زاویہ مالا

سطح سے پاک توانائی اور سطحی توانائی میں کیا فرق ہے؟آخری تجزیہ میں، یہ ایک خالصتاً معنوی سوال ہے۔سطح سے پاک توانائی ایک مخصوص جگہ (مادی سطح) میں آزاد توانائی ہے۔تھرموڈینامکس کے خالص ترین معنوں میں، آزاد توانائی سے مراد وہ توانائی ہے جو کام کرنے، اثرات پیدا کرنے اور کچھ ہونے کے لیے استعمال ہو سکتی ہے۔سطح سے پاک توانائی کا تعلق اس توانائی سے ہے جو مواد کی سطح پر کی جا سکتی ہے۔
مینوفیکچررز اور کسی بھی شخص کے لیے جو چپکنے، صفائی، بانڈنگ، کوٹنگز، سیاہی اور پینٹ فارمولیشنز، سگ ماہی، یا دیگر سطحوں یا ان کے ماحول کے ساتھ سطحوں کے تعامل پر مشتمل کسی دوسرے عمل میں ملوث ہیں، سطح کی آزاد توانائی کو عام طور پر صرف سطحی توانائی سے مختصر کیا جاتا ہے۔
اوپر درج تمام عملوں کے لیے سطحیں اہم ہیں، اور یہاں تک کہ اگر ان کا تمام صنعتوں میں پروڈکٹ مینوفیکچررز کی کارکردگی پر براہ راست اثر پڑتا ہے، تب بھی اکثر ان کی پیمائش نہیں کی جاتی اور اس لیے ان پر قابو نہیں پایا جاتا۔
مینوفیکچرنگ میں سطح کو کنٹرول کرنے سے مراد استعمال شدہ مواد کی سطحی توانائی کو کنٹرول کرنا ہے۔
سطح ان مالیکیولز پر مشتمل ہے جو کیمیائی طور پر ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرتے ہیں اور ان مالیکیولز جو دوسرے مواد کی سطح بناتے ہیں جن کے ساتھ وہ رابطے میں آتے ہیں۔سطحی توانائی کو تبدیل کرنے کے لیے، یہ سمجھنا ضروری ہے کہ ان مالیکیولز کو صفائی اور علاج کے ذریعے ہٹایا جا سکتا ہے، سطحی توانائی کی مختلف سطحوں کو پیدا کرنے اور مطلوبہ نتائج حاصل کرنے کے لیے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔سطحی توانائی کو کنٹرول کرنے کے لیے، سطح کی کیمسٹری کو تبدیل کرنے کے پورے عمل کے دوران اس کی پیمائش کی جانی چاہیے تاکہ یہ معلوم کیا جا سکے کہ کب اور کتنی مقدار ہے۔اس طرح، چپکنے یا صفائی کے عمل کے دوران مناسب وقت پر ضروری سطحی توانائی کی صحیح مقدار حاصل کی جا سکتی ہے۔
یہ سمجھنے کے لیے کہ مالیکیول کس طرح مضبوط بانڈز بنانے اور سطحوں کو کیمیائی طور پر صاف کرنے کا کام کرتے ہیں، ہمیں اس کشش کو سمجھنا ہوگا جو مالیکیولز کو ایک ساتھ کھینچتا ہے اور دستیاب سطح کی کل آزاد توانائی کو تشکیل دیتا ہے۔
جب ہم سطح کی توانائی کے بارے میں بات کرتے ہیں، تو ہم اس سطح کی کام کرنے کی صلاحیت کے بارے میں بات کر رہے ہیں۔لفظی طور پر، یہ سطح کی مالیکیولز کو حرکت دینے کی صلاحیت ہے- اس حرکت کے لیے توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔یہ یاد رکھنا ضروری ہے کہ سطح اور سطح کو بنانے والے مالیکیول ایک جیسے ہیں۔انووں کے بغیر، کوئی سطح نہیں ہے.اگر توانائی نہ ہو تو یہ مالیکیول چپکنے والے پر جذب کرنے کا کام مکمل نہیں کر سکتے، اس لیے کوئی بانڈنگ نہیں ہوتی۔
