nature.com ಗೆ ಭೇಟಿ ನೀಡಿದ್ದಕ್ಕಾಗಿ ಧನ್ಯವಾದಗಳು. ನೀವು ಬಳಸುತ್ತಿರುವ ಬ್ರೌಸರ್ ಆವೃತ್ತಿಯು ಸೀಮಿತ CSS ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಉತ್ತಮ ಅನುಭವಕ್ಕಾಗಿ, ಇತ್ತೀಚಿನ ಬ್ರೌಸರ್ ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಲು ನಾವು ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡುತ್ತೇವೆ (ಅಥವಾ ಇಂಟರ್ನೆಟ್ ಎಕ್ಸ್‌ಪ್ಲೋರರ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಆಫ್ ಮಾಡುವುದು). ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ನಿರಂತರ ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ಈ ಸೈಟ್ ಶೈಲಿಗಳು ಅಥವಾ ಜಾವಾಸ್ಕ್ರಿಪ್ಟ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವುದಿಲ್ಲ.
ಕ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಜಲಾಶಯಗಳಲ್ಲಿ ಶೇಲ್ ವಿಸ್ತರಣೆಯು ಗಮನಾರ್ಹ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಬಾವಿ ಕೊಳವೆಗಳ ಅಸ್ಥಿರತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಪರಿಸರ ಕಾರಣಗಳಿಗಾಗಿ, ತೈಲ ಆಧಾರಿತ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವಕ್ಕಿಂತ ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿರೋಧಕಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿದ ನೀರು ಆಧಾರಿತ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವದ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಆದ್ಯತೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳು (ILಗಳು) ಅವುಗಳ ಟ್ಯೂನಬಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಬಲವಾದ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿರೋಧಕಗಳಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಗಮನ ಸೆಳೆದಿವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಇಮಿಡಾಜೋಲಿಲ್-ಆಧಾರಿತ ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳು (ILಗಳು) ವಿಷಕಾರಿ, ಜೈವಿಕ ವಿಘಟನೀಯವಲ್ಲದ ಮತ್ತು ದುಬಾರಿ ಎಂದು ಸಾಬೀತಾಗಿದೆ. ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳು (DES) ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವಿಷಕಾರಿ ಪರ್ಯಾಯವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ, ಆದರೆ ಅವು ಇನ್ನೂ ಅಗತ್ಯವಾದ ಪರಿಸರ ಸುಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ. ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿನ ಇತ್ತೀಚಿನ ಪ್ರಗತಿಗಳು ಅವುಗಳ ನಿಜವಾದ ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಪರತೆಗೆ ಹೆಸರುವಾಸಿಯಾದ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳನ್ನು (NADES) ಪರಿಚಯಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗಿವೆ. ಈ ಅಧ್ಯಯನವು NADES ಗಳನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಿದೆ, ಇದು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು (ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧ ಸ್ವೀಕಾರಕವಾಗಿ) ಮತ್ತು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ ಅನ್ನು ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳಾಗಿ ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. NADES-ಆಧಾರಿತ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವಗಳನ್ನು API 13B-1 ಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್-ಆಧಾರಿತ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವಗಳು, ಇಮಿಡಾಜೋಲಿಯಮ್-ಆಧಾರಿತ ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳು ಮತ್ತು ಕೋಲೀನ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್: ಯೂರಿಯಾ-DES-ಆಧಾರಿತ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸ್ವಾಮ್ಯದ NADES ಗಳ ಭೌತ-ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವದ ಭೂವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು, ದ್ರವ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿಬಂಧ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲಾಯಿತು ಮತ್ತು 3% NADES ಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ, ಇಳುವರಿ ಒತ್ತಡ/ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯ ಅನುಪಾತ (YP/PV) ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ, ಮಣ್ಣಿನ ಕೇಕ್ ದಪ್ಪವು 26% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಟ್ರೇಟ್ ಪರಿಮಾಣವು 30.1% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ, NADES 49.14% ರಷ್ಟು ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ ವಿಸ್ತರಣಾ ಪ್ರತಿಬಂಧ ದರವನ್ನು ಸಾಧಿಸಿತು ಮತ್ತು ಶೇಲ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು 86.36% ರಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು. ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು NADES ನ ಮೇಲ್ಮೈ ಚಟುವಟಿಕೆ, ಜೀಟಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಜೇಡಿಮಣ್ಣಿನ ಅಂತರ ಅಂತರವನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವೆಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಈ ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಚರ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಸುಸ್ಥಿರ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಶೇಲ್ ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕಗಳಿಗೆ ವಿಷಕಾರಿಯಲ್ಲದ, ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಪರ್ಯಾಯವನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕೊರೆಯುವ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನುಂಟುಮಾಡುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ, ಇದು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಕೊರೆಯುವ ಅಭ್ಯಾಸಗಳಿಗೆ ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
ಶೇಲ್ ಒಂದು ಬಹುಮುಖ ಶಿಲೆಯಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್‌ಗಳ ಮೂಲ ಮತ್ತು ಜಲಾಶಯ ಎರಡನ್ನೂ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಸರಂಧ್ರ ರಚನೆಯು ಈ ಅಮೂಲ್ಯ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಎರಡಕ್ಕೂ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಶೇಲ್ ಮಾಂಟ್ಮೊರಿಲೋನೈಟ್, ಸ್ಮೆಕ್ಟೈಟ್, ಕಯೋಲಿನೈಟ್ ಮತ್ತು ಇಲೈಟ್‌ನಂತಹ ಜೇಡಿಮಣ್ಣಿನ ಖನಿಜಗಳಲ್ಲಿ ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿದೆ, ಇದು ನೀರಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ ಊತಕ್ಕೆ ಗುರಿಯಾಗುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಕೊರೆಯುವ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಾವಿಯ ಅಸ್ಥಿರತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ2,3. ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗಳು ಅನುತ್ಪಾದಕ ಸಮಯ (NPT) ಮತ್ತು ಸಿಕ್ಕಿಬಿದ್ದ ಪೈಪ್‌ಗಳು, ಕಳೆದುಹೋದ ಮಣ್ಣಿನ ಪರಿಚಲನೆ, ಬಾವಿಯ ಕೊಳವೆ ಕುಸಿತ ಮತ್ತು ಬಿಟ್ ಫೌಲಿಂಗ್, ಚೇತರಿಕೆಯ ಸಮಯ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವಾರು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ, ಶೇಲ್ ವಿಸ್ತರಣೆಯನ್ನು ವಿರೋಧಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಿಂದಾಗಿ ತೈಲ-ಆಧಾರಿತ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವಗಳು (OBDF) ಶೇಲ್ ರಚನೆಗಳಿಗೆ ಆದ್ಯತೆಯ ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿದೆ4. ಆದಾಗ್ಯೂ, ತೈಲ-ಆಧಾರಿತ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವಗಳ ಬಳಕೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚಗಳು ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಅಪಾಯಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ-ಆಧಾರಿತ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವಗಳನ್ನು (SBDF) ಪರ್ಯಾಯವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಸೂಕ್ತತೆಯು ಅತೃಪ್ತಿಕರವಾಗಿದೆ. ನೀರು ಆಧಾರಿತ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವಗಳು (WBDF) ಒಂದು ಆಕರ್ಷಕ ಪರಿಹಾರವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅವು OBDF5 ಗಿಂತ ಸುರಕ್ಷಿತ, ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ. ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್, ಸುಣ್ಣ, ಸಿಲಿಕೇಟ್ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರ್‌ನಂತಹ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧಕಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ WBDF ನ ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿಬಂಧಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ವಿವಿಧ ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿರೋಧಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಪ್ರತಿರೋಧಕಗಳು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಪ್ರಭಾವದ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಪ್ರತಿರೋಧಕಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ K+ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕೇಟ್‌ಗಳ pH ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯಿಂದಾಗಿ. 6 ಡ್ರಿಲ್ಲಿಂಗ್ ದ್ರವದ ಭೂವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಮತ್ತು ಶೇಲ್ ಊತ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೇಟ್ ರಚನೆಯನ್ನು ತಡೆಯಲು ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳನ್ನು ಡ್ರಿಲ್ಲಿಂಗ್ ದ್ರವ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳಾಗಿ ಬಳಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಅನ್ವೇಷಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಇಮಿಡಾಜೋಲಿಲ್ ಕ್ಯಾಟಯಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವವುಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಿಷಕಾರಿ, ದುಬಾರಿ, ಜೈವಿಕ ವಿಘಟನೀಯವಲ್ಲದವು ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣ ತಯಾರಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು, ಜನರು ಹೆಚ್ಚು ಆರ್ಥಿಕ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಪರ್ಯಾಯವನ್ನು ಹುಡುಕಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದರು, ಇದು ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳ (DES) ಹೊರಹೊಮ್ಮುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು. DES ಎಂಬುದು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಾಂಡ್ ದಾನಿ (HBD) ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಾಂಡ್ ಸ್ವೀಕಾರಕ (HBA) ನಿಂದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ಮಿಶ್ರಣವಾಗಿದೆ. ಈ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ಮಿಶ್ರಣಗಳು ಅವುಗಳ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಘಟಕಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಕರಗುವ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಚಾರ್ಜ್ ಡಿಲೋಕಲೈಸೇಶನ್ ಕಾರಣ. ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಶಕ್ತಿ, ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಬದಲಾವಣೆ ಮತ್ತು ಅಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು HBD ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವು ಅಂಶಗಳು DES ನ ಕರಗುವ ಬಿಂದುವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವಹಿಸುತ್ತವೆ.
ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳಲ್ಲಿ, ಶೇಲ್ ವಿಸ್ತರಣಾ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ನೀರು ಆಧಾರಿತ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವಕ್ಕೆ ವಿವಿಧ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಯಿತು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಓಫೀ ಮತ್ತು ಇತರರು 1-ಬ್ಯುಟೈಲ್-3-ಮೀಥೈಲಿಮಿಡಾಜೋಲಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ (BMIM-Cl) ಅನ್ನು ಸೇರಿಸಿದರು, ಇದು ಮಣ್ಣಿನ ಕೇಕ್ ದಪ್ಪವನ್ನು (50% ವರೆಗೆ) ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿತು ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ ತಾಪಮಾನಗಳಲ್ಲಿ YP/PV ಮೌಲ್ಯವನ್ನು 11 ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿತು. ಹುವಾಂಗ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳನ್ನು (ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ, 1-ಹೆಕ್ಸಿಲ್-3-ಮೀಥೈಲಿಮಿಡಾಜೋಲಿಯಮ್ ಬ್ರೋಮೈಡ್ ಮತ್ತು 1,2-ಬಿಸ್ (3-ಹೆಕ್ಸಿಲಿಮಿಡಾಜೋಲಿಯಮ್ ಬ್ರೋಮೈಡ್) Na-Bt ಕಣಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದರು ಮತ್ತು ಶೇಲ್ ಊತವನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ 86.43% ಮತ್ತು 94.17% ರಷ್ಟು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿದರು12. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಯಾಂಗ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. ಶೇಲ್ ಊತವನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ 16.91% ಮತ್ತು 5.81% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು 1-ವಿನೈಲ್-3-ಡೋಡೆಸಿಲಿಮಿಡಾಜೋಲಿಯಮ್ ಬ್ರೋಮೈಡ್ ಮತ್ತು 1-ವಿನೈಲ್-3-ಟೆಟ್ರಾಡೆಸಿಲಿಮಿಡಾಜೋಲಿಯಮ್ ಬ್ರೋಮೈಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿದರು. 13 ಯಾಂಗ್ ಮತ್ತು ಇತರರು 1-ವಿನೈಲ್-3-ಎಥಿಲಿಮಿಡಾಜೋಲಿಯಮ್ ಬ್ರೋಮೈಡ್ ಅನ್ನು ಸಹ ಬಳಸಿದರು ಮತ್ತು ಶೇಲ್ ವಿಸ್ತರಣೆಯನ್ನು 31.62% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿದರು ಮತ್ತು ಶೇಲ್ ಚೇತರಿಕೆಯನ್ನು 40.60% ನಲ್ಲಿ ಕಾಯ್ದುಕೊಂಡರು. 14 ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಲುವೋ ಮತ್ತು ಇತರರು ಶೇಲ್ ಊತವನ್ನು 80% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು 1-ಆಕ್ಟೈಲ್-3-ಮೀಥೈಲಿಮಿಡಾಜೋಲಿಯಮ್ ಟೆಟ್ರಾಫ್ಲೋರೋಬೊರೇಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿದರು. 15, 16 ಡೈ ಮತ್ತು ಇತರರು ಶೇಲ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸಲು ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವ ಕೋಪೋಲಿಮರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರು ಮತ್ತು ಅಮೈನ್ ಪ್ರತಿರೋಧಕಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ರೇಖೀಯ ಚೇತರಿಕೆಯಲ್ಲಿ 18% ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದರು. 17
ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳು ಕೆಲವು ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಇದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳನ್ನು ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಪರ್ಯಾಯಗಳನ್ನು ಹುಡುಕುವಂತೆ ಪ್ರೇರೇಪಿಸಿತು ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ DES ಹುಟ್ಟಿಕೊಂಡಿತು. ವಿನೈಲ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಪ್ರೊಪಿಯೋನಿಕ್ ಆಮ್ಲ (1:1), ವಿನೈಲ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ 3-ಫೀನೈಲ್ಪ್ರೊಪಿಯೋನಿಕ್ ಆಮ್ಲ (1:2), ಮತ್ತು 3-ಮರ್ಕಾಪ್ಟೊಪ್ರೊಪಿಯೋನಿಕ್ ಆಮ್ಲ + ಇಟಾಕೋನಿಕ್ ಆಮ್ಲ + ವಿನೈಲ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ (1:1:2) ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳನ್ನು (DES) ಮೊದಲು ಬಳಸಿದವರು ಹಂಜಿಯಾ, ಇದು ಬೆಂಟೋನೈಟ್ ಊತವನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ 68%, 58% ಮತ್ತು 58% ರಷ್ಟು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸಿತು. ಉಚಿತ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, MH ರಸೂಲ್ ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ ಮತ್ತು ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ (DES) ನ 2:1 ಅನುಪಾತವನ್ನು ಬಳಸಿದರು ಮತ್ತು ಶೇಲ್ ಮಾದರಿಗಳ ಊತವನ್ನು 87% ರಷ್ಟು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿದರು. ಶೇಲ್‌ನ ವಿಸ್ತರಣೆಯನ್ನು 67% ರಷ್ಟು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಮಾ ಯೂರಿಯಾ:ವಿನೈಲ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿದರು.21 ರಸೂಲ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. DES ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರ್‌ನ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಡ್ಯುಯಲ್-ಆಕ್ಷನ್ ಶೇಲ್ ಇನ್ಹಿಬಿಟರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲಾಯಿತು, ಇದು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿಬಂಧಕ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಸಾಧಿಸಿತು22.
ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳನ್ನು (DES) ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳಿಗೆ ಹಸಿರು ಪರ್ಯಾಯವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆಯಾದರೂ, ಅವು ಅಮೋನಿಯಂ ಲವಣಗಳಂತಹ ಸಂಭಾವ್ಯ ವಿಷಕಾರಿ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಸಹ ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ಅವುಗಳ ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಪರತೆಯನ್ನು ಪ್ರಶ್ನಾರ್ಹವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳ (NADES) ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ. ಅವುಗಳನ್ನು ಇನ್ನೂ DES ಎಂದು ವರ್ಗೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ (KCl), ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ (CaCl2), ಎಪ್ಸಮ್ ಲವಣಗಳು (MgSO4.7H2O) ಮತ್ತು ಇತರವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ನೈಸರ್ಗಿಕ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಲವಣಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. DES ಮತ್ತು NADES ನ ಹಲವಾರು ಸಂಭಾವ್ಯ ಸಂಯೋಜನೆಗಳು ಈ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ವಿಶಾಲ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ತೆರೆಯುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ. ಹಲವಾರು ಸಂಶೋಧಕರು ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಎಂದು ಸಾಬೀತಾಗಿರುವ ಹೊಸ DES ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನೇಸರ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. 2013 ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್-ಆಧಾರಿತ DES ಅನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಅದರ ಥರ್ಮೋಫಿಸಿಕಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದರು, ಇದು ತರುವಾಯ ಹೈಡ್ರೇಟ್ ಪ್ರತಿಬಂಧ, ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳು, ಡಿಲಿಗ್ನಿಫಿಕೇಶನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊಫೈಬ್ರಿಲೇಷನ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಕೊಂಡರು. 23 ಜೋರ್ಡಿ ಕಿಮ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಆಸ್ಕೋರ್ಬಿಕ್ ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರಿತ NADES ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಅದರ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ನಿರೋಧಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಿದರು. 24 ಕ್ರಿಸ್ಟರ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರಿತ NADES ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಕಾಲಜನ್ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಸಹಾಯಕ ಅಂಶವಾಗಿ ಅದರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಗುರುತಿಸಿದರು. 25 ಲಿಯು ಯಿ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು NADES ನ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕ್ರೊಮ್ಯಾಟೋಗ್ರಫಿ ಮಾಧ್ಯಮವಾಗಿ ಸಮಗ್ರ ವಿಮರ್ಶೆಯಲ್ಲಿ ಸಂಕ್ಷೇಪಿಸಿದರು, ಆದರೆ ಮಿಸಾನ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ಕೃಷಿ-ಆಹಾರ ವಲಯದಲ್ಲಿ NADES ನ ಯಶಸ್ವಿ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಚರ್ಚಿಸಿದರು. ಡ್ರಿಲ್ಲಿಂಗ್ ದ್ರವ ಸಂಶೋಧಕರು ತಮ್ಮ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ NADES ನ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವಕ್ಕೆ ಗಮನ ಕೊಡಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುವುದು ಕಡ್ಡಾಯವಾಗಿದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನದು. 2023 ರಲ್ಲಿ, ರಸೂಲ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ಆಸ್ಕೋರ್ಬಿಕ್ ಆಮ್ಲ26, ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್27, ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್28 ಮತ್ತು ಎಪ್ಸಮ್ ಉಪ್ಪು29 ಆಧಾರಿತ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರು ಮತ್ತು ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿಬಂಧ ಮತ್ತು ಶೇಲ್ ಚೇತರಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದರು. ಈ ಅಧ್ಯಯನವು NADES (ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ ಆಧಾರಿತ ಸೂತ್ರೀಕರಣ) ಅನ್ನು ನೀರು ಆಧಾರಿತ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವಗಳಲ್ಲಿ ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿರೋಧಕವಾಗಿ ಪರಿಚಯಿಸಿದ ಮೊದಲ ಅಧ್ಯಯನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ, ಇದು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಪರಿಸರ ಸ್ಥಿರತೆ, ಸುಧಾರಿತ ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿಬಂಧಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು KCl, ಇಮಿಡಾಜೋಲಿಲ್-ಆಧಾರಿತ ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳು ಮತ್ತು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ DES ನಂತಹ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧಕಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸುಧಾರಿತ ದ್ರವ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (CA) ಆಧಾರಿತ NADES ನ ಆಂತರಿಕ ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ನಂತರ ವಿವರವಾದ ಭೌತರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಅದರ ಊತ ಪ್ರತಿಬಂಧಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು ಡ್ರಿಲ್ಲಿಂಗ್ ದ್ರವ ಸಂಯೋಜಕವಾಗಿ ಅದರ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, CA ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧ ಸ್ವೀಕಾರಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ (Gly) ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿಬಂಧಕ ಅಧ್ಯಯನಗಳಲ್ಲಿ NADES ರಚನೆ/ಆಯ್ಕೆಗಾಗಿ MH ಸ್ಕ್ರೀನಿಂಗ್ ಮಾನದಂಡಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧ ದಾನಿಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಫೋರಿಯರ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮ್ ಇನ್ಫ್ರಾರೆಡ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (FTIR), ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಡಿಫ್ರಾಕ್ಷನ್ (XRD) ಮತ್ತು ಜೀಟಾ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ (ZP) ಅಳತೆಗಳು NADES-ಜೇಡಿಮಣ್ಣಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಜೇಡಿಮಣ್ಣಿನ ಊತ ಪ್ರತಿಬಂಧಕ್ಕೆ ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟಪಡಿಸುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿಬಂಧದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಡ್ರಿಲ್ಲಿಂಗ್ ದ್ರವದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು CA NADES ಆಧಾರಿತ ಡ್ರಿಲ್ಲಿಂಗ್ ದ್ರವವನ್ನು 1-ಈಥೈಲ್-3-ಮೀಥೈಲಿಮಿಡಾಜೋಲಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ [EMIM]Cl7,12,14,17,31, KCl ಮತ್ತು ಕೋಲೀನ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್:ಯೂರಿಯಾ (1:2) ಆಧಾರಿತ DES32 ನೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸುತ್ತದೆ.
ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಮೊನೊಹೈಡ್ರೇಟ್), ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ (99 USP), ಮತ್ತು ಯೂರಿಯಾವನ್ನು ಮಲೇಷ್ಯಾದ ಕೌಲಾಲಂಪುರದ ಇವಾಕೆಮ್‌ನಿಂದ ಖರೀದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕೋಲೀನ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ (>98%), [EMIM]Cl 98%, ಮತ್ತು ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಅನ್ನು ಮಲೇಷ್ಯಾದ ಸಿಗ್ಮಾ ಆಲ್ಡ್ರಿಚ್‌ನಿಂದ ಖರೀದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಎಲ್ಲಾ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹಸಿರು ರೇಖಾಚಿತ್ರವು ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ಮುಖ್ಯ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳನ್ನು ಹೋಲಿಸುತ್ತದೆ: ಇಮಿಡಾಜೋಲಿಲ್ ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವ, ಕೋಲೀನ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ (DES), ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ, ಗ್ಲಿಸರಾಲ್, ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಮತ್ತು NADES (ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್). ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳ ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಪರತೆ ಕೋಷ್ಟಕವನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 1 ರಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ, ಪ್ರತಿಯೊಂದು ರಾಸಾಯನಿಕವನ್ನು ವಿಷತ್ವ, ಜೈವಿಕ ವಿಘಟನೆ, ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸುಸ್ಥಿರತೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ರೇಟ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.
ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ವಸ್ತುಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ರಚನೆಗಳು: (ಎ) ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ, (ಬಿ) [EMIM]Cl, (ಸಿ) ಕೋಲೀನ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್, ಮತ್ತು (ಡಿ) ಗ್ಲಿಸರಾಲ್.
CA (ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕ) ಆಧಾರಿತ NADES ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಾಂಡ್ ದಾನಿ (HBD) ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಾಂಡ್ ಸ್ವೀಕಾರಕ (HBA) ಅಭ್ಯರ್ಥಿಗಳನ್ನು MH 30 ಆಯ್ಕೆ ಮಾನದಂಡಗಳ ಪ್ರಕಾರ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು, ಇವು NADES ಅನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಶೇಲ್ ಇನ್ಹಿಬಿಟರ್‌ಗಳಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಉದ್ದೇಶಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಮಾನದಂಡದ ಪ್ರಕಾರ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಾಂಡ್ ದಾನಿಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ವೀಕಾರಕರು ಹಾಗೂ ಧ್ರುವೀಯ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಘಟಕಗಳನ್ನು NADES ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಸೂಕ್ತವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವ [EMIM]Cl ಮತ್ತು ಕೋಲೀನ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್:ಯೂರಿಯಾ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕ (DES) ಗಳನ್ನು ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಹೋಲಿಕೆಗಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳಾಗಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ33,34,35,36. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ (KCl) ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರತಿರೋಧಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಅದನ್ನು ಹೋಲಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ಮಿಶ್ರಣಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ ಅನ್ನು ವಿಭಿನ್ನ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತಗಳಲ್ಲಿ ಬೆರೆಸಲಾಯಿತು. ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ಮಿಶ್ರಣವು ಟರ್ಬಿಡಿಟಿ ಇಲ್ಲದ ಏಕರೂಪದ, ಪಾರದರ್ಶಕ ದ್ರವವಾಗಿದೆ ಎಂದು ದೃಶ್ಯ ಪರಿಶೀಲನೆಯು ತೋರಿಸಿದೆ, ಇದು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧ ದಾನಿ (HBD) ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧ ಸ್ವೀಕಾರಕ (HBA) ಅನ್ನು ಈ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ಸಂಯೋಜನೆಯಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಬೆರೆಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. HBD ಮತ್ತು HBA ಮಿಶ್ರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ತಾಪಮಾನ-ಅವಲಂಬಿತ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ವೀಕ್ಷಿಸಲು ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಲಭ್ಯವಿರುವ ಸಾಹಿತ್ಯದ ಪ್ರಕಾರ, ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ಮಿಶ್ರಣಗಳ ಅನುಪಾತವನ್ನು 50 °C, 70 °C ಮತ್ತು 100 °C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೂರು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನಗಳಲ್ಲಿ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲಾಯಿತು, ಇದು ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ತಾಪಮಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 50–80 °C ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. HBD ಮತ್ತು HBA ಘಟಕಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ತೂಕ ಮಾಡಲು ಮೆಟ್ಲರ್ ಡಿಜಿಟಲ್ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಿತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ 100 rpm ನಲ್ಲಿ HBD ಮತ್ತು HBA ಅನ್ನು ಬಿಸಿ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಬೆರೆಸಲು ಥರ್ಮೋ ಫಿಶರ್ ಹಾಟ್ ಪ್ಲೇಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು.
