मोम में नैनोकणों के फैलाव – स्थिर फ़ॉर्मूलेशन बनाएँ!

मोम मैट्रिक्स में नैनोकणों को फैलाना कोटिंग, सौंदर्य प्रसाधन, औषधि और प्रावस्था-परिवर्तन सामग्रियों के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण, किंतु चुनौतीपूर्ण अनुप्रयोग है। पिघले हुए मोमों की अंतर्निहित श्यानता, उनकी जलविरोधी प्रकृति और उच्च पृष्ठीय ऊर्जाओं के कारण नैनोकणों में संपिंडन की प्रवृत्ति को देखते हुए, नैनोकण-मोम फैलाव तैयार करने के लिए तकनीकी जानकारी आवश्यक है। Hielscher सोनिकेटर बेंच-टॉप और औद्योगिक उत्पादन में स्थिर नैनोकण-मोम फैलाव बनाने के लिए आवश्यक फैलाव शक्ति, सटीक नियंत्रण क्षमता और उत्पादन का पैमाना बढ़ाने की क्षमता प्रदान करते हैं।

मोम में नैनोकणों के फैलाव की चुनौतियाँ

नैनोकण – चाहे वे धात्विक हों, सिरेमिक हों या कार्बन-आधारित – प्रबल वान डर वाल्स अंतःक्रियाओं के कारण आसानी से समुच्चय बना लेते हैं। मोम में ध्रुवीय विलायकों या स्थिरकारी पदार्थों की कमी से ये अंतःक्रियाएँ और बढ़ जाती हैं। यांत्रिक विलोडन या रोटर-स्टेटर होमोजेनाइज़र अक्सर अपर्याप्त सिद्ध होते हैं, विशेष रूप से जब नैनोकणों का व्यास 100 nm से कम हो या कणों की उच्च मात्रा आवश्यक हो। समांगी फैलाव के लिए ऐसी ऊर्जा का निवेश आवश्यक होता है जो नैनोस्तर पर संपिंडों को तोड़ सके और साथ ही कणों की सतह को मोम माध्यम से भिगो सके।

अल्ट्रासोनिक नैनो-फैलाव की क्रियाविधि

अल्ट्रासोनिक फैलाव की उल्लेखनीय प्रभावशीलता ध्वनिक कैविटेशन की विशिष्ट कार्यप्रणाली में निहित है। जब उच्च तीव्रता और निम्न आवृत्ति वाली अल्ट्रासाउंड तरंगें किसी द्रव, जैसे पिघले हुए मोम, में संचरित होती हैं, तो प्रोब-प्रकार के सोनिकेटर तीव्र कैविटेशन बल उत्पन्न करते हैं। कैविटेशन के दौरान बुलबुलों के ध्वस्त होने से अत्यधिक अपरूपण प्रवणताओं, आघात तरंगों और सूक्ष्म जेटों वाले स्थानीय अति-तप्त क्षेत्र बनते हैं। ये क्षणिक बल कणों के बीच आसंजन पर काबू पाते हैं और नैनोकण समूहों के संपिंडों को कुशलतापूर्वक तोड़ते हैं।
इसके अतिरिक्त, अल्ट्रासोनिकेशन पिघले हुए मोम द्वारा नैनोकणों की सतहों के भिगोने को बेहतर बनाता है। कैविटेशन बुलबुलों के बार-बार ध्वस्त होने से अंतरापृष्ठीय तनाव कम होता है, जिससे मोम के अणु कणों के बीच प्रवेश कर पाते हैं और उन्हें स्थानिक अवरोध के माध्यम से स्थिर करते हैं।

अल्ट्रासोनिक रूप से तैयार मोम नैनोफैलावों के अनुप्रयोग

मोम में नैनोकणों को समांगी रूप से फैलाने की क्षमता अनेक अनुप्रयोगों के रास्ते खोलती है:

• कोटिंग और पॉलिश: सिलिका या ऐलुमिना नैनोकण मिलाने से कठोरता, खरोंच प्रतिरोध और चमक बढ़ती है।
• सौंदर्य प्रसाधन फ़ॉर्मूलेशन: टाइटेनियम डाइऑक्साइड या जिंक ऑक्साइड नैनोकण पारदर्शिता बनाए रखते हुए UV सुरक्षा प्रदान करते हैं।
• प्रावस्था-परिवर्तन सामग्रियाँ (PCMs): ग्राफीन, कार्बन नैनोट्यूब या धातु ऑक्साइड ऊष्मीय चालकता बढ़ाते हैं, जिससे ऊर्जा प्रणालियों में ऊष्मा भंडारण की दक्षता बेहतर होती है।
• औषधि वितरण: मोम में समाहित वसास्नेही नैनोकण त्वचा पर लगाए जाने वाले या मौखिक फ़ॉर्मूलेशन में धीमी गति से औषधि मुक्त करने वाले भंडारों का काम करते हैं।

मोम-नैनोकण फ़ॉर्मूलेशन के लिए अल्ट्रासोनिक डिस्पर्सर

Hielscher के उच्च-प्रदर्शन वाले प्रोब-प्रकार के सोनिकेटरों से अल्ट्रासोनिक फैलाव स्थिर मोम नैनोफैलावों के उत्पादन की एक सुदृढ़ तकनीक है, जिसका पैमाना बढ़ाया जा सकता है।
Hielscher के प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिक सिस्टम अपनी उच्च प्रसंस्करण क्षमता, प्रक्रिया मापदंडों के सटीक नियंत्रण और रैखिक रूप से पैमाना बढ़ाने की क्षमता के कारण नैनोकण प्रसंस्करण में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। चाहे आपको बैच में मोम-नैनोकण फैलाव तैयार करने हों या निरंतर इनलाइन उत्पादन में, Hielscher Ultrasonics आदर्श सोनिकेशन व्यवस्था प्रदान करता है: अल्ट्रासोनिक प्रयोगशाला होमोजेनाइज़र अनुसंधान और उत्पाद विकास के लिए सर्वोत्तम उपकरण हैं, जबकि औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रवाह सेल उच्चतम गुणवत्ता मानकों को पूरा करने वाले स्थिर मोम नैनोफैलावों का उत्पादन संभव बनाते हैं।
उच्चतम गुणवत्ता मानकों के अनुसार निर्मित Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर सुदृढ़ता, उपयोग में सहजता और औद्योगिक प्रक्रियाओं में आसान एकीकरण को एक साथ प्रदान करते हैं। कठिन परिवेशों का सामना करने के लिए डिज़ाइन किए गए इन उपकरणों में अत्याधुनिक तकनीक है, ये ISO प्रमाणित हैं और CE, UL, CSA तथा RoHS की आवश्यकताओं का अनुपालन करते हैं।

नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

साहित्य / संदर्भ

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• 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.