செல்லுலோஸ் தண்ணீரை நன்றாக உறிஞ்சுகிறதா?

செல்லுலோஸ், பூமியில் மிக அதிகமான கரிம கலவை, குறிப்பிடத்தக்க பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது, அவற்றில் ஒன்று தண்ணீரை உறிஞ்சும் திறன் ஆகும். செல்லுலோஸின் இந்த ஹைக்ரோஸ்கோபிக் தன்மையானது ஜவுளி முதல் மருந்துகள் வரை பல்வேறு தொழில்களில் பரந்த பயன்பாடுகளைக் காண்கிறது. செல்லுலோஸின் நீர் உறிஞ்சுதலுக்குப் பின்னால் உள்ள வழிமுறைகளைப் புரிந்துகொள்வது பல்வேறு பயன்பாடுகளில் அதன் பயன்பாட்டை மேம்படுத்துவதற்கு முக்கியமானது.

அறிமுகம்:

செல்லுலோஸ், β(1→4) கிளைகோசிடிக் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்ட குளுக்கோஸ் அலகுகளால் ஆன பாலிசாக்கரைடு, தாவர செல் சுவர்களின் முதன்மையான கட்டமைப்பு கூறு ஆகும். இயற்கையில் அதன் மிகுதி, புதுப்பிக்கத்தக்க தன்மை மற்றும் மக்கும் தன்மை ஆகியவை பல தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் விரும்பத்தக்க பொருளாக அமைகிறது. செல்லுலோஸின் கவர்ச்சிகரமான பண்புகளில் ஒன்று தண்ணீரை திறம்பட உறிஞ்சும் திறன் ஆகும். இந்தப் பண்பு ஜவுளி, காகிதத் தயாரிப்பு, உணவு, மருந்துப் பொருட்கள் மற்றும் உயிர்ப் பொருட்கள் போன்ற பல்வேறு துறைகளில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது. செல்லுலோஸின் நீர் உறிஞ்சுதல் நடத்தையின் அடிப்படையிலான வழிமுறைகளைப் புரிந்துகொள்வது இந்தப் பயன்பாடுகளில் அதன் முழு திறனைப் பயன்படுத்துவதற்கு அவசியம்.

செல்லுலோஸ் மூலம் நீர் உறிஞ்சுதலை பாதிக்கும் காரணிகள்:

செல்லுலோஸின் நீர் உறிஞ்சும் திறனை பல காரணிகள் பாதிக்கின்றன:

படிகத்தன்மை: செல்லுலோஸின் படிக அமைப்பு அதன் நீர் உறிஞ்சும் பண்புகளை கணிசமாக பாதிக்கிறது. நீர் மூலக்கூறுகளுக்கான தடைசெய்யப்பட்ட அணுகல் காரணமாக உருவமற்ற பகுதிகளுடன் ஒப்பிடும்போது படிகப் பகுதிகள் குறைந்த நீர் உறிஞ்சுதலை வெளிப்படுத்துகின்றன.

மேற்பரப்பு பகுதி: செல்லுலோஸ் இழைகளின் மேற்பரப்பு நீர் உறிஞ்சுதலில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. பருமனான செல்லுலோஸ் கட்டமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக பரப்பளவுடன் நன்றாகப் பிரிக்கப்பட்ட செல்லுலோஸ் அதிக நீரை உறிஞ்சும்.

ஹைட்ரோபிலிசிட்டி: செல்லுலோஸ் மூலக்கூறுகளில் இருக்கும் ஹைட்ராக்சில் (-OH) குழுக்கள் அவற்றை ஹைட்ரோஃபிலிக் ஆக்குகின்றன, ஹைட்ரஜன் பிணைப்பின் மூலம் தண்ணீரை உறிஞ்சுவதற்கு உதவுகின்றன.

பாலிமரைசேஷன் பட்டம்: அதிக அளவு பாலிமரைசேஷன் கொண்ட செல்லுலோஸ் ஒரு யூனிட் வெகுஜனத்திற்கு அதிக ஹைட்ராக்சில் குழுக்கள் இருப்பதால் அதிக நீர் உறிஞ்சும் திறனைக் கொண்டுள்ளது.

வெப்பநிலை மற்றும் ஈரப்பதம்: வெப்பநிலை மற்றும் ஈரப்பதம் போன்ற சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகள் செல்லுலோஸின் நீர் உறிஞ்சுதல் நடத்தையை கணிசமாக பாதிக்கின்றன. அதிக வெப்பநிலை மற்றும் ஈரப்பதம் அளவுகள் பொதுவாக நீர் மூலக்கூறுகளின் அதிகரித்த இயக்கம் காரணமாக நீர் உறிஞ்சுதலை மேம்படுத்துகிறது.

சிறப்பியல்பு முறைகள்:

செல்லுலோஸின் நீர் உறிஞ்சுதல் பண்புகளை வகைப்படுத்த பல்வேறு நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

கிராவிமெட்ரிக் பகுப்பாய்வு: கிராவிமெட்ரிக் முறைகள் காலப்போக்கில் தண்ணீருக்கு வெளிப்படும் போது செல்லுலோஸ் மாதிரிகளின் எடை அதிகரிப்பை அளவிடுவதை உள்ளடக்கியது. இது நீர் உறிஞ்சுதல் இயக்கவியல் மற்றும் சமநிலை ஈரப்பதம் பற்றிய அளவு தரவுகளை வழங்குகிறது.