لہذا، کام توانائی کے براہ راست متناسب ہے.زیادہ کام کے لیے زیادہ توانائی درکار ہوتی ہے۔مزید یہ کہ اگر آپ کے پاس توانائی زیادہ ہے تو آپ کا کام بڑھ جائے گا۔کسی مالیکیول کی کام کرنے کی صلاحیت دوسرے مالیکیولز کی طرف اس کی کشش سے آتی ہے۔یہ پرکشش قوتیں کئی مختلف طریقوں سے آتی ہیں جن میں مالیکیول آپس میں تعامل کرتے ہیں۔
بنیادی طور پر، مالیکیولز آپس میں تعامل کرتے ہیں کیونکہ ان میں مثبت اور منفی چارج شدہ مالیکیول ہوتے ہیں، اور وہ مالیکیولز کے درمیان مخالف چارجز کو اپنی طرف متوجہ کرتے ہیں۔الیکٹرانوں کا ایک بادل مالیکیول کے گرد تیرتا ہے۔ان مسلسل حرکت پذیر الیکٹرانوں کی وجہ سے، مالیکیول کا کسی مخصوص علاقے کے مالیکیول میں متغیر چارج ہوتا ہے۔اگر تمام مالیکیولز اپنے ارد گرد یکساں چارج رکھتے ہیں تو کوئی بھی مالیکیول ایک دوسرے کو اپنی طرف متوجہ نہیں کرے گا۔دو بال بیرنگ کا تصور کریں، ہر بال بیرنگ کی سطح پر الیکٹران کی یکساں تقسیم ہوتی ہے۔دونوں میں سے کوئی بھی ایک دوسرے کو اپنی طرف متوجہ نہیں کرے گا کیونکہ دونوں کے پاس منفی چارج ہے اور کوئی مثبت چارج اپنی طرف متوجہ نہیں ہو سکتا۔
خوش قسمتی سے، حقیقی دنیا میں، یہ الیکٹرانک بادل مسلسل حرکت میں رہتے ہیں، اور ایسے علاقے ہوتے ہیں جن پر کسی بھی وقت مثبت یا منفی چارجز ہوتے ہیں۔اگر آپ کے پاس دو مالیکیولز ہیں جن کے ارد گرد تصادفی طور پر چارج شدہ الیکٹران ہیں تو ان کے درمیان تھوڑی سی کشش ہوگی۔مالیکیول کے گرد الیکٹران کلاؤڈ میں مثبت اور منفی چارجز کی بے ترتیب دوبارہ تقسیم سے پیدا ہونے والی قوت کو ڈسپریشن فورس کہا جاتا ہے۔
یہ قوتیں بہت کمزور ہیں۔مالیکیول کی ساخت یا ساخت سے قطع نظر، تمام مالیکیولز کے درمیان ایک بازی قوت ہوتی ہے، جو مالیکیول کی ساخت سے پیدا ہونے والی قطبی قوت کے براہ راست مخالف ہوتی ہے۔
مثال کے طور پر، بازی قوت واحد قوت ہے جو نائٹروجن مالیکیولز کے درمیان موجود ہے۔کمرے کے درجہ حرارت پر، نائٹروجن ایک قسم کی گیس ہے، کیونکہ منتشر قوت بہت کمزور ہے، یہ انتہائی معتدل درجہ حرارت پر بھی تھرمل کمپن کا مقابلہ نہیں کر سکتی، اور یہ نائٹروجن کے مالیکیولز کو ایک ساتھ نہیں رکھ سکتی۔صرف اس وقت جب ہم تقریباً تمام حرارت کی توانائی کو -195°C سے نیچے ٹھنڈا کر کے نکال دیتے ہیں تو نائٹروجن مائع بن جاتی ہے۔ایک بار جب حرارتی توانائی کافی حد تک کم ہو جاتی ہے تو، کمزور بازی کی قوت تھرمل کمپن پر قابو پا سکتی ہے اور نائٹروجن کے مالیکیولز کو ایک ساتھ کھینچ کر مائع بنا سکتی ہے۔
