கலவை, pH மற்றும் அயனி நிலைகளில் கோகாமிடோப்ரோபைல் பீட்டைன்-சோடியம் மெத்தில் கோகோயில் டாரேட்டின் சல்பேட் இல்லாத சர்பாக்டான்ட் கலவைகளின் வேதியியல் இயக்கவியலை வகைப்படுத்துதல்.

அறிமுகம்

எதிர் மின்னூட்டப்பட்ட உயிரினங்களைக் கொண்ட அக்வஸ் பைனரி சர்பாக்டான்ட் அமைப்புகள், அழகுசாதனப் பொருட்கள், மருந்துகள், வேளாண் வேதிப்பொருட்கள் மற்றும் உணவு பதப்படுத்தும் தொழில்கள் உள்ளிட்ட பல தொழில்துறை துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த அமைப்புகளின் பரவலான ஏற்றுக்கொள்ளல் முதன்மையாக அவற்றின் உயர்ந்த இடைமுக மற்றும் ரியாலஜிக்கல் செயல்பாடுகளுக்குக் காரணம், இது பல்வேறு சூத்திரங்களில் மேம்பட்ட செயல்திறனை செயல்படுத்துகிறது. இத்தகைய சர்பாக்டான்ட்களை புழு போன்ற, சிக்கிய திரட்டுகளாக சினெர்ஜிஸ்டிக் சுய-அசெம்பிளி செய்வது, அதிகரித்த விஸ்கோஎலாஸ்டிசிட்டி மற்றும் குறைக்கப்பட்ட இடைமுக பதற்றம் உள்ளிட்ட மிகவும் சரிசெய்யக்கூடிய மேக்ரோஸ்கோபிக் பண்புகளை வழங்குகிறது. குறிப்பாக, அனானிக் மற்றும் ஸ்விட்டோரியோனிக் சர்பாக்டான்ட்களின் சேர்க்கைகள் மேற்பரப்பு செயல்பாடு, பாகுத்தன்மை மற்றும் இடைமுக பதற்றம் பண்பேற்றம் ஆகியவற்றில் சினெர்ஜிஸ்டிக் மேம்பாடுகளை வெளிப்படுத்துகின்றன. இந்த நடத்தைகள் துருவ தலை குழுக்கள் மற்றும் சர்பாக்டான்ட்களின் ஹைட்ரோபோபிக் வால்களுக்கு இடையிலான தீவிரமான எலக்ட்ரோஸ்டேடிக் மற்றும் ஸ்டெரிக் தொடர்புகளிலிருந்து எழுகின்றன, ஒற்றை-சர்பாக்டான்ட் அமைப்புகளுடன் வேறுபடுகின்றன, அங்கு விரட்டும் எலக்ட்ரோஸ்டேடிக் சக்திகள் பெரும்பாலும் செயல்திறன் உகப்பாக்கத்தை கட்டுப்படுத்துகின்றன.

கோகாமிடோப்ரோபைல் பீடைன் (CAPB; SMILES: CCCCCCCCCCCC(=O)NCCCN+ (C)CC([O−])=O) என்பது அதன் லேசான சுத்திகரிப்பு செயல்திறன் மற்றும் முடி-சீரமைப்பு பண்புகள் காரணமாக அழகுசாதன சூத்திரங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஆம்போடெரிக் சர்பாக்டான்ட் ஆகும். CAPB இன் zwitterionic தன்மை, அயனி சர்பாக்டான்ட்களுடன் மின்னியல் சினெர்ஜியை செயல்படுத்துகிறது, நுரை நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் சிறந்த சூத்திர செயல்திறனை ஊக்குவிக்கிறது. கடந்த ஐந்து தசாப்தங்களாக, CAPB–சோடியம் லாரில் ஈதர் சல்பேட் (SLES) போன்ற சல்பேட் அடிப்படையிலான சர்பாக்டான்ட்களுடன் கூடிய CAPB கலவைகள் தனிப்பட்ட பராமரிப்பு தயாரிப்புகளில் அடித்தளமாகிவிட்டன. இருப்பினும், சல்பேட் அடிப்படையிலான சர்பாக்டான்ட்களின் செயல்திறன் இருந்தபோதிலும், அவற்றின் தோல் எரிச்சல் திறன் மற்றும் எத்தாக்சிலேஷன் செயல்முறையின் துணை விளைபொருளான 1,4-டையாக்சேன் இருப்பது குறித்த கவலைகள் சல்பேட் இல்லாத மாற்றுகளில் ஆர்வத்தைத் தூண்டியுள்ளன. டாரேட்டுகள், சார்கோசினேட்டுகள் மற்றும் குளுட்டமேட்டுகள் போன்ற அமினோ-அமில அடிப்படையிலான சர்பாக்டான்ட்கள் நம்பிக்கைக்குரிய வேட்பாளர்களில் அடங்கும், அவை மேம்பட்ட உயிர் இணக்கத்தன்மை மற்றும் லேசான பண்புகளை வெளிப்படுத்துகின்றன [9]. ஆயினும்கூட, இந்த மாற்றுகளின் ஒப்பீட்டளவில் பெரிய துருவ தலை குழுக்கள் பெரும்பாலும் மிகவும் சிக்கலான மைக்கேலர் கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதைத் தடுக்கின்றன, இதனால் வேதியியல் மாற்றியமைப்பாளர்களின் பயன்பாடு தேவைப்படுகிறது.

