nature.com தளத்திற்கு வருகை தந்ததற்கு நன்றி. நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவியில் CSS ஆதரவு குறைவாக உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்தைப் பெற, சமீபத்திய உலாவிப் பதிப்பைப் பயன்படுத்துமாறு (அல்லது இன்டர்நெட் எக்ஸ்ப்ளோரரில் இணக்கப் பயன்முறையை அணைக்குமாறு) பரிந்துரைக்கிறோம். மேலும், தொடர்ச்சியான ஆதரவை உறுதிசெய்யும் வகையில், இந்தத் தளத்தில் ஸ்டைல்கள் அல்லது ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இடம்பெறாது.
சிதைவுப் பாறைப் படுகைகளில் ஏற்படும் ஷேல் விரிவாக்கம், கிணற்றுத் துளையின் நிலைத்தன்மையின்மைக்கு வழிவகுத்து, குறிப்பிடத்தக்க சிக்கல்களை உருவாக்குகிறது. சுற்றுச்சூழல் காரணங்களுக்காக, எண்ணெய் அடிப்படையிலான துளையிடும் திரவத்தை விட, ஷேல் தடுப்பான்கள் சேர்க்கப்பட்ட நீர் அடிப்படையிலான துளையிடும் திரவத்தின் பயன்பாடு விரும்பப்படுகிறது. அயனித் திரவங்கள் (ILs), அவற்றின் சரிசெய்யக்கூடிய பண்புகள் மற்றும் வலுவான நிலைமின்னியல் குணாதிசயங்கள் காரணமாக, ஷேல் தடுப்பான்களாக அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. இருப்பினும், துளையிடும் திரவங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் இமிடசோலில் அடிப்படையிலான அயனித் திரவங்கள் (ILs), நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தவை, மக்கும் தன்மையற்றவை மற்றும் விலை உயர்ந்தவை என நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன. ஆழமான யூடெக்டிக் கரைப்பான்கள் (DES), அயனித் திரவங்களுக்கு ஒரு செலவு குறைந்த மற்றும் குறைந்த நச்சுத்தன்மை வாய்ந்த மாற்றாகக் கருதப்படுகின்றன, ஆனால் அவை இன்னும் தேவையான சுற்றுச்சூழல் நிலைத்தன்மையைப் பூர்த்தி செய்யவில்லை. இத்துறையில் ஏற்பட்ட சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள், அவற்றின் உண்மையான சுற்றுச்சூழல் நேசத்திற்காக அறியப்பட்ட இயற்கை ஆழமான யூடெக்டிக் கரைப்பான்களை (NADES) அறிமுகப்படுத்த வழிவகுத்துள்ளன. இந்த ஆய்வு, சிட்ரிக் அமிலம் (ஒரு ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு ஏற்பியாக) மற்றும் கிளிசரால் (ஒரு ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு வழங்குநராக) ஆகியவற்றைக் கொண்ட NADES-களை, துளையிடும் திரவச் சேர்க்கைகளாக ஆராய்ந்தது. NADES-அடிப்படையிலான துளையிடும் திரவங்கள் API 13B-1-க்கு இணங்க உருவாக்கப்பட்டன. அவற்றின் செயல்திறன், பொட்டாசியம் குளோரைடு-அடிப்படையிலான துளையிடும் திரவங்கள், இமிடசோலியம்-அடிப்படையிலான அயனிக் திரவங்கள் மற்றும் கோலின் குளோரைடு:யூரியா-DES-அடிப்படையிலான துளையிடும் திரவங்களுடன் ஒப்பிடப்பட்டது. தனியுரிம NADES-களின் இயற்பியல்-வேதியியல் பண்புகள் விரிவாக விவரிக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த ஆய்வின் போது, ​​துளையிடும் திரவத்தின் பாய்வியல் பண்புகள், திரவ இழப்பு மற்றும் ஷேல் தடுப்புப் பண்புகள் மதிப்பிடப்பட்டன. மேலும், 3% NADES செறிவில், விளைவு அழுத்தம்/நெகிழ்வுப் பாகுத்தன்மை விகிதம் (YP/PV) அதிகரித்தது, சேற்றுப் படலத்தின் தடிமன் 26% குறைக்கப்பட்டது, மற்றும் வடிகட்டப்பட்ட திரவத்தின் கன அளவு 