اگر ہم پانی کو دیکھیں تو اس کا مالیکیولر سائز اور ماس نائٹروجن سے ملتا جلتا ہے لیکن پانی کے مالیکیولز کی ساخت اور ساخت نائٹروجن سے مختلف ہے۔چونکہ پانی ایک بہت ہی قطبی مالیکیول ہے، اس لیے مالیکیول ایک دوسرے کو بہت مضبوطی سے اپنی طرف متوجہ کریں گے، اور پانی اس وقت تک مائع رہے گا جب تک کہ پانی کا درجہ حرارت 100 °C سے اوپر نہ بڑھ جائے۔اس درجہ حرارت پر، حرارت کی توانائی مالیکیولر پر قابو پاتی ہے قطبی قوتوں کو ایک ساتھ رکھنے سے، پانی گیس بن جاتا ہے۔
سمجھنے کے لیے اہم نکتہ یہ ہے کہ بازی قوت اور قطبی قوت کے درمیان طاقت میں فرق جو مالیکیولز کو ایک دوسرے کی طرف راغب کرتا ہے۔جب ہم ان پرکشش قوتوں سے پیدا ہونے والی سطحی توانائی کے بارے میں بات کرتے ہیں تو براہ کرم اسے ذہن میں رکھیں۔
منتشر سطحی توانائی سطحی توانائی کا حصہ ہے، جو مواد کی سطح پر مالیکیولز میں الیکٹران کے بادلوں کے پھیلاؤ سے پیدا ہوتی ہے۔سطح کی کل توانائی مالیکیولز کی ایک دوسرے کی طرف کشش کا ایک پرکشش اظہار ہے۔منتشر سطح کی توانائیاں کل توانائی کا حصہ ہیں، چاہے وہ کمزور اور اتار چڑھاؤ والے اجزاء ہی کیوں نہ ہوں۔
مختلف مواد کے لیے، منتشر سطح کی توانائی مختلف ہوتی ہے۔انتہائی خوشبودار پولیمر (جیسے پولی اسٹیرین) میں بہت سے بینزین کے حلقے اور نسبتاً بڑے سطحی توانائی کو پھیلانے والے اجزاء ہوتے ہیں۔اسی طرح، چونکہ ان میں ہیٹرو ایٹمز (جیسے کلورین) کی ایک بڑی تعداد ہوتی ہے، اس لیے PVC میں بھی اپنی کل سطحی توانائی میں نسبتاً بڑا منتشر سطحی توانائی کا جزو ہوتا ہے۔
لہذا، مینوفیکچرنگ کے عمل میں بازی توانائی کا کردار استعمال شدہ مواد پر منحصر ہے.تاہم، چونکہ منتشر قوت بمشکل ہی مخصوص مالیکیولر ڈھانچے پر منحصر ہوتی ہے، اس لیے ان پر قابو پانے کا طریقہ بہت محدود ہے۔
ان اتار چڑھاو کی بنیاد پر بکھرے ہوئے الیکٹران کے انحراف کا تعامل انووں کے ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کا واحد طریقہ نہیں ہے۔بعض ساختی خصوصیات کی وجہ سے جو مالیکیولز کے درمیان دیگر پرکشش قوتیں پیدا کرتی ہیں، مالیکیول دوسرے مالیکیولز کے ساتھ تعامل کر سکتے ہیں۔ان دیگر قوتوں کی درجہ بندی کرنے کے بہت سے طریقے ہیں، جیسے کہ تیزاب کی بنیاد کے تعاملات، جہاں مالیکیولز الیکٹرانوں کو قبول کرنے یا عطیہ کرنے کی اپنی صلاحیت کے ذریعے تعامل کرتے ہیں۔
کچھ مالیکیولز میں ساختی خصوصیات ہوتی ہیں جو مستقل ڈوپولز بناتی ہیں، جس کا مطلب یہ ہے کہ مالیکیول کے ارد گرد الیکٹرانوں کے بے ترتیب پھیلاؤ کے علاوہ، مالیکیول کے کچھ حصے ہمیشہ دوسروں سے زیادہ مثبت یا منفی ہوتے ہیں۔یہ مستقل ڈوپولس منتشر تعاملات سے زیادہ پرکشش ہیں۔
ان کی ساخت کی وجہ سے، کچھ مالیکیولز نے مستقل طور پر ایسے خطوں کو چارج کیا ہے جو مثبت یا منفی طور پر چارج ہوتے ہیں۔قطبی سطح کی توانائی سطحی توانائی کا ایک جزو ہے، جو مالیکیولز کے درمیان ان چارجز کی کشش کی وجہ سے ہوتی ہے۔