ನಮ್ಮ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕದ (DES) ಉಷ್ಣ ಭೌತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸಾಂದ್ರತೆ, ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡ, ವಕ್ರೀಭವನ ಸೂಚ್ಯಂಕ ಮತ್ತು ಸ್ನಿಗ್ಧತೆ ಸೇರಿದಂತೆ 289.15 ರಿಂದ 333.15 K ವರೆಗಿನ ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ನಿಖರವಾಗಿ ಅಳೆಯಲಾಯಿತು. ಈ ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಉಪಕರಣಗಳ ಮಿತಿಗಳಿಂದಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು. ಸಮಗ್ರ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಈ NADES ಸೂತ್ರೀಕರಣದ ವಿವಿಧ ಉಷ್ಣ ಭೌತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಆಳವಾದ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿತ್ತು, ಇದು ವಿವಿಧ ತಾಪಮಾನಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನ ಶ್ರೇಣಿಯ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವುದರಿಂದ ಹಲವಾರು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ NADES ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಒಳನೋಟಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ತಯಾರಾದ NADES ನ ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಇಂಟರ್ಫೇಶಿಯಲ್ ಟೆನ್ಷನ್ ಮೀಟರ್ (IFT700) ಬಳಸಿ 289.15 ರಿಂದ 333.15 K ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಯಿತು. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿ ಸೂಜಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ದ್ರವದಿಂದ ತುಂಬಿದ ಕೋಣೆಯಲ್ಲಿ NADES ಹನಿಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಆಧುನಿಕ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಲ್ಯಾಪ್ಲೇಸ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಇಂಟರ್ಫೇಶಿಯಲ್ ಟೆನ್ಷನ್ ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಸೂಕ್ತವಾದ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತವೆ.
289.15 ರಿಂದ 333.15 K ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಹೊಸದಾಗಿ ತಯಾರಿಸಿದ NADES ನ ವಕ್ರೀಭವನ ಸೂಚಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ATAGO ವಕ್ರೀಭವನ ಮಾಪಕವನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಬೆಳಕಿನ ವಕ್ರೀಭವನದ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಉಪಕರಣವು ಉಷ್ಣ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಸ್ಥಿರ-ತಾಪಮಾನದ ನೀರಿನ ಸ್ನಾನದ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ. ವಕ್ರೀಭವನ ಮಾಪಕದ ಪ್ರಿಸ್ಮ್ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಸ್ವಚ್ಛಗೊಳಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ಮಾದರಿ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಅದರ ಮೇಲೆ ಸಮವಾಗಿ ವಿತರಿಸಬೇಕು. ತಿಳಿದಿರುವ ಪ್ರಮಾಣಿತ ದ್ರಾವಣದೊಂದಿಗೆ ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯಿಸಿ, ತದನಂತರ ಪರದೆಯಿಂದ ವಕ್ರೀಭವನ ಸೂಚಿಯನ್ನು ಓದಿ.
ಬ್ರೂಕ್‌ಫೀಲ್ಡ್ ರೊಟೇಷನಲ್ ವಿಸ್ಕೋಮೀಟರ್ (ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಪ್ರಕಾರ) ಬಳಸಿ 30 rpm ಶಿಯರ್ ದರ ಮತ್ತು 6 ಸ್ಪಿಂಡಲ್ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ 289.15 ರಿಂದ 333.15 K ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ತಯಾರಾದ NADES ನ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಯಿತು. ದ್ರವ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ಪಿಂಡಲ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಿರ ವೇಗದಲ್ಲಿ ತಿರುಗಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಟಾರ್ಕ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಮೂಲಕ ವಿಸ್ಕೋಮೀಟರ್ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ. ಮಾದರಿಯನ್ನು ಸ್ಪಿಂಡಲ್ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಪರದೆಯ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಿ ಬಿಗಿಗೊಳಿಸಿದ ನಂತರ, ವಿಸ್ಕೋಮೀಟರ್ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯನ್ನು ಸೆಂಟಿಪಾಯಿಸ್ (cP) ನಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ದ್ರವದ ಭೂವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಅಮೂಲ್ಯವಾದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
289.15–333.15 K ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಹೊಸದಾಗಿ ತಯಾರಿಸಿದ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕದ (NDEES) ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಪೋರ್ಟಬಲ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮೀಟರ್ DMA 35 ಬೇಸಿಕ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಸಾಧನವು ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ಹೀಟರ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ, NADES ಸಾಂದ್ರತೆ ಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೊದಲು ಅದನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟಪಡಿಸಿದ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ (± 2 °C) ಪೂರ್ವಭಾವಿಯಾಗಿ ಕಾಯಿಸಬೇಕು. ಟ್ಯೂಬ್ ಮೂಲಕ ಕನಿಷ್ಠ 2 ಮಿಲಿ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಎಳೆಯಿರಿ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ತಕ್ಷಣವೇ ಪರದೆಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ಹೀಟರ್ ಕೊರತೆಯಿಂದಾಗಿ, ಮಾಪನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ± 2 °C ದೋಷವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ ಸಂಗತಿ.
289.15–333.15 K ತಾಪಮಾನ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಹೊಸದಾಗಿ ತಯಾರಿಸಿದ NADES ನ pH ಅನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು, ನಾವು ಕೆನಿಸ್ ಬೆಂಚ್‌ಟಾಪ್ pH ಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ. ಯಾವುದೇ ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ತಾಪನ ಸಾಧನವಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ, NADES ಅನ್ನು ಮೊದಲು ಹಾಟ್‌ಪ್ಲೇಟ್ ಬಳಸಿ ಬಯಸಿದ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ (± 2 °C) ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ನೇರವಾಗಿ pH ಮೀಟರ್‌ನಿಂದ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. pH ಮೀಟರ್ ಪ್ರೋಬ್ ಅನ್ನು NADES ನಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಮುಳುಗಿಸಿ ಮತ್ತು ಓದುವಿಕೆ ಸ್ಥಿರವಾದ ನಂತರ ಅಂತಿಮ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ದಾಖಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳ (NADES) ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು ಥರ್ಮೋಗ್ರಾವಿಮೆಟ್ರಿಕ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ (TGA) ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ತಾಪನದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಯಿತು. ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮತ್ತು ತಾಪನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುತ್ತಾ, ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನದ ಪ್ಲಾಟ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸಲಾಯಿತು. NADES ಅನ್ನು ನಿಮಿಷಕ್ಕೆ 1 °C ದರದಲ್ಲಿ 0 ರಿಂದ 500 °C ವರೆಗೆ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಯಿತು.
ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು, NADES ಮಾದರಿಯನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡಬೇಕು, ಏಕರೂಪಗೊಳಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ತೇವಾಂಶವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬೇಕು. ನಂತರ ತಯಾರಾದ ಮಾದರಿಯನ್ನು TGA ಕುವೆಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನಂತಹ ಜಡ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ನಿಖರವಾದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, TGA ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಉಲ್ಲೇಖ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಮಾಪನಾಂಕ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತೂಕದ ಮಾನದಂಡಗಳು. ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯಿಸಿದ ನಂತರ, TGA ಪ್ರಯೋಗ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಾದರಿಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿತ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸ್ಥಿರ ದರದಲ್ಲಿ. ಮಾದರಿ ತೂಕ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧದ ನಿರಂತರ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯು ಪ್ರಯೋಗದ ಪ್ರಮುಖ ಭಾಗವಾಗಿದೆ. TGA ಉಪಕರಣಗಳು ತಾಪಮಾನ, ತೂಕ ಮತ್ತು ಅನಿಲ ಹರಿವು ಅಥವಾ ಮಾದರಿ ತಾಪಮಾನದಂತಹ ಇತರ ನಿಯತಾಂಕಗಳ ಮೇಲೆ ಡೇಟಾವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತವೆ. TGA ಪ್ರಯೋಗ ಪೂರ್ಣಗೊಂಡ ನಂತರ, ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ಡೇಟಾವನ್ನು ತಾಪಮಾನದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ಮಾದರಿ ತೂಕದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕರಗುವಿಕೆ, ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಅಥವಾ ವಿಭಜನೆಯಂತಹ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ತಾಪಮಾನ ಶ್ರೇಣಿಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವಲ್ಲಿ ಈ ಮಾಹಿತಿಯು ಮೌಲ್ಯಯುತವಾಗಿದೆ.