30.1% குறைக்கப்பட்டது என்பது காட்டப்பட்டது. குறிப்பிடத்தக்க வகையில், NADES 49.14% என்ற ஈர்க்கக்கூடிய விரிவாக்கத் தடுப்பு விகிதத்தை அடைந்து, ஷேல் உற்பத்தியை 86.36% அதிகரித்தது. இந்த முடிவுகள், களிமண்களின் மேற்பரப்பு செயல்பாடு, ஸீட்டா மின்னழுத்தம் மற்றும் அடுக்குகளுக்கு இடையேயான இடைவெளி ஆகியவற்றை மாற்றியமைக்கும் NADES-இன் திறனால் ஏற்படுகின்றன; இதன் அடிப்படை இயக்கமுறைகளைப் புரிந்துகொள்வதற்காக, இவை இக்கட்டுரையில் விவாதிக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த நீடித்த துளையிடும் திரவமானது, பாரம்பரிய ஷேல் அரிப்புத் தடுப்பான்களுக்கு ஒரு நச்சுத்தன்மையற்ற, செலவு குறைந்த மற்றும் மிகவும் பயனுள்ள மாற்றீட்டை வழங்குவதன் மூலம் துளையிடும் துறையில் ஒரு புரட்சியை ஏற்படுத்தும் என்றும், சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த துளையிடும் நடைமுறைகளுக்கு வழிவகுக்கும் என்றும் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
ஷேல் என்பது ஹைட்ரோகார்பன்களின் மூலமாகவும் நீர்த்தேக்கமாகவும் செயல்படும் ஒரு பன்முகப் பயன்பாடுள்ள பாறையாகும், மேலும் அதன் நுண்துளை அமைப்பு¹ இந்த மதிப்புமிக்க வளங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கும் சேமிப்பதற்கும் சாத்தியத்தை வழங்குகிறது. இருப்பினும், ஷேலில் மான்ட்மோரிலோனைட், ஸ்மெக்டைட், கயோலினைட் மற்றும் இல்லைட் போன்ற களிமண் தாதுக்கள் நிறைந்துள்ளன, இவை தண்ணீருடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது வீக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன, இதனால் துளையிடும் செயல்பாடுகளின் போது கிணற்றுத் துளையில் நிலைத்தன்மையின்மை ஏற்படுகிறது²,³. இந்தச் சிக்கல்கள் உற்பத்தி செய்யாத நேரத்திற்கும் (NPT) மற்றும் குழாய்கள் சிக்கிக்கொள்ளுதல், சேற்றுச் சுழற்சி இழப்பு, கிணற்றுத் துளை சரிவு மற்றும் துளையிடும் கருவியில் அழுக்கு படிதல் உள்ளிட்ட பல செயல்பாட்டுச் சிக்கல்களுக்கும் வழிவகுக்கும், இதனால் மீட்பு நேரமும் செலவும் அதிகரிக்கும். பாரம்பரியமாக, ஷேல் பாறைகளின் விரிவாக்கத்தை எதிர்க்கும் திறன் காரணமாக, எண்ணெய் அடிப்படையிலான துளையிடும் திரவங்கள் (OBDF) ஷேல் பாறை அமைப்புகளுக்கு விரும்பப்படும் தேர்வாக இருந்து வருகின்றன⁴. இருப்பினும், எண்ணெய் அடிப்படையிலான துளையிடும் திரவங்களின் பயன்பாடு அதிக செலவுகளையும் சுற்றுச்சூழல் அபாயங்களையும் கொண்டுள்ளது. செயற்கை அடிப்படையிலான துளையிடும் திரவங்கள் (SBDF) ஒரு மாற்றாகக் கருதப்பட்டாலும், அதிக வெப்பநிலையில் அவற்றின் பொருத்தம் திருப்திகரமாக இல்லை. நீர் சார்ந்த துளையிடும் திரவங்கள் (WBDF) ஒரு கவர்ச்சிகரமான தீர்வாகும், ஏனெனில் அவை OBDF5-ஐ விட பாதுகாப்பானவை, சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்தவை மற்றும் செலவு குறைந்தவை. WBDF-இன் ஷேல் தடுப்புத் திறனை மேம்படுத்துவதற்காக, பொட்டாசியம் குளோரைடு, சுண்ணாம்பு, சிலிக்கேட் மற்றும் பாலிமர் போன்ற பாரம்பரிய தடுப்பான்கள் உட்பட பல்வேறு ஷேல் தடுப்பான்கள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. இருப்பினும், இந்தத் தடுப்பான்கள் அவற்றின் செயல்திறன் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பு