ஃபோரியர் டிரான்ஸ்ஃபார்ம் இன்ஃப்ராரெட் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (FTIR): FTIR ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி நீர் உறிஞ்சுதலின் போது செல்லுலோஸின் செயல்பாட்டுக் குழுக்களில் ஏற்படும் மாற்றங்களை பகுப்பாய்வு செய்ய பயன்படுத்தப்படுகிறது. உச்ச நிலைகள் மற்றும் தீவிரங்களின் மாற்றங்கள் செல்லுலோஸ் மற்றும் நீர் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தொடர்புகளைக் குறிக்கின்றன.

எக்ஸ்ரே டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் (எக்ஸ்ஆர்டி): நீர் உறிஞ்சுதலைத் தொடர்ந்து செல்லுலோஸ் படிகத்தன்மையில் ஏற்படும் மாற்றங்களை மதிப்பிடுவதற்கு எக்ஸ்ஆர்டி பயன்படுத்தப்படுகிறது. படிகத்தன்மை குறியீட்டின் குறைவு, நீர் உறிஞ்சுதலின் காரணமாக செல்லுலோஸ் இழைகளின் வீக்கத்தைக் குறிக்கிறது.

ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி (SEM): SEM ஆனது நீர் உறிஞ்சுதலுக்கு முன்னும் பின்னும் செல்லுலோஸ் இழைகளில் உருவ மாற்றங்களை காட்சிப்படுத்த அனுமதிக்கிறது. இது செல்லுலோஸ் பொருட்களின் கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாடு மற்றும் போரோசிட்டி பற்றிய நுண்ணறிவுகளை வழங்குகிறது.

ஹைக்ரோஸ்கோபிக் பொருளாக செல்லுலோஸின் பயன்பாடுகள்:

செல்லுலோஸின் ஹைக்ரோஸ்கோபிக் தன்மை பல்வேறு தொழில்களில் பல்வேறு பயன்பாடுகளைக் காண்கிறது:

ஜவுளி: பருத்தி மற்றும் ரேயான் போன்ற செல்லுலோஸ் அடிப்படையிலான இழைகள் ஜவுளி உற்பத்தியில் அதிக அளவில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை ஈரப்பதத்தை உறிஞ்சும் திறன், ஆடைகளுக்கு ஆறுதல் மற்றும் சுவாசத்தை வழங்குகின்றன.

காகித தயாரிப்பு: செல்லுலோஸ் இழைகள் காகித உற்பத்தியில் முதன்மை மூலப்பொருளாக செயல்படுகின்றன. அவற்றின் நீர் உறிஞ்சுதல் பண்புகள் காகிதத்தின் தரம், அச்சிடுதல் மற்றும் வலிமையை பாதிக்கின்றன.

உணவுத் தொழில்: மெத்தில்செல்லுலோஸ் மற்றும் கார்பாக்சிமெதில்செல்லுலோஸ் போன்ற செல்லுலோஸ் வழித்தோன்றல்கள் உணவுப் பொருட்களில் கெட்டிப்படுத்தும் முகவர்கள், நிலைப்படுத்திகள் மற்றும் குழம்பாக்கிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவற்றின் நீர் உறிஞ்சுதல் திறன் அமைப்பு மற்றும் அடுக்கு வாழ்க்கை நிலைத்தன்மையை அதிகரிக்கிறது.

மருந்துகள்: செல்லுலோஸ்-அடிப்படையிலான துணைப் பொருட்கள் பொதுவாக மருந்துச் சூத்திரங்களில் மருந்து வெளியீட்டைக் கட்டுப்படுத்தவும், நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்தவும், உயிர் கிடைக்கும் தன்மையை மேம்படுத்தவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை மாத்திரைகள் மற்றும் காப்ஸ்யூல்களின் சிதைவு மற்றும் கலைப்புக்கு உதவுகின்றன.

உயிரியல் பொருட்கள்: மருந்து விநியோகம், திசு பொறியியல் மற்றும் காயம் குணப்படுத்துதல் உள்ளிட்ட பல்வேறு உயிரியல் மருத்துவ பயன்பாடுகளுக்கு செல்லுலோஸ் ஹைட்ரஜல்கள் மற்றும் திரைப்படங்கள் நம்பிக்கைக்குரிய உயிரியல் பொருட்களாக வெளிவருகின்றன. அவற்றின் உயர் நீர் உறிஞ்சுதல் திறன் திறமையான நீரேற்றம் மற்றும் செல் பெருக்கத்தை செயல்படுத்துகிறது.

தண்ணீரை உறிஞ்சும் செல்லுலோஸின் குறிப்பிடத்தக்க திறன் அதன் தனித்துவமான கட்டமைப்பு மற்றும் வேதியியல் பண்புகளிலிருந்து உருவாகிறது. பல்வேறு தொழில்களில் அதன் பயன்பாட்டை மேம்படுத்துவதற்கு, நீர் உறிஞ்சுதலை பாதிக்கும் காரணிகள், குணாதிசய முறைகள் மற்றும் செல்லுலோஸை ஹைக்ரோஸ்கோபிக் பொருளாகப் பயன்படுத்துதல் ஆகியவற்றைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம். இந்தத் துறையில் தொடர்ச்சியான ஆராய்ச்சியானது பயன்பாடுகளின் வரம்பை மேலும் விரிவுபடுத்துவதோடு மேம்பட்ட செயல்திறன் பண்புகளுடன் நிலையான பொருட்களின் வளர்ச்சிக்கு பங்களிக்கும்.