ನೀರು ಆಧಾರಿತ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವವನ್ನು API 13B-1 ಮಾನದಂಡದ ಪ್ರಕಾರ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಉಲ್ಲೇಖಕ್ಕಾಗಿ ಕೋಷ್ಟಕ 2 ರಲ್ಲಿ ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕವನ್ನು (NADES) ತಯಾರಿಸಲು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ (99 USP) ಅನ್ನು ಮಲೇಷ್ಯಾದ ಸಿಗ್ಮಾ ಆಲ್ಡ್ರಿಚ್‌ನಿಂದ ಖರೀದಿಸಲಾಯಿತು. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಶೇಲ್ ಇನ್ಹಿಬಿಟರ್ ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ (KCl) ಅನ್ನು ಮಲೇಷ್ಯಾದ ಸಿಗ್ಮಾ ಆಲ್ಡ್ರಿಚ್‌ನಿಂದ ಸಹ ಖರೀದಿಸಲಾಯಿತು. 98% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ 1-ಈಥೈಲ್, 3-ಮೀಥೈಲಿಮಿಡಾಜೋಲಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ([EMIM]Cl) ಅನ್ನು ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವ ಮತ್ತು ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿಬಂಧದ ಭೂವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವಲ್ಲಿ ಅದರ ಗಮನಾರ್ಹ ಪರಿಣಾಮದಿಂದಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು, ಇದು ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳಲ್ಲಿ ದೃಢೀಕರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. NADES ನ ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿಬಂಧ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು ತುಲನಾತ್ಮಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ KCl ಮತ್ತು ([EMIM]Cl) ಎರಡನ್ನೂ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಅನೇಕ ಸಂಶೋಧಕರು ಶೇಲ್ ಊತವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಬೆಂಟೋನೈಟ್ ಪದರಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಬಯಸುತ್ತಾರೆ ಏಕೆಂದರೆ ಬೆಂಟೋನೈಟ್ ಶೇಲ್ ಊತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಅದೇ "ಮಾಂಟ್ಮೊರಿಲೋನೈಟ್" ಗುಂಪನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ನಿಜವಾದ ಶೇಲ್ ಕೋರ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಪಡೆಯುವುದು ಸವಾಲಿನ ಕೆಲಸವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಕೋರಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಶೇಲ್ ಅನ್ನು ಅಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಮಾದರಿಗಳು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಶೇಲ್ ಆಗಿರುವುದಿಲ್ಲ ಆದರೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮರಳುಗಲ್ಲು ಮತ್ತು ಸುಣ್ಣದ ಕಲ್ಲುಗಳ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಶೇಲ್ ಮಾದರಿಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಶೇಲ್ ಊತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಮಾಂಟ್ಮೊರಿಲೋನೈಟ್ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಊತ ಪ್ರತಿಬಂಧಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ.
ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ನಾವು ಸುಮಾರು 2.54 ಸೆಂ.ಮೀ ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪುನರ್ರಚಿಸಲಾದ ಬೆಂಟೋನೈಟ್ ಕಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ. 1600 psi ನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರಾಲಿಕ್ ಪ್ರೆಸ್‌ನಲ್ಲಿ 11.5 ಗ್ರಾಂ ಸೋಡಿಯಂ ಬೆಂಟೋನೈಟ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಒತ್ತುವ ಮೂಲಕ ಕಣಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. ರೇಖೀಯ ಡಿಲಾಟೋಮೀಟರ್ (LD) ನಲ್ಲಿ ಇರಿಸುವ ಮೊದಲು ಕಣಗಳ ದಪ್ಪವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಅಳೆಯಲಾಯಿತು. ನಂತರ ಕಣಗಳನ್ನು ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಸಲಾಯಿತು, ಇದರಲ್ಲಿ ಬೇಸ್ ಮಾದರಿಗಳು ಮತ್ತು ಶೇಲ್ ಊತವನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟಲು ಬಳಸುವ ಪ್ರತಿರೋಧಕಗಳೊಂದಿಗೆ ಚುಚ್ಚಿದ ಮಾದರಿಗಳು ಸೇರಿವೆ. ನಂತರ ಕಣಗಳ ದಪ್ಪದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು LD ಬಳಸಿ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು, ಅಳತೆಗಳನ್ನು 60-ಸೆಕೆಂಡ್ ಮಧ್ಯಂತರದಲ್ಲಿ 24 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ದಾಖಲಿಸಲಾಯಿತು.
ಬೆಂಟೋನೈಟ್‌ನ ಸಂಯೋಜನೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಅದರ 47% ಮಾಂಟ್‌ಮೊರಿಲೋನೈಟ್ ಘಟಕವು, ಅದರ ಭೌಗೋಳಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಎಕ್ಸ್-ರೇ ವಿವರ್ತನೆ ತೋರಿಸಿದೆ. ಬೆಂಟೋನೈಟ್‌ನ ಮಾಂಟ್‌ಮೊರಿಲೋನೈಟ್ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ, ಮಾಂಟ್‌ಮೊರಿಲೋನೈಟ್ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶವಾಗಿದ್ದು, ಒಟ್ಟು ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ 88.6% ರಷ್ಟಿದೆ. ಏತನ್ಮಧ್ಯೆ, ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆ 29%, ಇಲೈಟ್ 7% ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ 9% ರಷ್ಟಿದೆ. ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಭಾಗ (ಸುಮಾರು 3.2%) ಇಲೈಟ್ ಮತ್ತು ಮಾಂಟ್‌ಮೊರಿಲೋನೈಟ್‌ನ ಮಿಶ್ರಣವಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಇದು Fe2O3 (4.7%), ಬೆಳ್ಳಿ ಅಲ್ಯುಮಿನೋಸಿಲಿಕೇಟ್ (1.2%), ಮಸ್ಕೊವೈಟ್ (4%) ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ (2.3%) ನಂತಹ ಜಾಡಿನ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ Na2O (1.83%) ಮತ್ತು ಕಬ್ಬಿಣದ ಸಿಲಿಕೇಟ್ (2.17%) ಇರುತ್ತವೆ, ಇದು ಬೆಂಟೋನೈಟ್‌ನ ಘಟಕ ಅಂಶಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಅನುಪಾತಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರಶಂಸಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ಸಮಗ್ರ ಅಧ್ಯಯನ ವಿಭಾಗವು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕ (NADES) ಬಳಸಿ ತಯಾರಿಸಿದ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ (1%, 3% ಮತ್ತು 5%) ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವ ಸಂಯೋಜಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವ ಮಾದರಿಗಳ ಭೂವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಮತ್ತು ಶೋಧನೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ನಂತರ NADES ಆಧಾರಿತ ಸ್ಲರಿ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ (KCl), CC: ಯೂರಿಯಾ DES (ಕೋಲೀನ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕ: ಯೂರಿಯಾ) ಮತ್ತು ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸ್ಲರಿ ಮಾದರಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಯಿತು. 100°C ಮತ್ತು 150°C ನಲ್ಲಿ ವಯಸ್ಸಾದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೊದಲು ಮತ್ತು ನಂತರ FANN ವಿಸ್ಕೋಮೀಟರ್ ಬಳಸಿ ಪಡೆದ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯ ವಾಚನಗೋಷ್ಠಿಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವಾರು ಪ್ರಮುಖ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಡ್ರಿಲ್ಲಿಂಗ್ ದ್ರವದ ನಡವಳಿಕೆಯ ಸಮಗ್ರ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುವ ವಿಭಿನ್ನ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ವೇಗಗಳಲ್ಲಿ (3 rpm, 6 rpm, 300 rpm ಮತ್ತು 600 rpm) ಅಳತೆಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು. ನಂತರ ಪಡೆದ ಡೇಟಾವನ್ನು ಇಳುವರಿ ಬಿಂದು (YP) ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆ (PV) ನಂತಹ ಪ್ರಮುಖ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು, ಇದು ವಿವಿಧ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಒಳನೋಟವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. 400 psi ಮತ್ತು 150°C (ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಬಾವಿಗಳಲ್ಲಿನ ವಿಶಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನಗಳು) ನಲ್ಲಿ ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡದ ಅಧಿಕ ತಾಪಮಾನ (HPHT) ಶೋಧನೆ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳು ಶೋಧನೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ (ಕೇಕ್ ದಪ್ಪ ಮತ್ತು ಶೋಧಕ ಪರಿಮಾಣ).
ಈ ವಿಭಾಗವು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಉಪಕರಣಗಳಾದ ಗ್ರೇಸ್ HPHT ಲೀನಿಯರ್ ಡಿಲಟೋಮೀಟರ್ (M4600) ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನಮ್ಮ ನೀರು ಆಧಾರಿತ ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವಗಳ ಶೇಲ್ ಊತ ಪ್ರತಿಬಂಧಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡುತ್ತದೆ. LSM ಎರಡು ಘಟಕಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಯಂತ್ರವಾಗಿದೆ: ಪ್ಲೇಟ್ ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟರ್ ಮತ್ತು ಲೀನಿಯರ್ ಡಿಲಟೋಮೀಟರ್ (ಮಾದರಿ: M4600). ಗ್ರೇಸ್ ಕೋರ್/ಪ್ಲೇಟ್ ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟರ್ ಬಳಸಿ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ ಬೆಂಟೋನೈಟ್ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ನಂತರ LSM ಈ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ತಕ್ಷಣದ ಊತ ಡೇಟಾವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಶೇಲ್‌ನ ಊತ ಪ್ರತಿಬಂಧಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಸಮಗ್ರ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನಕ್ಕೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಶೇಲ್ ವಿಸ್ತರಣಾ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ಸುತ್ತುವರಿದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಅಂದರೆ 25°C ಮತ್ತು 1 psia ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಯಿತು.