ஆகியவற்றில் வரம்புகளைக் கொண்டுள்ளன, குறிப்பாக பொட்டாசியம் குளோரைடு தடுப்பான்களில் உள்ள அதிக K+ செறிவு மற்றும் சிலிக்கேட்டுகளின் pH உணர்திறன் காரணமாக. 6 துளையிடும் திரவத்தின் பாய்மவியல் பண்புகளை மேம்படுத்தவும், ஷேல் வீக்கம் மற்றும் ஹைட்ரேட் உருவாவதைத் தடுக்கவும், அயனித் திரவங்களை துளையிடும் திரவச் சேர்க்கைகளாகப் பயன்படுத்துவதற்கான சாத்தியக்கூறுகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆராய்ந்துள்ளனர். இருப்பினும், இந்த அயனித் திரவங்கள், குறிப்பாக இமிடசோலில் கேஷன்களைக் கொண்டவை, பொதுவாக நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தவை, விலை உயர்ந்தவை, மக்கும் தன்மையற்றவை மற்றும் சிக்கலான தயாரிப்பு செயல்முறைகள் தேவைப்படுகின்றன. இந்தப் பிரச்சனைகளைத் தீர்க்க, மக்கள் மிகவும் சிக்கனமான மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த ஒரு மாற்றீட்டைத் தேடத் தொடங்கினர், இது டீப் யூடெக்டிக் கரைப்பான்களின் (DES) தோற்றத்திற்கு வழிவகுத்தது. DES என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட மோலார் விகிதம் மற்றும் வெப்பநிலையில், ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு வழங்கி (HBD) மற்றும் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு ஏற்பி (HBA) ஆகியவற்றால் உருவாக்கப்படும் ஒரு யூடெக்டிக் கலவையாகும். இந்த யூடெக்டிக் கலவைகள், அவற்றின் தனித்தனி கூறுகளை விடக் குறைந்த உருகுநிலைகளைக் கொண்டுள்ளன; இதற்கு முக்கியக் காரணம் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளால் ஏற்படும் மின்னூட்டப் பரவலாக்கமே ஆகும். படிக ஆற்றல், என்ட்ரோபி மாற்றம், மற்றும் எதிர்மின் அயனிகளுக்கும் HBD-க்கும் இடையேயான இடைவினைகள் உள்ளிட்ட பல காரணிகள், DES-இன் உருகுநிலையைக் குறைப்பதில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன.
முந்தைய ஆய்வுகளில், ஷேல் விரிவாக்கப் பிரச்சனையைத் தீர்ப்பதற்காக, நீர் சார்ந்த துளையிடும் திரவத்தில் பல்வேறு சேர்க்கைப் பொருட்கள் சேர்க்கப்பட்டன. உதாரணமாக, ஓஃபி மற்றும் அவரது குழுவினர் 1-பியூட்டைல்-3-மெத்தில்இமிடசோலியம் குளோரைடை (BMIM-Cl) சேர்த்தனர், இது வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளில் மட் கேக்கின் தடிமனை (50% வரை) கணிசமாகக் குறைத்தது மற்றும் YP/PV மதிப்பை 11 மடங்கு குறைத்தது. ஹுவாங் மற்றும் அவரது குழுவினர் அயனிக் திரவங்களை (குறிப்பாக, 1-ஹெக்ஸைல்-3-மெத்தில்இமிடசோலியம் புரோமைடு மற்றும் 1,2-பிஸ்(3-ஹெக்ஸைலிமிடசோல்-1-யில்)ஈதேன் புரோமைடு) Na-Bt துகள்களுடன் சேர்த்துப் பயன்படுத்தினர், மேலும் ஷேல் வீக்கத்தை முறையே 86.43% மற்றும் 94.17%¹² கணிசமாகக் குறைத்தனர். கூடுதலாக, யாங் மற்றும் அவரது குழுவினர்... ஷேல் வீக்கத்தை முறையே 16.91% மற்றும் 5.81% குறைக்க 1-வினைல்-3-டோடெசிலிமிடசோலியம் புரோமைடு மற்றும் 1-வினைல்-3-டெட்ராடெசிலிமிடசோலியம் புரோமைடு பயன்படுத்தப்பட்டன. 13 யாங் மற்றும் குழுவினர் 1-வினைல்-3-எத்திலிமிடசோலியம் புரோமைடைப் பயன்படுத்தி, ஷேல் மீட்பை 40.60% ஆகப் பராமரித்து, ஷேல் விரிவாக்கத்தை 31.62% குறைத்தனர். 14 கூடுதலாக, லூ மற்றும் குழுவினர் 1-ஆக்டைல்-3-மெத்தில்லிமிடசோலியம் டெட்ராஃப்ளூரோபோரேட்டைப் பயன்படுத்தி ஷேல் வீக்கத்தை 80% குறைத்தனர். 15, 16 டாய் மற்றும் குழுவினர் அயனிக் திரவ கோபாலிமர்களைப் பயன்படுத்தி ஷேலைத் தடுத்து, அமீன் தடுப்பான்களுடன் ஒப்பிடும்போது நேரியல் மீட்பில் 18% அதிகரிப்பை அடைந்தனர். 17