சோடியம் மெத்தில் கோகோயில் டாரேட் (SMCT; புன்னகை:
CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CCS(=O)(=O)O[Na]) என்பது N-மெத்தில்டாரைன் (2-மெத்தில்அமினோஎத்தேன்சல்போனிக் அமிலம்) மற்றும் தேங்காய்-பெறப்பட்ட கொழுப்பு அமில சங்கிலியின் அமைடு இணைப்பு மூலம் சோடியம் உப்பாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட ஒரு அயனி சர்பாக்டான்ட் ஆகும். SMCT ஒரு வலுவான அயனி சல்போனேட் குழுவுடன் ஒரு அமைடு-இணைக்கப்பட்ட டாரைன் தலைக்குழுவைக் கொண்டுள்ளது, இது மக்கும் தன்மை கொண்டது மற்றும் தோல் pH உடன் இணக்கமானது, இது சல்பேட் இல்லாத சூத்திரங்களுக்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வேட்பாளராக நிலைநிறுத்துகிறது. டாரேட் சர்பாக்டான்ட்கள் அவற்றின் சக்திவாய்ந்த சவர்க்காரம், கடின நீர் மீள்தன்மை, லேசான தன்மை மற்றும் பரந்த pH நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

சர்பாக்டான்ட் அடிப்படையிலான தயாரிப்புகளின் நிலைத்தன்மை, அமைப்பு மற்றும் செயல்திறனை தீர்மானிப்பதில் வெட்டு பாகுத்தன்மை, விஸ்கோஎலாஸ்டிக் மாடுலி மற்றும் மகசூல் அழுத்தம் உள்ளிட்ட ரியாலஜிக்கல் அளவுருக்கள் முக்கியமானவை. உதாரணமாக, உயர்ந்த வெட்டு பாகுத்தன்மை அடி மூலக்கூறு தக்கவைப்பை மேம்படுத்தலாம், அதே நேரத்தில் மகசூல் அழுத்தம் தோல் அல்லது முடிக்கு பயன்பாட்டிற்குப் பிறகு சூத்திரத்தின் ஒட்டுதலை நிர்வகிக்கிறது. இந்த மேக்ரோஸ்கோபிக் ரியாலஜிக்கல் பண்புக்கூறுகள் சர்பாக்டான்ட் செறிவு, pH, வெப்பநிலை மற்றும் இணை-கரைப்பான்கள் அல்லது சேர்க்கைகளின் இருப்பு உள்ளிட்ட பல காரணிகளால் மாற்றியமைக்கப்படுகின்றன. எதிரெதிர் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சர்பாக்டான்ட்கள் கோள மைக்கேல்கள் மற்றும் வெசிகல்ஸ் முதல் திரவ படிக கட்டங்கள் வரை பல்வேறு நுண் கட்டமைப்பு மாற்றங்களுக்கு உட்படலாம், இது மொத்த ரியாலஜியை ஆழமாக பாதிக்கிறது. ஆம்போடெரிக் மற்றும் அயனி சர்பாக்டான்ட்களின் கலவைகள் பெரும்பாலும் நீளமான புழு போன்ற மைக்கேல்களை (WLMs) உருவாக்குகின்றன, இது விஸ்கோஎலாஸ்டிக் பண்புகளை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது. எனவே, தயாரிப்பு செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கு நுண் கட்டமைப்பு-சொத்து உறவுகளைப் புரிந்துகொள்வது மிகவும் முக்கியமானது.