ಶೇಲ್ ಸ್ಥಿರತೆ ಪರೀಕ್ಷೆಯು ಶೇಲ್ ಚೇತರಿಕೆ ಪರೀಕ್ಷೆ, ಶೇಲ್ ಡಿಪ್ ಪರೀಕ್ಷೆ ಅಥವಾ ಶೇಲ್ ಪ್ರಸರಣ ಪರೀಕ್ಷೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಪ್ರಮುಖ ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು, ಶೇಲ್ ಕತ್ತರಿಸಿದ ಭಾಗಗಳನ್ನು #6 BSS ಪರದೆಯ ಮೇಲೆ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ #10 ಪರದೆಯ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಕತ್ತರಿಸಿದ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಹೋಲ್ಡಿಂಗ್ ಟ್ಯಾಂಕ್‌ಗೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಬೇಸ್ ದ್ರವ ಮತ್ತು NADES (ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕ) ಹೊಂದಿರುವ ಕೊರೆಯುವ ಮಣ್ಣಿನೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮುಂದಿನ ಹಂತವೆಂದರೆ ತೀವ್ರವಾದ ಬಿಸಿ ರೋಲಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಾಗಿ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಒಲೆಯಲ್ಲಿ ಇಡುವುದು, ಕತ್ತರಿಸಿದ ಭಾಗಗಳು ಮತ್ತು ಮಣ್ಣು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಮಿಶ್ರಣವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದು. 16 ಗಂಟೆಗಳ ನಂತರ, ಕತ್ತರಿಸಿದ ಭಾಗಗಳನ್ನು ತಿರುಳಿನಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಶೇಲ್ ಕೊಳೆಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಕತ್ತರಿಸಿದ ಭಾಗಗಳ ತೂಕ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಶೇಲ್ ಕತ್ತರಿಸಿದ ಭಾಗಗಳನ್ನು 150°C ಮತ್ತು 1000 psi. ಇಂಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ 24 ಗಂಟೆಗಳ ಒಳಗೆ ಕೊರೆಯುವ ಮಣ್ಣಿನಲ್ಲಿ ಹಿಡಿದ ನಂತರ ಶೇಲ್ ಕತ್ತರಿಸಿದ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಚೇತರಿಕೆ ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು.
ಶೇಲ್ ಮಣ್ಣಿನ ಚೇತರಿಕೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು, ನಾವು ಅದನ್ನು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾದ ಪರದೆಯ ಮೂಲಕ (40 ಜಾಲರಿ) ಫಿಲ್ಟರ್ ಮಾಡಿ, ನಂತರ ನೀರಿನಿಂದ ಚೆನ್ನಾಗಿ ತೊಳೆದು, ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಒಲೆಯಲ್ಲಿ ಒಣಗಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಈ ಶ್ರಮದಾಯಕ ವಿಧಾನವು ಮೂಲ ತೂಕಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಚೇತರಿಸಿಕೊಂಡ ಮಣ್ಣನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲು ನಮಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಚೇತರಿಸಿಕೊಂಡ ಶೇಲ್ ಮಣ್ಣಿನ ಶೇಕಡಾವಾರು ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುತ್ತದೆ. ಶೇಲ್ ಮಾದರಿಗಳ ಮೂಲವು ಮಲೇಷ್ಯಾದ ಸಾರವಾಕ್‌ನ ಮಿರಿ ಜಿಲ್ಲೆಯ ನಿಯಾ ಜಿಲ್ಲೆಯಿಂದ ಬಂದಿದೆ. ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಚೇತರಿಕೆ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳ ಮೊದಲು, ಶೇಲ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಜೇಡಿಮಣ್ಣಿನ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲು ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷೆಗೆ ಸೂಕ್ತತೆಯನ್ನು ದೃಢೀಕರಿಸಲು ಸಂಪೂರ್ಣ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಡಿಫ್ರಾಕ್ಷನ್ (XRD) ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಒಳಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಮಾದರಿಯ ಜೇಡಿಮಣ್ಣಿನ ಖನಿಜ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿದೆ: ಇಲೈಟ್ 18%, ಕಾಯೋಲಿನೈಟ್ 31%, ಕ್ಲೋರೈಟ್ 22%, ವರ್ಮಿಕ್ಯುಲೈಟ್ 10% ಮತ್ತು ಮೈಕಾ 19%.
ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡವು ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಶೇಲ್ ಮೈಕ್ರೋಪೋರ್‌ಗಳಿಗೆ ನೀರಿನ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳ ನುಗ್ಗುವಿಕೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಈ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ವಿವರವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಬಂಧವು ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವಗಳ ಒಗ್ಗಟ್ಟಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣದಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡದ ಪಾತ್ರವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತದೆ, ಕೊರೆಯುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಅದರ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿಬಂಧ. ಕೊರೆಯುವ ದ್ರವ ಮಾದರಿಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಅಳೆಯಲು ನಾವು ಇಂಟರ್ಫೇಶಿಯಲ್ ಟೆನ್ಸಿಯೋಮೀಟರ್ (IFT700) ಅನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ, ಶೇಲ್ ಪ್ರತಿಬಂಧದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ದ್ರವ ನಡವಳಿಕೆಯ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತೇವೆ.
ಈ ವಿಭಾಗವು d-ಪದರದ ಅಂತರವನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ಚರ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಅಲ್ಯುಮಿನೋಸಿಲಿಕೇಟ್ ಪದರಗಳು ಮತ್ತು ಜೇಡಿಮಣ್ಣಿನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಅಲ್ಯುಮಿನೋಸಿಲಿಕೇಟ್ ಪದರದ ನಡುವಿನ ಅಂತರವಾಗಿದೆ. ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಹೋಲಿಕೆಗಾಗಿ 1%, 3% ಮತ್ತು 5% CA NADES, ಹಾಗೆಯೇ 3% KCl, 3% [EMIM]Cl ಮತ್ತು 3% CC: ಯೂರಿಯಾ ಆಧಾರಿತ DES ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಆರ್ದ್ರ ಮಣ್ಣಿನ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. Cu-Kα ವಿಕಿರಣದೊಂದಿಗೆ (λ = 1.54059 Å) 40 mA ಮತ್ತು 45 kV ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಬೆಂಚ್‌ಟಾಪ್ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಡಿಫ್ರಾಕ್ಟೋಮೀಟರ್ (D2 ಫೇಸರ್) ಆರ್ದ್ರ ಮತ್ತು ಒಣ Na-Bt ಮಾದರಿಗಳ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಡಿಫ್ರಾಕ್ಷನ್ ಶಿಖರಗಳನ್ನು ದಾಖಲಿಸುವಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸಿದೆ. ಬ್ರಾಗ್ ಸಮೀಕರಣದ ಅನ್ವಯವು d-ಪದರದ ಅಂತರದ ನಿಖರವಾದ ನಿರ್ಣಯವನ್ನು ಶಕ್ತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಮಣ್ಣಿನ ನಡವಳಿಕೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಅಮೂಲ್ಯವಾದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ವಿಭಾಗವು ಜೀಟಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಅಳೆಯಲು ಮುಂದುವರಿದ ಮಾಲ್ವರ್ನ್ ಜೆಟಾಸೈಜರ್ ನ್ಯಾನೋ ZSP ಉಪಕರಣವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಈ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನವು 1%, 3%, ಮತ್ತು 5% CA NADES ಹೊಂದಿರುವ ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸಿದ ಮಣ್ಣಿನ ಮಾದರಿಗಳ ಚಾರ್ಜ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಹಾಗೂ ತುಲನಾತ್ಮಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ 3% KCl, 3% [EMIM]Cl, ಮತ್ತು 3% CC: ಯೂರಿಯಾ ಆಧಾರಿತ DES ಕುರಿತು ಅಮೂಲ್ಯವಾದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸಿದೆ. ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ದ್ರವಗಳಲ್ಲಿನ ಅವುಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಬಗ್ಗೆ ನಮ್ಮ ತಿಳುವಳಿಕೆಗೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತವೆ.
ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಕ್ಕೆ (NADES) ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೊದಲು ಮತ್ತು ನಂತರ ಜೇಡಿಮಣ್ಣಿನ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಶಕ್ತಿ ಪ್ರಸರಣ ಎಕ್ಸ್-ರೇ (EDX) ಹೊಂದಿದ ಜೀಸ್ ಸುಪ್ರಾ 55 VP ಕ್ಷೇತ್ರ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ (FESEM) ಬಳಸಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಯಿತು. ಇಮೇಜಿಂಗ್ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ 500 nm ಆಗಿತ್ತು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಶಕ್ತಿಯು 30 kV ಮತ್ತು 50 kV ಆಗಿತ್ತು. FESEM ಮಣ್ಣಿನ ಮಾದರಿಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ರಚನಾತ್ಮಕ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ದೃಶ್ಯೀಕರಣವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೊದಲು ಮತ್ತು ನಂತರ ಪಡೆದ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಹೋಲಿಸುವ ಮೂಲಕ ಜೇಡಿಮಣ್ಣಿನ ಮಾದರಿಗಳ ಮೇಲೆ NADES ನ ಪರಿಣಾಮದ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುವುದು ಈ ಅಧ್ಯಯನದ ಉದ್ದೇಶವಾಗಿತ್ತು.
ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಜೇಡಿಮಣ್ಣಿನ ಮಾದರಿಗಳ ಮೇಲೆ NADES ನ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ಕ್ಷೇತ್ರ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (FESEM) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಈ ಅಧ್ಯಯನದ ಉದ್ದೇಶವು NADES ನ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು ಮತ್ತು ಜೇಡಿಮಣ್ಣಿನ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಸರಾಸರಿ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರದ ಮೇಲೆ ಅದರ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟಪಡಿಸುವುದು, ಇದು ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಅಮೂಲ್ಯವಾದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಸರಾಸರಿ ಶೇಕಡಾ ದೋಷದ (AMPE) ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ಅನಿಶ್ಚಿತತೆಯನ್ನು ದೃಶ್ಯಾತ್ಮಕವಾಗಿ ವಿವರಿಸಲು ದೋಷ ಪಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರತ್ಯೇಕ AMPE ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಯೋಜಿಸುವ ಬದಲು (AMPE ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಯೋಜಿಸುವುದರಿಂದ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳನ್ನು ಅಸ್ಪಷ್ಟಗೊಳಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಸಣ್ಣ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಉತ್ಪ್ರೇಕ್ಷಿಸಬಹುದು), ನಾವು 5% ನಿಯಮವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ದೋಷ ಪಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕುತ್ತೇವೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಪ್ರತಿ ದೋಷ ಪಟ್ಟಿಯು 95% ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಮಧ್ಯಂತರ ಮತ್ತು AMPE ಮೌಲ್ಯಗಳ 100% ಬೀಳುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯ ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಪ್ರತಿ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಡೇಟಾ ವಿತರಣೆಯ ಸ್ಪಷ್ಟ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತ ಸಾರಾಂಶವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. 5% ನಿಯಮವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ದೋಷ ಪಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ ಚಿತ್ರಾತ್ಮಕ ಪ್ರಾತಿನಿಧ್ಯಗಳ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಪರಿಣಾಮಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಹೆಚ್ಚು ವಿವರವಾದ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳ (NADES) ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ, ಆಂತರಿಕ ತಯಾರಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಪ್ರಮುಖ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಈ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಅಂಶಗಳು ತಾಪಮಾನ, ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತ ಮತ್ತು ಮಿಶ್ರಣ ವೇಗವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ. ನಮ್ಮ ಪ್ರಯೋಗಗಳು HBA (ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ) ಮತ್ತು HBD (ಗ್ಲಿಸರಾಲ್) ಅನ್ನು 50°C ನಲ್ಲಿ 1:4 ರ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿ ಬೆರೆಸಿದಾಗ, ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ಮಿಶ್ರಣವು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ಮಿಶ್ರಣದ ವಿಶಿಷ್ಟ ಲಕ್ಷಣವೆಂದರೆ ಅದರ ಪಾರದರ್ಶಕ, ಏಕರೂಪದ ನೋಟ ಮತ್ತು ಕೆಸರಿನ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿ. ಹೀಗಾಗಿ, ಈ ಪ್ರಮುಖ ಹಂತವು ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತ, ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಮಿಶ್ರಣ ವೇಗದ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ DES ಮತ್ತು NADES ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತವು ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ ಅಂಶವಾಗಿದೆ.
ವಕ್ರೀಭವನ ಸೂಚ್ಯಂಕ (n) ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗ ಮತ್ತು ಎರಡನೇ, ಹೆಚ್ಚು ದಟ್ಟವಾದ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಜೈವಿಕ ಸಂವೇದಕಗಳಂತಹ ದೃಗ್ವೈಜ್ಞಾನಿಕವಾಗಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸುವಾಗ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳಿಗೆ (NADES) ವಕ್ರೀಭವನ ಸೂಚ್ಯಂಕವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. 25 °C ನಲ್ಲಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾದ NADES ನ ವಕ್ರೀಭವನ ಸೂಚ್ಯಂಕವು 1.452 ಆಗಿತ್ತು, ಇದು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್‌ಗಿಂತ ಕುತೂಹಲಕಾರಿಯಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ.
NADES ನ ವಕ್ರೀಭವನ ಸೂಚ್ಯಂಕವು ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಸೂತ್ರ (1) ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ 3 ರಿಂದ ನಿಖರವಾಗಿ ವಿವರಿಸಬಹುದು, ಸಂಪೂರ್ಣ ಸರಾಸರಿ ಶೇಕಡಾವಾರು ದೋಷ (AMPE) 0% ತಲುಪುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ ಸಂಗತಿ. ಈ ತಾಪಮಾನ-ಅವಲಂಬಿತ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿನ ಇಳಿಕೆಯಿಂದ ವಿವರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಬೆಳಕು ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ವಕ್ರೀಭವನ ಸೂಚ್ಯಂಕ (n) ಮೌಲ್ಯ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸೆನ್ಸಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ NADES ನ ಕಾರ್ಯತಂತ್ರದ ಬಳಕೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಅಮೂಲ್ಯವಾದ ಒಳನೋಟಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ, ಜೈವಿಕ ಸಂವೇದಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಅವುಗಳ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.
ದ್ರವ ಮೇಲ್ಮೈ ತನ್ನ ವಿಸ್ತೀರ್ಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುವ ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡವು, ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿ ಒತ್ತಡ-ಆಧಾರಿತ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳ (NADES) ಸೂಕ್ತತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಣಯಿಸುವಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. 25–60 °C ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡದ ಅಧ್ಯಯನವು ಅಮೂಲ್ಯವಾದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. 25 °C ನಲ್ಲಿ, ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರಿತ NADES ನ ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡವು 55.42 mN/m ಆಗಿತ್ತು, ಇದು ನೀರು ಮತ್ತು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ ಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಚಿತ್ರ 4 ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ಆಣ್ವಿಕ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯ ಹೆಚ್ಚಳ ಮತ್ತು ನಂತರದ ಅಂತರ-ಅಣು ಆಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿಗಳಲ್ಲಿನ ಇಳಿಕೆಯಿಂದ ವಿವರಿಸಬಹುದು.
ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾದ NADES ನಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡದ ರೇಖೀಯ ಇಳಿಕೆಯ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಸಮೀಕರಣ (2) ಮೂಲಕ ಚೆನ್ನಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು, ಇದು 25–60 °C ತಾಪಮಾನ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಮೂಲ ಗಣಿತ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 4 ರಲ್ಲಿನ ಗ್ರಾಫ್ 1.4% ನಷ್ಟು ಸಂಪೂರ್ಣ ಸರಾಸರಿ ಶೇಕಡಾವಾರು ದೋಷದೊಂದಿಗೆ (AMPE) ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡದ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಚಿತ್ರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ವರದಿ ಮಾಡಲಾದ ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡದ ಮೌಲ್ಯಗಳ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು NADES ನ ನಡವಳಿಕೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಮುಖ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.
ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳ (NADES) ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಹಲವಾರು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಅಧ್ಯಯನಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಅನ್ವಯವನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ. 25°C ನಲ್ಲಿ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಆಧಾರಿತ NADES ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 1.361 g/cm3 ಆಗಿದೆ, ಇದು ಮೂಲ ಗ್ಲಿಸರಾಲ್‌ನ ಸಾಂದ್ರತೆಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಗ್ಲಿಸರಾಲ್‌ಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧ ಸ್ವೀಕಾರಕವನ್ನು (ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ) ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಈ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ವಿವರಿಸಬಹುದು.