அயனிக் திரவங்களுக்கே சில குறைபாடுகள் உள்ளன, இது விஞ்ஞானிகளை அயனிக் திரவங்களுக்கு சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த மாற்றுகளைத் தேடத் தூண்டியது, அதன் விளைவாக DES பிறந்தது. வினைல் குளோரைடு புரோபியோனிக் அமிலம் (1:1), வினைல் குளோரைடு 3-ஃபினைல்புரோபியோனிக் அமிலம் (1:2), மற்றும் 3-மெர்கேப்டோபுரோபியோனிக் அமிலம் + இட்டகோனிக் அமிலம் + வினைல் குளோரைடு (1:1:2) ஆகியவற்றைக் கொண்ட டீப் யூடெக்டிக் கரைப்பான்களை (DES) முதன்முதலில் பயன்படுத்தியவர் ஹன்ஜியா ஆவார், இது பென்டோனைட்டின் வீக்கத்தை முறையே 68%, 58%, மற்றும் 58% அளவுக்குத் தடுத்தது¹⁸. ஒரு இலவச சோதனையில், எம்.எச். ரசூல் கிளிசரால் மற்றும் பொட்டாசியம் கார்பனேட் (DES) ஆகியவற்றின் 2:1 விகிதத்தைப் பயன்படுத்தி, ஷேல் மாதிரிகளின் வீக்கத்தை 87% அளவுக்குக் கணிசமாகக் குறைத்தார்¹⁹,²⁰. மா யூரியா:வினைல் குளோரைடைப் பயன்படுத்தி ஷேலின் விரிவாக்கத்தை 67% அளவுக்குக் கணிசமாகக் குறைத்தார்²¹. ரசூல் மற்றும் பலர். DES மற்றும் பாலிமர் ஆகியவற்றின் கலவையானது இரட்டைச் செயல்பாடு கொண்ட ஷேல் தடுப்பானாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது, இது சிறந்த ஷேல் தடுப்பு விளைவை அடைந்தது²².
ஆழமான யூடெக்டிக் கரைப்பான்கள் (DES) பொதுவாக அயனித் திரவங்களுக்கு ஒரு பசுமையான மாற்றாகக் கருதப்பட்டாலும், அவை அம்மோனியம் உப்புகள் போன்ற நச்சுத்தன்மை வாய்ந்த கூறுகளையும் கொண்டுள்ளன, இது அவற்றின் சுற்றுச்சூழல் நேசத்தன்மையை கேள்விக்குள்ளாக்குகிறது. இந்தப் பிரச்சனை இயற்கை ஆழமான யூடெக்டிக் கரைப்பான்களின் (NADES) வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது. அவை இன்னும் DES என வகைப்படுத்தப்பட்டாலும், பொட்டாசியம் குளோரைடு (KCl), கால்சியம் குளோரைடு (CaCl2), எப்சம் உப்புகள் (MgSO4.7H2O) மற்றும் பிறவற்றை உள்ளடக்கிய இயற்கை பொருட்கள் மற்றும் உப்புகளால் ஆனவை. DES மற்றும் NADES-இன் எண்ணற்ற சாத்தியமான சேர்க்கைகள் இந்தத் துறையில் ஆராய்ச்சிக்கு ஒரு பரந்த வாய்ப்பைத் திறக்கின்றன, மேலும் அவை பல்வேறு துறைகளில் பயன்பாடுகளைக் கண்டறியும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயனுள்ளதாக நிரூபிக்கப்பட்ட புதிய DES சேர்க்கைகளை வெற்றிகரமாக உருவாக்கியுள்ளனர். உதாரணமாக, நாசர் மற்றும் குழுவினர் 2013-இல் பொட்டாசியம் கார்பனேட் அடிப்படையிலான DES-ஐ தொகுத்து அதன் வெப்ப இயற்பியல் பண்புகளை ஆய்வு செய்தனர், இது பின்னர் ஹைட்ரேட் தடுப்பு, துளையிடும் திரவ சேர்க்கைகள், மரக்கூழ் நீக்கம் மற்றும் நானோ நாரிழையாக்கம் ஆகிய துறைகளில் பயன்பாடுகளைக் கண்டறிந்தது. 23 ஜோர்டி கிம் மற்றும் அவரது சக பணியாளர்கள் அஸ்கார்பிக் அமிலம் சார்ந்த NADES-ஐ உருவாக்கி, பல்வேறு பயன்பாடுகளில் அதன் ஆக்சிஜனேற்றத் தடுப்புப் பண்புகளை மதிப்பீடு செய்தனர். 