CAPB–SLES போன்ற ஒத்த பைனரி அமைப்புகளை, அவற்றின் பண்புகளின் நுண் கட்டமைப்பு அடிப்படையை தெளிவுபடுத்துவதற்காக, ஏராளமான சோதனை ஆய்வுகள் ஆய்வு செய்துள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, மிட்ரினோவா மற்றும் பலர். [13] ரியோமெட்ரி மற்றும் டைனமிக் லைட் ஸ்கேட்டரிங் (DLS) ஐப் பயன்படுத்தி CAPB–SLES–மீடியம்-சங்கிலி கோ-சர்பாக்டான்ட் கலவைகளில் கரைசல் பாகுத்தன்மையுடன் தொடர்புடைய மைக்கேல் அளவு (ஹைட்ரோடைனமிக் ஆரம்). மெக்கானிக்கல் ரியோமெட்ரி இந்த கலவைகளின் நுண் கட்டமைப்பு பரிணாம வளர்ச்சியைப் பற்றிய நுண்ணறிவை வழங்குகிறது மற்றும் பரவலான அலை நிறமாலை (DWS) ஐப் பயன்படுத்தி ஆப்டிகல் மைக்ரோரியாலஜி மூலம் அதிகரிக்க முடியும், இது அணுகக்கூடிய அதிர்வெண் களத்தை விரிவுபடுத்துகிறது, குறிப்பாக WLM தளர்வு செயல்முறைகளுக்கு பொருத்தமான குறுகிய-நேர அளவிலான இயக்கவியலைப் பிடிக்கிறது. DWS மைக்ரோரியாலஜியில், உட்பொதிக்கப்பட்ட கூழ் ஆய்வுகளின் சராசரி சதுர இடப்பெயர்ச்சி காலப்போக்கில் கண்காணிக்கப்படுகிறது, இது பொதுவான ஸ்டோக்ஸ்-ஐன்ஸ்டீன் உறவு வழியாக சுற்றியுள்ள ஊடகத்தின் நேரியல் விஸ்கோஎலாஸ்டிக் மாடுலியைப் பிரித்தெடுக்க உதவுகிறது. இந்த நுட்பத்திற்கு குறைந்தபட்ச மாதிரி அளவுகள் மட்டுமே தேவைப்படுகின்றன, எனவே வரையறுக்கப்பட்ட பொருள் கிடைக்கும் தன்மையுடன் சிக்கலான திரவங்களைப் படிப்பதற்கு சாதகமானது, எ.கா. புரத அடிப்படையிலான சூத்திரங்கள். பரந்த அதிர்வெண் நிறமாலை முழுவதும் <Δr²(t)> தரவின் பகுப்பாய்வு, கண்ணி அளவு, சிக்கல் நீளம், நிலைத்தன்மை நீளம் மற்றும் விளிம்பு நீளம் போன்ற மைக்கேலர் அளவுருக்களின் மதிப்பீட்டை எளிதாக்குகிறது. CAPB–SLES கலவைகள் கேட்ஸின் கோட்பாட்டின் கணிப்புகளுக்கு இணங்குகின்றன என்பதை அமீன் மற்றும் பலர் நிரூபித்தனர், உப்பு சேர்ப்பதன் மூலம் பாகுத்தன்மையில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்பைக் காட்டுகிறது, ஒரு முக்கியமான உப்பு செறிவு வரை, அதற்கு அப்பால் பாகுத்தன்மை விரைவாகக் குறைகிறது - WLM அமைப்புகளில் ஒரு பொதுவான பதில், சூ மற்றும் அமீன் SLES–CAPB–CCB கலவைகளை ஆய்வு செய்ய இயந்திர ரியோமெட்ரி மற்றும் DWS ஐப் பயன்படுத்தினர், இது சிக்கிய WLM உருவாக்கத்தைக் குறிக்கும் ஒரு மேக்ஸ்வெல்லியன் ரியோலாஜிக்கல் பதிலை வெளிப்படுத்தியது, இது DWS அளவீடுகளிலிருந்து ஊகிக்கப்பட்ட நுண் கட்டமைப்பு அளவுருக்களால் மேலும் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது. இந்த முறைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு, தற்போதைய ஆய்வு இயந்திர ரியோமெட்ரி மற்றும் DWS நுண் ரியோலஜியை ஒருங்கிணைத்து, நுண் கட்டமைப்பு மறுசீரமைப்புகள் CAPB–SMCT கலவைகளின் வெட்டு நடத்தையை எவ்வாறு இயக்குகின்றன என்பதை தெளிவுபடுத்துகிறது.

