როგორ დავამზადოთ დემემბრის აგენტი

საფარში ქაფის წარმოქმნამ შეიძლება გამოიწვიოს ზედაპირული დეფექტების, როგორიცაა თევზის თვალი, კრატერი ან წვრილი ნახვრეტები, გაჩენა. ამის თავიდან ასაცილებლად, ფორმულატორები იყენებენ ანტიქაფის და დეფომერის დანამატებს – თუმცა, მათი შერჩევა და შეფასება მოითხოვს საფუძვლიან ცოდნას მათი მოქმედების მექანიზმის შესახებ სხვადასხვა საფარ სისტემებში.

ეფექტური ქაფის დამშლელი უნდა იყოს ხსნადი ქაფის გამომწვევ გარემოში, სწრაფად შეაღწევდეს ქაფის ლამელებში და სწრაფად გავრცელდეს აირ-სითხის ზედაპირზე.

პოლიდიმეთილსილოქსანი (პდმს)

PDMS ეკონომიური, ბიოსადამყოვნო მასალაა, რომელსაც მიკროფლუიდიკაში მრავალი გამოყენება აქვს. მისი მიმაგრება შესაძლებელია პოლიმერებზე, მინის და ლითონის კომპონენტებზე ჩაშენებული მოწყობილობების შესაქმნელად; გამოყენება — როგორც ელექტროოსმოსური ტუმბოს მემბრანა და ფოტორეზისტის გამოყენებით მიკროფლუიდური არხების შესაქმნელად საჭირო შაბლონი.

ამის მოსაგვარებლად, PDMS-ის ოქსიდაცია შეიძლება განხორციელდეს ჟანგბადის პლაზმის გამოყენებით, რაც მის ზედაპირზე ჰიდროქსილის ჯგუფების გახსნას იწვევს, რომლებიც რეაგირებენ სილილქლორიდის ორთქლთან ტერმინალური ჯგუფების წარმოსაქმნელად, რათა მათთან დეაფოამინგ აგენტები შეერწყან. შედეგად, ამ ზედაპირთან რეაქციაში შემავალი ქაფდამშლელები ტრადიციულ სილიკონის ქაფდამშლელ დანამატებთან შედარებით ნაკლებად ქაფდებიან და ნაკლებად ინჰიბირდებიან, ამასთანავე, ისინი არატოქსიკურია, ადვილად იფანტება და სითბოგამძლეა თავიანთ სილიკონის ანალოგებთან შედარებით.

სილიკონის ზეთები

სილიკონის ზეთების ქაფის დამშლელი მექანიზმი ეფუძნება წყლისებრი ნივთიერებისა და სილიკონის ზეთის სპეციფიკური სიმძიმის განსხვავებას: წყლისებრი ნივთიერების მაღალი სპეციფიკური სიმძიმე განაპირობებს მის ჩაძირვას მინისებრი სხეულის ღრუებში, ხოლო სილიკონის ზეთის დაბალი სპეციფიკური სიმძიმე — მის ტივტივს, რაც ქმნის ტივტივის ძალებს, რომლებიც მას ზემოთ აწევენ.

სამედიცინო სილიკონის ზეთები შეიძლება ეფექტური ქაფის დამშლელი საშუალება იყოს, რადგან წყალზე მსუბუქია და ზედაპირული დაძაბულობის ცვლით ქაფის ბუშტების გასკდომას იწვევს. გარდა ამისა, ისინი არატოქსიკურია და ადვილად იხსნება წყლიან ხსნარებში.

სილიკონზე დაფუძნებული ანტიფომინგენტები მოითხოვს სილიკონების მაღალ კონცენტრაციას, რომლებიც შეიძლება ტოქსიკური და საზიანო იყოს ადამიანის ჯანმრთელობისთვის, მაშინ როდესაც მცენარეულ ზეთებს, როგორიცაა ჟოჟობას ზეთი, ანალოგიური ანტიფომინგური შესაძლებლობები აქვთ, მაგრამ გაცილებით დაბალი ეფექტიანობით; გარდა ამისა, მათი დაბალი წყლის შემცველობა დისპერსიას მოსალოდნელზე უფრო რთულს ხდის.

მინერალური ზეთები

მინერალური ზეთები არის უფერო, უსუნო, მაღალი ალკანების ნარევები, რომლებიც მინერალური წყაროებიდან მიიღება და წარმოადგენს ნედლი ნავთობის გადამუშავებისას ნავთობპროდუქტების მიღების თანმდევი პროდუქტები. ისტორიულად მათ ასევე მოიხსენიებდნენ, როგორც თეთრ ან პარაფინის ზეთს, მათი სახელწოდების არაზუსტობის გამო, რაც იმაზე მიუთითებს, რომ სავაჭრო საქონლად გაყიდული ან გამოყენებული თითოეული მინერალური ზეთის შემადგენლობის ზუსტად ცოდნა მოვაჭრეებს ხშირად არ სჭირდებოდათ ან არ სურდათ (Merriam-Webster-ის მიხედვით, ტერმინი “მინერალური ზეთი” პირველად 1771 წელს გამოიყენეს!).

მინერალური ზეთი შესაძლებელია დამატებით დაიხვეწოს სამრეწველო გამოყენებისთვის, რათა მოხდეს იმ დანამატების მოცილება, რომლებიც პოტენციურად საზიანოა ადამიანის საკვებად. ამგვარად მიიღება დახვეწილი მინერალური საპოხი, რომელიც შესაფერისია საკვებ პროდუქტებთან და ფარმაცევტულ პროდუქტებთან კონტაქტისთვის, მათ შორის, ნებისმიერი პოტენციური უბედური საკვებთან კონტაქტის შემთხვევისთვის.

სურსათის ხარისხის მინერალური ზეთები, როგორც წესი, უგემო და უსუნო, წყალში ხსნადი ზეთებია, რომლებიც უზრუნველყოფენ შესანიშნავ კოროზიისგან დაცვას, რაც მათ უსაფრთხოს ხდის კანსთან პირდაპირ კონტაქტში. გარდა ამისა, ისინი ხელს უშლიან დეჰიდრატაციას, ვინაიდან წარმოადგენენ დამცავ ბარიერს, რომელიც ზღუდავს ტრანსეპიდერმულ წყლის დანაკარგს.

წყალში ხსნადი დემულსიფიკატორი

წყალში ხსნადი დემულჩირების საშუალება გამოირჩევა შესანიშნავი დემულჩირების თვისებებით და შეიძლება დამზადდეს პოლიეთერით მოდიფიცირებული ორგანული სილიციუმის ნაერთის დაბალალკოჰოლებთან, ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებთან და სილიკასთან შერევით. ტრადიციულ მინერალურ ზეთებთან შედარებით, ეს დემულჩირების საშუალება გამოირჩევა წინასწარდისპერსიის უპირატესობით და საფარ სისტემებში მისი ინტეგრაციისთვის ნაკლები ენერგიაა საჭირო.

დეაფომინგი მოქმედებს იმით, რომ არ იხსნება ქაფის შემქმნელ გარემოში და ხელს უშლის ფირფიტის ზედაპირზე მოლეკულებს შორის მჭიდრო შეხებას, რითაც ხელს უშლის ქაფის სტაბილიზაციის მქონე ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს მარანგონის ეფექტის მეშვეობით ფირფიტის ელასტიურობის აღდგენაში და, შესაბამისად, ქაფის წარმოქმნას. გარდა ამისა, დეაფომინგი ხელს უწყობს სითხის ფირფიტის დრენირებას ქაფის ბუშტებიდან, რის შედეგადაც ისინი სკდებიან.