24 கிறிஸ்டர் மற்றும் அவரது குழுவினர் சிட்ரிக் அமிலம் சார்ந்த NADES-ஐ உருவாக்கி, கொலாஜன் தயாரிப்புகளுக்கான ஒரு துணைப் பொருளாக அதன் திறனை அடையாளம் கண்டனர். 25 லியு யி மற்றும் அவரது சக பணியாளர்கள் ஒரு விரிவான மதிப்பாய்வில், பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் நிறப்பிரிகை ஊடகமாக NADES-இன் பயன்பாடுகளைத் தொகுத்தனர், அதே நேரத்தில் மிசான் மற்றும் அவரது குழுவினர் வேளாண்-உணவுத் துறையில் NADES-இன் வெற்றிகரமான பயன்பாடுகளைப் பற்றி விவாதித்தனர். துளையிடும் திரவ ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் பயன்பாடுகளில் NADES-இன் செயல்திறன் மீது கவனம் செலுத்தத் தொடங்குவது அவசியமாகும். சமீபத்தில், 2023-இல், ரசூல் மற்றும் அவரது குழுவினர் அஸ்கார்பிக் அமிலம்²⁶, கால்சியம் குளோரைடு²⁷, பொட்டாசியம் குளோரைடு²⁸ மற்றும் எப்சம் உப்பு²⁹ ஆகியவற்றை அடிப்படையாகக் கொண்ட இயற்கை ஆழமான யூடெக்டிக் கரைப்பான்களின் வெவ்வேறு கலவைகளைப் பயன்படுத்தி, ஈர்க்கக்கூடிய ஷேல் தடுப்பு மற்றும் ஷேல் மீட்பை அடைந்தனர். KCl, இமிடசோலில் அடிப்படையிலான அயனிக் திரவங்கள் மற்றும் பாரம்பரிய DES போன்ற வழக்கமான தடுப்பான்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​சிறந்த சுற்றுச்சூழல் நிலைத்தன்மை, மேம்பட்ட பாறைத் தடுப்புத் திறன் மற்றும் மேம்பட்ட திரவச் செயல்திறன் ஆகிய அம்சங்களைக் கொண்ட NADES-ஐ (குறிப்பாக சிட்ரிக் அமிலம் மற்றும் கிளிசரால் அடிப்படையிலான கலவையை) நீர் சார்ந்த துளையிடும் திரவங்களில், சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த மற்றும் திறமையான பாறைப் படிவுத் தடுப்பானாக அறிமுகப்படுத்தும் முதல் ஆய்வுகளில் இதுவும் ஒன்றாகும்.
இந்த ஆய்வில், சிட்ரிக் அமிலம் (CA) அடிப்படையிலான NADES-ஐ நிறுவனத்திற்குள்ளேயே தயாரித்தல், அதைத் தொடர்ந்து விரிவான இயற்பியல்-வேதியியல் பண்புகளைக் கண்டறிதல் மற்றும் துளையிடும் திரவத்தின் பண்புகள் மற்றும் அதன் வீக்கத்தைத் தடுக்கும் திறனை மதிப்பிடுவதற்காக, அதனை ஒரு துளையிடும் திரவச் சேர்க்கைப் பொருளாகப் பயன்படுத்துதல் ஆகியவை அடங்கும். இந்த ஆய்வில், ஷேல் தடுப்பு ஆய்வுகளில் NADES உருவாக்கம்/தேர்வுக்கான MH திரையிடல் அளவுகோல்களின் அடிப்படையில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட CA, ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு ஏற்பியாகவும், கிளிசரால் (Gly) ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு வழங்கியாகவும் செயல்படும். ஃபோரியர் டிரான்ஸ்ஃபார்ம் அகச்சிவப்பு நிறமாலையியல் (FTIR), எக்ஸ்-கதிர் விளிம்புச்சிதறல் (XRD) மற்றும் ஜீட்டா பொட்டன்ஷியல் (ZP) அளவீடுகள், NADES-களிமண் இடைவினைகளையும், களிமண் வீக்கத் தடுப்பின் பின்னணியில் உள்ள வழிமுறையையும் தெளிவுபடுத்தும். கூடுதலாக, இந்த ஆய்வு, ஷேல் தடுப்பில் அவற்றின் செயல்திறனையும், துளையிடும் திரவத்தின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதையும் ஆராய்வதற்காக, CA NADES அடிப்படையிலான துளையிடும் திரவத்தை, 1-எத்தில்-3-மெத்தில்இமிடசோலியம் குளோரைடு [EMIM]Cl7,12,14,17,31, KCl மற்றும் கோலின் குளோரைடு:யூரியா (1:2) ஆகியவற்றின் அடிப்படையிலான DES32 உடன் ஒப்பிடும்.