மென்மையான மற்றும் நிலையான சுத்திகரிப்பு முகவர்களுக்கான தேவை அதிகரித்து வருவதால், சல்பேட் இல்லாத அயனி சர்பாக்டான்ட்களின் ஆய்வு, உருவாக்க சவால்கள் இருந்தபோதிலும் வேகத்தை அதிகரித்துள்ளது. சல்பேட் இல்லாத அமைப்புகளின் தனித்துவமான மூலக்கூறு கட்டமைப்புகள் பெரும்பாலும் மாறுபட்ட ரியாலஜிக்கல் சுயவிவரங்களை வழங்குகின்றன, இது உப்பு அல்லது பாலிமெரிக் தடித்தல் போன்ற பாகுத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கான வழக்கமான உத்திகளை சிக்கலாக்குகிறது. உதாரணமாக, யார்க் மற்றும் பலர், அல்கைல் ஓலிஃபின் சல்போனேட் (AOS), அல்கைல் பாலிகுளுக்கோசைடு (APG) மற்றும் லாரில் ஹைட்ராக்ஸிசல்டைன் ஆகியவற்றைக் கொண்ட பைனரி மற்றும் டெர்னரி சர்பாக்டான்ட் கலவைகளின் நுரைத்தல் மற்றும் ரியாலஜிக்கல் பண்புகளை முறையாக ஆராய்வதன் மூலம் சல்பேட் அல்லாத மாற்றுகளை ஆராய்ந்தனர். AOS–சல்டைனின் 1:1 விகிதம் CAPB–SLES ஐப் போன்ற வெட்டு-மெல்லிய மற்றும் நுரை பண்புகளைக் காட்டியது, இது WLM உருவாவதைக் குறிக்கிறது. ராஜ்புத் மற்றும் பலர். [26] DLS, SANS மற்றும் ரியோமெட்ரி மூலம் அயனி அல்லாத இணை-சர்பாக்டான்ட்களுடன் (கோகாமைடு டைத்தனோலமைன் மற்றும் லாரில் குளுக்கோசைடு) மற்றொரு சல்பேட் இல்லாத அயனி சர்பாக்டான்ட், சோடியம் கோகோயில் கிளைசினேட் (SCGLY) ஆகியவற்றை மதிப்பீடு செய்தது. SCGLY மட்டும் முக்கியமாக கோள மைக்கேல்களை உருவாக்கியிருந்தாலும், இணை-சர்பாக்டான்ட் சேர்த்தல் pH- இயக்கப்படும் பண்பேற்றத்திற்கு ஏற்ற மிகவும் சிக்கலான மைக்கேல் உருவவியல்களை உருவாக்க உதவியது.

இந்த முன்னேற்றங்கள் இருந்தபோதிலும், CAPB மற்றும் டாரேட்டுகளை உள்ளடக்கிய நிலையான சல்பேட் இல்லாத அமைப்புகளின் ரியாலஜிக்கல் பண்புகளை ஒப்பீட்டளவில் சில ஆய்வுகள் இலக்காகக் கொண்டுள்ளன. இந்த ஆய்வு CAPB–SMCT பைனரி அமைப்பின் முதல் முறையான ரியாலஜிக்கல் பண்புகளில் ஒன்றை வழங்குவதன் மூலம் இந்த இடைவெளியை நிரப்புவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. சர்பாக்டான்ட் கலவை, pH மற்றும் அயனி வலிமையை முறையாக மாற்றுவதன் மூலம், வெட்டு பாகுத்தன்மை மற்றும் பாகுத்தன்மையை நிர்வகிக்கும் காரணிகளை நாங்கள் தெளிவுபடுத்துகிறோம். இயந்திர ரியாமெட்ரி மற்றும் DWS மைக்ரோரியாலஜியைப் பயன்படுத்தி, CAPB–SMCT கலவைகளின் ஷியர் நடத்தைக்கு அடிப்படையான நுண் கட்டமைப்பு மறுசீரமைப்புகளை நாங்கள் அளவிடுகிறோம். இந்த கண்டுபிடிப்புகள் WLM உருவாவதை ஊக்குவிப்பதில் அல்லது தடுப்பதில் pH, CAPB–SMCT விகிதம் மற்றும் அயனி அளவுகளுக்கு இடையிலான தொடர்பை தெளிவுபடுத்துகின்றன, இதன் மூலம் பல்வேறு தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு நிலையான சர்பாக்டான்ட் அடிப்படையிலான தயாரிப்புகளின் ரியாலஜிக்கல் சுயவிவரங்களைத் தனிப்பயனாக்குவது குறித்த நடைமுறை நுண்ணறிவுகளை வழங்குகின்றன.