ہم قطبی تعاملات کے تحفظ کے تحت تمام غیر منتشر تعاملات کو آسانی سے مرکوز کر سکتے ہیں۔
ایک مالیکیول کی بازی کی خصوصیات مالیکیول کے سائز کا ایک فنکشن ہے، خاص طور پر کتنے الیکٹران اور پروٹون موجود ہیں۔ہمارے پاس الیکٹران اور پروٹون کی تعداد پر زیادہ کنٹرول نہیں ہے، جو سطحی توانائی کے پھیلاؤ کے جز کو کنٹرول کرنے کی ہماری صلاحیت کو محدود کر دیتا ہے۔
تاہم، قطبی جزو کا انحصار پروٹان اور الیکٹران کی پوزیشن پر ہوتا ہے یعنی مالیکیول کی شکل۔ہم علاج کے طریقوں جیسے کہ کورونا علاج اور پلازما کے علاج کے ذریعے الیکٹران اور پروٹون کی تقسیم کو تبدیل کر سکتے ہیں۔یہ اسی طرح ہے کہ ہم بلاک مٹی کی شکل کو کیسے تبدیل کر سکتے ہیں، لیکن یہ ہمیشہ ایک ہی معیار کو برقرار رکھے گا۔
قطبی قوتیں بہت اہم ہیں کیونکہ وہ سطحی توانائی کا حصہ ہیں جسے ہم کنٹرول کرتے ہیں جب ہم سطحی علاج کرتے ہیں۔ڈوپول-ڈپول کشش زیادہ تر چپکنے والی چیزوں، پینٹوں اور سیاہی اور سطحوں کے درمیان مضبوط چپکنے کی وجہ ہے۔صفائی، شعلہ علاج، کورونا ٹریٹمنٹ، پلازما ٹریٹمنٹ یا سطح کے علاج کی کسی بھی دوسری شکل کے ذریعے، ہم بنیادی طور پر سطحی توانائی کے قطبی جز کو بڑھا سکتے ہیں، اس طرح چپکنے میں بہتری آتی ہے۔
ایک ہی سطح پر دو بار IPA وائپ کے ایک ہی طرف کا استعمال کرتے ہوئے، سطح کی توانائی کے قطبی جزو کو غیر ارادی طور پر کم کرنے کے لیے صرف کم توانائی والے مادے کو سطح پر متعارف کرایا جا سکتا ہے۔اس کے علاوہ، سطح کا زیادہ علاج کیا جا سکتا ہے، جو سطح کی توانائی کو اتار چڑھاؤ اور کم کر دیتا ہے۔جب سطح بالکل پیدا نہیں ہوتی ہے تو سطحی توانائی کا قطبی جزو بھی بدل جائے گا۔ذخیرہ کرنے کی صاف سطح ماحول میں مالیکیولز کو اپنی طرف متوجہ کرتی ہے، بشمول پیکیجنگ مواد۔یہ سطح کے سالماتی منظر نامے کو تبدیل کرتا ہے اور سطح کی توانائی کو کم کر سکتا ہے۔
ہم مشکل سے بازی کے سائز کو کنٹرول کر سکتے ہیں۔یہ قوتیں بنیادی طور پر طے شدہ ہیں، اور مینوفیکچرنگ کے عمل کے دوران قابل اعتماد آسنجن حاصل کرنے کے لیے سطح کے معیار کو کنٹرول کرنے کے ایک ذریعہ کے طور پر بازی قوت کو تبدیل کرنے کی کوشش میں کوئی اہمیت نہیں ہے۔
جب ہم سطح کو ڈیزائن یا تبدیل کرتے ہیں، تو ہم سطحی توانائی کے قطبی جزو کی خصوصیات کو ڈیزائن کر رہے ہوتے ہیں۔لہذا، اگر ہم مواد کی سطح کو کنٹرول کرنے کے لیے سطح کے علاج کا عمل تیار کرنا چاہتے ہیں، تو ہم سطح کی قطبی ساخت کو کنٹرول کرنا چاہتے ہیں۔
سطح سے پاک توانائی مالیکیولز کے درمیان کام کرنے والی تمام انفرادی قوتوں کا مجموعہ ہے۔سطح سے پاک توانائی کے کچھ فارمولے ہیں۔اگر ہم تمام غیر منتشر قوتوں کو قطبی قوتوں کے طور پر ماننے کا فیصلہ کرتے ہیں، تو سطح سے پاک توانائی کا حساب آسان ہے۔فارمولا ہے:
قابل اعتماد مصنوعات کی تیاری، سطح کے علاج، صفائی اور تیاری میں، سطح سے پاک توانائی وہی ہوتی ہے جو سطحی توانائی ہوتی ہے۔
مختلف عملوں میں شامل پیداواری ضروریات کی وجہ سے، جیسے جوائنٹ کی چپکنے والی کارکردگی، پلاسٹک پر سیاہی کا مناسب چپکنا یا اسمارٹ فون اسکرین پر "خود صفائی" کوٹنگ کی کوٹنگ کی کارکردگی، سب کا انحصار کنٹرول پر ہے۔ سطح کی خصوصیات کا۔لہذا، مینوفیکچرنگ تصور کے نتیجے میں سطحی توانائی کو سمجھنا بہت ضروری ہے۔
سطحی توانائی مختلف طریقوں سے آتی ہے جس میں مالیکیول ایک دوسرے کو اپنی طرف متوجہ کرتے ہیں۔چپکنے اور صفائی کے عمل کے لیے مالیکیولز کے درمیان قطبی تعاملات سب سے اہم ہیں، کیونکہ یہ سالماتی سطح کے تعاملات وہ مالیکیولر تعامل ہیں جنہیں ہم سطح کے علاج، پیسنے، سینڈنگ، صفائی، مسح یا سطح کی تیاری کے دیگر طریقوں کے ذریعے زیادہ تر کنٹرول کر سکتے ہیں۔
چپکنے والی، سیاہی اور کوٹنگز کی نشوونما کے لیے قطبیت اور بازی کی ساخت اور سطح کے تناؤ کا علم بہت ضروری ہے۔تاہم، چپکنے والی، سیاہی، پینٹ اور کوٹنگز کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ مصنوعات کے لیے، ہمیں عام طور پر صرف سطحی توانائی کے قطبی جز پر توجہ دینے کی ضرورت ہوتی ہے، کیونکہ یہ وہ چیز ہے جو مینوفیکچرنگ کے عمل سے متاثر ہوتی ہے۔
سطح کی کل توانائی کی پیمائش ایک نسبتاً پیچیدہ اور غلطی کا شکار عمل ہے۔تاہم، پانی جیسے واحد مائع کا رابطہ زاویہ تقریباً مکمل طور پر سطحی توانائی کے قطبی جزو سے طے ہوتا ہے۔لہذا، سطح پر پانی کے ایک قطرے کی اونچائی سے پیدا ہونے والے زاویہ کی پیمائش کرکے، ہم حیرت انگیز درستگی کے ساتھ جان سکتے ہیں کہ سطح کی توانائی کا قطبی جز کس طرح تبدیل ہوتا ہے۔عام طور پر، سطح کی توانائی جتنی زیادہ ہوگی، پانی کی بوندوں کے اس قدر متوجہ ہونے اور پھیلنے یا گیلے ہونے کی وجہ سے چھوٹا زاویہ۔سطح کی کم توانائی کی وجہ سے پانی کی مالا بن جائے گی اور سطح پر چھوٹے بلبلوں میں سکڑ جائے گی، جس سے رابطہ کا ایک بڑا زاویہ بن جائے گا۔اس رابطہ زاویہ کی پیمائش کی مستقل مزاجی کا تعلق سطح کی توانائی سے ہے اور اسی وجہ سے چپکنے والی کارکردگی سے ہے، جو مینوفیکچررز کو ان کی مصنوعات کی مضبوطی کو یقینی بنانے کے لیے ایک قابل اعتماد اور دوبارہ قابل طریقہ فراہم کرتا ہے۔
مزید متوقع نتائج حاصل کرنے کے لیے مینوفیکچرنگ کے عمل کو کنٹرول کرنے کے بارے میں مزید جاننے کے لیے، ہماری مفت ای بک ڈاؤن لوڈ کریں: اس عمل کے ذریعے مینوفیکچرنگ میں پیشن گوئی کے قابل لگن کی تصدیق کریں۔یہ ای بک پیش گوئی کرنے والے تجزیات کا استعمال کرتے ہوئے نگرانی کے عمل کے لیے آپ کی رہنمائی ہے، ایسا عمل جو بانڈنگ کے پورے عمل میں سطح کے معیار کو برقرار رکھنے کے بارے میں تمام قیاس آرائیوں کو ختم کرتا ہے۔