சிட்ரிக் அமிலம் (மோனோஹைட்ரேட்), கிளிசரால் (99 USP), மற்றும் யூரியா ஆகியவை மலேசியாவின் கோலாலம்பூரில் உள்ள ஈவாகெம் நிறுவனத்திடமிருந்து வாங்கப்பட்டன. கோலின் குளோரைடு (>98%), [EMIM]Cl 98%, மற்றும் பொட்டாசியம் குளோரைடு ஆகியவை மலேசியாவின் சிக்மா ஆல்ட்ரிச் நிறுவனத்திடமிருந்து வாங்கப்பட்டன. அனைத்து வேதிப்பொருட்களின் வேதியியல் கட்டமைப்புகள் படம் 1-இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. பச்சை நிற வரைபடம், இந்த ஆய்வில் பயன்படுத்தப்பட்ட முக்கிய வேதிப்பொருட்களான இமிடசோலில் அயனிக் திரவம், கோலின் குளோரைடு (DES), சிட்ரிக் அமிலம், கிளிசரால், பொட்டாசியம் குளோரைடு, மற்றும் NADES (சிட்ரிக் அமிலம் மற்றும் கிளிசரால்) ஆகியவற்றை ஒப்பிடுகிறது. இந்த ஆய்வில் பயன்படுத்தப்பட்ட வேதிப்பொருட்களின் சூழல் நேச அட்டவணை, அட்டவணை 1-இல் வழங்கப்பட்டுள்ளது. இந்த அட்டவணையில், ஒவ்வொரு வேதிப்பொருளும் அதன் நச்சுத்தன்மை, உயிரி சிதைவுத்தன்மை, விலை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.
இந்த ஆய்வில் பயன்படுத்தப்பட்ட பொருட்களின் வேதியியல் கட்டமைப்புகள்: (அ) சிட்ரிக் அமிலம், (ஆ) [EMIM]Cl, (இ) கோலின் குளோரைடு, மற்றும் (ஈ) கிளிசரால்.
செயல்திறன் மிக்க ஷேல் தடுப்பான்களாக NADES-களை உருவாக்குவதை நோக்கமாகக் கொண்ட MH 30 தேர்வு அளவுகோல்களின்படி, CA (இயற்கை ஆழமான யூடெக்டிக் கரைப்பான்) அடிப்படையிலான NADES-களின் உருவாக்கத்திற்காக, ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு வழங்கி (HBD) மற்றும் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு ஏற்பி (HBA) வேட்பாளர்கள் கவனமாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டனர். இந்த அளவுகோலின்படி, அதிக எண்ணிக்கையிலான ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு வழங்கிகள் மற்றும் ஏற்பிகள், அத்துடன் முனைவுள்ள செயல்பாட்டுக் குழுக்களைக் கொண்ட கூறுகள் NADES-களின் உருவாக்கத்திற்குப் பொருத்தமானவையாகக் கருதப்படுகின்றன.
மேலும், இந்த ஆய்வில் ஒப்பீட்டிற்காக அயனிக் திரவமான [EMIM]Cl மற்றும் கோலின் குளோரைடு:யூரியா டீப் யூடெக்டிக் கரைப்பான் (DES) ஆகியவை தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன, ஏனெனில் அவை துளையிடும் திரவச் சேர்க்கைகளாகப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன33,34,35,36. கூடுதலாக, பொட்டாசியம் குளோரைடு (KCl) ஒரு பொதுவான தடுப்பான் என்பதால் அதுவும் ஒப்பிடப்பட்டது.
