝરડા સામેનો પ્રતિકાર અને ચમક વધે છે.
• સૌંદર્યપ્રસાધન ફોર્મ્યુલેશનો: ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ અથવા ઝિંક ઓક્સાઇડના નેનોકણો પારદર્શિતા જાળવી રાખીને UV રક્ષણ આપે છે.
• અવસ્થા-પરિવર્તન સામગ્રીઓ (PCMs): ગ્રાફીન, કાર્બન નેનોટ્યૂબો અથવા ધાતુના ઓક્સાઇડો ઉષ્મીય વાહકતા વધારે છે, જેથી ઊર્જા પ્રણાલીઓમાં ઉષ્મા સંગ્રહની કાર્યક્ષમતા સુધરે છે.
• દવા પહોંચાડવાની પ્રણાલી: મીણમાં સમાવિષ્ટ લિપોફિલિક નેનોકણો ત્વચા પર લગાડવાના અથવા મૌખિક ફોર્મ્યુલેશનોમાં ધીમે ધીમે દવા મુક્ત કરતા ભંડાર તરીકે કાર્ય કરે છે.

મીણ-નેનોકણ ફોર્મ્યુલેશનો માટે અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સરો

Hielscher ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા પ્રોબ-પ્રકારના સોનિકેટરો વડે કરાતું અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપણ સ્થિર મીણના નેનોવિક્ષેપણોના ઉત્પાદન માટે એક મજબૂત અને ઉત્પાદનનું પ્રમાણ વધારી શકાય તેવી તકનીક છે.
Hielscher પ્રોબ-પ્રકારની અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલીઓનો તેમની ઉચ્ચ પ્રક્રિયાક્ષમતા, પરિમાણોના ચોક્કસ નિયંત્રણ અને રેખીય રીતે ઉત્પાદનનું પ્રમાણ વધારવાની ક્ષમતાને કારણે નેનોકણોની પ્રક્રિયા માટે વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. તમારે બેચમાં મીણ-નેનોકણ વિક્ષેપણો તૈયાર કરવા હોય કે સતત ઇનલાઇન ઉત્પાદનમાં, Hielscher Ultrasonics આદર્શ સોનિકેશન સેટઅપ પ્રદાન કરે છે: અલ્ટ્રાસોનિક પ્રયોગશાળા હોમોજેનાઇઝરો સંશોધન અને ઉત્પાદન વિકાસ માટે સંપૂર્ણપણે યોગ્ય સાધન છે, જ્યારે અલ્ટ્રાસોનિક ઔદ્યોગિક ફ્લો સેલો સર્વોચ્ચ ગુણવત્તા ધોરણો પૂર્ણ કરતા સ્થિર મીણના નેનોવિક્ષેપણોનું ઉત્પાદન શક્ય બનાવે છે.
સર્વોચ્ચ ગુણવત્તા ધોરણો અનુસાર બનાવવામાં આવેલા Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો મજબૂતાઈ, ઉપયોગમાં સરળતા અને ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં સરળ સંકલનને એકસાથે પ્રદાન કરે છે. કઠિન પરિસ્થિતિઓનો સામનો કરવા માટે રચાયેલા આ ઉપકરણો અત્યાધુનિક તકનીક ધરાવે છે, ISO પ્રમાણિત છે અને CE, UL, CSA તથા RoHSની આવશ્યકતાઓનું પાલન કરે છે.

નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની અંદાજિત પ્રક્રિયાક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:

સાહિત્ય / સંદર્ભો

• Szymańska, Iwona; Żbikowska, Anna; Kowalska, Małgorzata; Golec, Krzysztof (2021): Application of Oleogel and Conventional Fats for Ultrasound-assisted Obtaining of Vegan Creams. Journal of Oleo Science 70, 2021.
• Noonim, P.; Rajasekaran, B.; Venkatachalam, K. (2022): Structural Characterization and Peroxidation Stability of Palm Oil-Based Oleogel Made with Different Concentrations of Carnauba Wax and Processed with Ultrasonication. Gels 2022, 8, 763.
• A.R. Horrocks, B. Kandola, G.J. Milnes, A. Sitpalan, R.L. Hadimani (2012): The potential for ultrasound to improve nanoparticle dispersion and increase flame resistance in fibre-forming polymers. Polymer Degradation and Stability, Volume 97, Issue 12, 2012. 2511-2523.