ಸಿಟ್ರೇಟ್ ಆಧಾರಿತ NADES ಅನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ಅದರ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 60°C ನಲ್ಲಿ 1.19 g/cm3 ಕ್ಕೆ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ. ಬಿಸಿ ಮಾಡಿದಾಗ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯ ಹೆಚ್ಚಳವು NADES ಅಣುಗಳು ಚದುರಿಹೋಗಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಅವು ದೊಡ್ಡ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಇಳಿಕೆ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿನ ಗಮನಿಸಿದ ಇಳಿಕೆಯು ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರೇಖೀಯ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಸೂತ್ರ (3) ಮೂಲಕ ಸರಿಯಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು. ಚಿತ್ರ 5 NADES ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಬದಲಾವಣೆಯ ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು 1.12% ರ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸರಾಸರಿ ಶೇಕಡಾವಾರು ದೋಷದೊಂದಿಗೆ (AMPE) ಸಚಿತ್ರವಾಗಿ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ವರದಿಯಾದ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೌಲ್ಯಗಳ ನಿಖರತೆಯ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಅಳತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯು ಚಲನೆಯಲ್ಲಿರುವ ದ್ರವದ ವಿವಿಧ ಪದರಗಳ ನಡುವಿನ ಆಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದ್ದು, ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳ (NADES) ಅನ್ವಯಿಕತೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ. 25 °C ನಲ್ಲಿ, NADES ನ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯು 951 cP ಆಗಿತ್ತು, ಇದು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ.
ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಇಳಿಕೆಯನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅಂತರ-ಅಣು ಆಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿಗಳ ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯಿಂದ ವಿವರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವು ದ್ರವದ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯಲ್ಲಿ ಇಳಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಈ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 6 ರಲ್ಲಿ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸಮೀಕರಣ (4) ನಿಂದ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ, 60°C ನಲ್ಲಿ, ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯು 1.4% ರ ಒಟ್ಟಾರೆ ಸರಾಸರಿ ಶೇಕಡಾ ದೋಷದೊಂದಿಗೆ (AMPE) 898 cP ಗೆ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ. NADES ನಲ್ಲಿ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಅವಲಂಬನೆಯ ವಿವರವಾದ ತಿಳುವಳಿಕೆಯು ಅದರ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನು ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಋಣಾತ್ಮಕ ಲಾಗರಿಥಮ್‌ನಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲ್ಪಡುವ ದ್ರಾವಣದ pH ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ DNA ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಂತಹ pH-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ, ಆದ್ದರಿಂದ NADES ನ pH ಅನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೊದಲು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಬೇಕು. ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರಿತ NADES ಅನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, 1.91 ರ ವಿಶಿಷ್ಟ ಆಮ್ಲೀಯ pH ಅನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು, ಇದು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್‌ನ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ತಟಸ್ಥ pH ಗೆ ತೀವ್ರವಾಗಿ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿದೆ.
ಕುತೂಹಲಕಾರಿಯಾಗಿ, ನೈಸರ್ಗಿಕ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಡಿಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್ ಕರಗುವ ದ್ರಾವಕದ (NADES) pH ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಇಳಿಕೆಯ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ. ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ H+ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸುವ ಹೆಚ್ಚಿದ ಆಣ್ವಿಕ ಕಂಪನಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ, ಇದು [H]+ ಅಯಾನುಗಳ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಯಾಗಿ, pH ಮೌಲ್ಯದಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ನೈಸರ್ಗಿಕ pH 3 ರಿಂದ 5 ರವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಗ್ಲಿಸರಾಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲೀಯ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಇರುವಿಕೆಯು pH ಅನ್ನು 1.91 ಕ್ಕೆ ಮತ್ತಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
25–60 °C ತಾಪಮಾನ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಸಿಟ್ರೇಟ್ ಆಧಾರಿತ NADES ನ pH ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸಮೀಕರಣ (5) ಮೂಲಕ ಸೂಕ್ತವಾಗಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು, ಇದು ಗಮನಿಸಿದ pH ಪ್ರವೃತ್ತಿಗೆ ಗಣಿತದ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 7 ಈ ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಸಚಿತ್ರವಾಗಿ ಚಿತ್ರಿಸುತ್ತದೆ, NADES ನ pH ಮೇಲೆ ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು AMPE ಗೆ 1.4% ಎಂದು ವರದಿಯಾಗಿದೆ.
ನೈಸರ್ಗಿಕ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕದ (NADES) ಥರ್ಮೋಗ್ರಾವಿಮೆಟ್ರಿಕ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ (TGA) ಅನ್ನು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯಿಂದ 500 °C ವರೆಗಿನ ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿ ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಚಿತ್ರ 8a ಮತ್ತು b ಯಿಂದ ನೋಡಬಹುದಾದಂತೆ, 100 °C ವರೆಗಿನ ಆರಂಭಿಕ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ನಷ್ಟವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ನೀರು ಮತ್ತು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಶುದ್ಧ ಗ್ಲಿಸರಾಲ್‌ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಜಲಸಂಚಯನ ನೀರಿನಿಂದಾಗಿತ್ತು. 180 °C ವರೆಗೆ ಸುಮಾರು 88% ನಷ್ಟು ಗಮನಾರ್ಹ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಧಾರಣವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು, ಇದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಅಕೋನಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲವಾಗಿ ವಿಭಜಿಸುವುದರಿಂದ ಮತ್ತು ಮತ್ತಷ್ಟು ಬಿಸಿ ಮಾಡಿದಾಗ ಮೀಥೈಲ್‌ಮ್ಯಾಲಿಕ್ ಅನ್‌ಹೈಡ್ರೈಡ್ (III) ನ ನಂತರದ ರಚನೆಯಿಂದಾಗಿ (ಚಿತ್ರ 8 b). 180 °C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು, ಚಿತ್ರ 8b37 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಗ್ಲಿಸರಾಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಅಕ್ರೋಲಿನ್ (ಅಕ್ರಿಲಾಲ್ಡಿಹೈಡ್) ನ ಸ್ಪಷ್ಟ ನೋಟವನ್ನು ಸಹ ಗಮನಿಸಬಹುದು.
ಗ್ಲಿಸರಾಲ್‌ನ ಥರ್ಮೋಗ್ರಾವಿಮೆಟ್ರಿಕ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ (TGA) ಎರಡು ಹಂತದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ನಷ್ಟ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿತು. ಆರಂಭಿಕ ಹಂತ (180 ರಿಂದ 220 °C) ಅಕ್ರೋಲಿನ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ನಂತರ 230 ರಿಂದ 300 °C ವರೆಗಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ನಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 8a). ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಅಸೆಟಾಲ್ಡಿಹೈಡ್, ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್, ಮೀಥೇನ್ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ, ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಕೇವಲ 28% ಅನ್ನು 300 °C ನಲ್ಲಿ ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ, ಇದು NADES 8(a)38,39 ನ ಆಂತರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ದೋಷಯುಕ್ತವಾಗಿರಬಹುದು ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಹೊಸ ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧಗಳ ರಚನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು, ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಳವಾದ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ದ್ರಾವಕಗಳ (NADES) ಹೊಸದಾಗಿ ತಯಾರಿಸಿದ ಅಮಾನತುಗಳನ್ನು ಫೋರಿಯರ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮ್ ಇನ್ಫ್ರಾರೆಡ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (FTIR) ಮೂಲಕ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಯಿತು. NADES ಅಮಾನತು ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಶುದ್ಧ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (CA) ಮತ್ತು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ (Gly) ವರ್ಣಪಟಲದೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸುವ ಮೂಲಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. CA ವರ್ಣಪಟಲವು 1752 1/cm ಮತ್ತು 1673 1/cm ನಲ್ಲಿ ಸ್ಪಷ್ಟ ಶಿಖರಗಳನ್ನು ತೋರಿಸಿತು, ಇದು C=O ಬಂಧದ ಹಿಗ್ಗಿಸುವ ಕಂಪನಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು CA ಯ ಲಕ್ಷಣವಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಚಿತ್ರ 9 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಫಿಂಗರ್‌ಪ್ರಿಂಟ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ 1360 1/cm ನಲ್ಲಿ OH ಬಾಗುವ ಕಂಪನದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು.
ಅದೇ ರೀತಿ, ಗ್ಲಿಸರಾಲ್‌ನ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, OH ಹಿಗ್ಗಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಬಾಗುವಿಕೆ ಕಂಪನಗಳ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 3291 1/cm ಮತ್ತು 1414 1/cm ತರಂಗಸಂಖ್ಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬಂದಿವೆ. ಈಗ, ಸಿದ್ಧವಾದ NADES ನ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುವ ಮೂಲಕ, ವರ್ಣಪಟಲದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಬದಲಾವಣೆ ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಚಿತ್ರ 7 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, C=O ಬಂಧದ ಹಿಗ್ಗಿಸುವಿಕೆ ಕಂಪನವು 1752 1/cm ನಿಂದ 1720 1/cm ಗೆ ಬದಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಗ್ಲಿಸರಾಲ್‌ನ -OH ಬಂಧದ ಬಾಗುವಿಕೆ ಕಂಪನವು 1414 1/cm ನಿಂದ 1359 1/cm ಗೆ ಬದಲಾಯಿತು. ತರಂಗಸಂಖ್ಯೆಗಳಲ್ಲಿನ ಈ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋನೆಜಿಟಿವಿಟಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು NADES ನ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಹೊಸ ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.