யூடெக்டிக் கலவைகளைப் பெறுவதற்காக, சிட்ரிக் அமிலமும் கிளிசரால்லும் வெவ்வேறு மோலார் விகிதங்களில் கலக்கப்பட்டன. கண்ணால் பார்த்ததில், யூடெக்டிக் கலவையானது கலங்கல் தன்மையற்ற, ஒருபடித்தான, ஒளிபுகும் திரவமாக இருந்தது தெரியவந்தது. இது, இந்த யூடெக்டிக் கலவையில் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு வழங்கி (HBD) மற்றும் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு ஏற்பி (HBA) ஆகியவை வெற்றிகரமாகக் கலக்கப்பட்டன என்பதைக் குறிக்கிறது. HBD மற்றும் HBA-வின் கலத்தல் செயல்முறையின் வெப்பநிலை சார்ந்த தன்மையைக் கவனிப்பதற்காக, ஆரம்பகட்ட சோதனைகள் நடத்தப்பட்டன. கிடைக்கப்பெற்ற ஆய்வுகளின்படி, யூடெக்டிக் கலவைகளின் விகிதமானது 50 °C, 70 °C மற்றும் 100 °C-க்கு மேற்பட்ட மூன்று குறிப்பிட்ட வெப்பநிலைகளில் மதிப்பிடப்பட்டது. இது, யூடெக்டிக் வெப்பநிலை பொதுவாக 50–80 °C வரம்பில் இருக்கும் என்பதைக் குறிக்கிறது. HBD மற்றும் HBA கூறுகளின் எடையைத் துல்லியமாக அளவிட மெட்லர் டிஜிட்டல் தராசு பயன்படுத்தப்பட்டது. மேலும், கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழ்நிலைகளில் HBD மற்றும் HBA-வை 100 rpm வேகத்தில் சூடாக்கி கலக்குவதற்கு தெர்மோ ஃபிஷர் சூடேற்றும் தட்டு பயன்படுத்தப்பட்டது.
எங்களால் தொகுக்கப்பட்ட டீப் யூடெக்டிக் கரைப்பானின் (DES) அடர்த்தி, மேற்பரப்பு இழுவிசை, ஒளிவிலகல் குறியீடு மற்றும் பாகுத்தன்மை உள்ளிட்ட வெப்ப இயற்பியல் பண்புகள், 289.15 முதல் 333.15 K வரையிலான வெப்பநிலை வரம்பில் துல்லியமாக அளவிடப்பட்டன. தற்போதுள்ள உபகரணங்களின் வரம்புகள் காரணமாகவே இந்த வெப்பநிலை வரம்பு முதன்மையாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. இந்த விரிவான பகுப்பாய்வானது, இந்த NADES கலவையின் பல்வேறு வெப்ப இயற்பியல் பண்புகளை ஆழமாக ஆய்வு செய்து, பல்வேறு வெப்பநிலைகளில் அவற்றின் நடத்தையை வெளிப்படுத்தியது. இந்த குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை வரம்பில் கவனம் செலுத்துவது, பல பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் முக்கியமான NADES-இன் பண்புகள் குறித்த உள்நோக்குகளை வழங்குகிறது.
தயாரிக்கப்பட்ட NADES-இன் மேற்பரப்பு இழுவிசை, 289.15 முதல் 333.15 K வரையிலான வரம்பில் ஒரு இடைமுக இழுவிசைமானியை (IFT700) பயன்படுத்தி அளவிடப்பட்டது. NADES துளிகள், குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்த நிலைகளின் கீழ், ஒரு நுண்குழாய் ஊசியைப் பயன்படுத்தி, அதிக அளவு திரவம் நிரப்பப்பட்ட ஒரு அறையில் உருவாக்கப்படுகின்றன. நவீன படமாக்கல் அமைப்புகள், லாப்லாஸ் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி இடைமுக இழுவிசையைக் கணக்கிட, பொருத்தமான வடிவியல் அளவுருக்களை அறிமுகப்படுத்துகின்றன.
புதிதாகத் தயாரிக்கப்பட்ட NADES-இன் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை 289.15 முதல் 333.15 K வரையிலான வெப்பநிலை வரம்பில் கண்டறிய, ஒரு ATAGO ஒளிவிலகல்மானி பயன்படுத்தப்பட்டது. இந்தக் கருவி, ஒளியின் ஒளிவிலகல் அளவைக் கணக்கிட வெப்பநிலையை ஒழுங்குபடுத்துவதற்காக ஒரு வெப்பத் தொகுதியைப் பயன்படுத்துகிறது, இதனால் நிலையான-வெப்பநிலை நீர்த் தொட்டியின் தேவை நீக்கப்படுகிறது. ஒளிவிலகல்மானியின் பட்டக மேற்பரப்பு சுத்தம் செய்யப்பட வேண்டும் மற்றும் மாதிரி கரைசல் அதன் மீது சீராகப் பரப்பப்பட வேண்டும். அறியப்பட்ட ஒரு தரநிலைக் கரைசலைக் கொண்டு அளவீடு செய்து, பின்னர் திரையில் இருந்து ஒளிவிலகல் குறியீட்டைப் படிக்கவும்.
தயாரிக்கப்பட்ட NADES-இன் பாகுத்தன்மை, 289.15 முதல் 333.15 K வரையிலான வெப்பநிலை வரம்பில், புரூக்ஃபீல்ட் சுழல் பாகுமானி (குளிர்நிலை வகை) ஒன்றைப் பயன்படுத்தி, நிமிடத்திற்கு 30 சுழற்சிகள் (rpm) என்ற வெட்டு வேகத்திலும், 6 என்ற சுழல் தண்டின் அளவிலும் அளவிடப்பட்டது. ஒரு திரவ மாதிரியில் சுழல் தண்டை ஒரு நிலையான வேகத்தில் சுழற்றுவதற்குத் தேவைப்படும் முறுக்குவிசையைக் கண்டறிவதன் மூலம் இந்த பாகுமானி பாகுத்தன்மையை அளவிடுகிறது. மாதிரியானது சுழல் தண்டின் கீழ் உள்ள சல்லடையில் வைக்கப்பட்டு இறுக்கப்பட்ட பிறகு, பாகுமானி பாகுத்தன்மையை சென்டிபாயிஸ் (cP) அலகில் காட்டுகிறது. இது திரவத்தின் பாய்வியல் பண்புகள் குறித்த மதிப்புமிக்க தகவல்களை வழங்குகிறது.
289.15–333.15 K வெப்பநிலை வரம்பில், புதிதாகத் தயாரிக்கப்பட்ட இயற்கை டீப் யூடெக்டிக் கரைப்பானின் (NDEES) அடர்த்தியைக் கண்டறிய, DMA 35 பேசிக் என்ற கையடக்க அடர்த்திமானி பயன்படுத்தப்பட்டது. இந்தக் கருவியில் உள்ளமைக்கப்பட்ட வெப்பமூட்டி இல்லாததால், NADES அடர்த்திமானியைப் பயன்படுத்துவதற்கு முன்பு, அதை குறிப்பிட்ட வெப்பநிலைக்கு (± 2 °C) முன்கூட்டியே சூடுபடுத்த வேண்டும். குழாய் வழியாகக் குறைந்தபட்சம் 2 மில்லி மாதிரியை உறிஞ்சவும், அடர்த்தி உடனடியாகத் திரையில் காட்டப்படும். உள்ளமைக்கப்பட்ட வெப்பமூட்டி இல்லாததால், அளவீட்டு முடிவுகளில் ± 2 °C பிழை இருக்கலாம் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.
289.15–333.15 K வெப்பநிலை வரம்பில் புதிதாகத் தயாரிக்கப்பட்ட NADES-இன் pH மதிப்பைக் கண்டறிய, நாங்கள் ஒரு கெனிஸ் பெஞ்ச்டாப் pH மீட்டரைப் பயன்படுத்தினோம். இதில் உள்ளமைக்கப்பட்ட வெப்பமூட்டும் சாதனம் இல்லாததால், NADES முதலில் ஒரு ஹாட்பிளேட்டைப் பயன்படுத்தி விரும்பிய வெப்பநிலைக்கு (±2 °C) சூடுபடுத்தப்பட்டு, பின்னர் pH மீட்டர் மூலம் நேரடியாக அளவிடப்பட்டது. pH மீட்டர் ப்ரோபை NADES-க்குள் முழுமையாக மூழ்கடித்து, அளவீடு நிலைபெற்ற பிறகு இறுதி மதிப்பைப் பதிவு செய்யவும்.
இயற்கை டீப் யூடெக்டிக் கரைப்பான்களின் (NADES) வெப்ப நிலைத்தன்மையை மதிப்பிடுவதற்கு வெப்பநிறை பகுப்பாய்வு (TGA) பயன்படுத்தப்பட்டது. மாதிரிகள் வெப்பப்படுத்தும் போது பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. உயர்-துல்லியமான தராசைப் பயன்படுத்தி மற்றும் வெப்பமூட்டும் செயல்முறையை கவனமாகக் கண்காணித்து, நிறை இழப்புக்கும் வெப்பநிலைக்கும் இடையிலான ஒரு வரைபடம் உருவாக்கப்பட்டது. NADES ஆனது நிமிடத்திற்கு 1 °C என்ற விகிதத்தில் 0 முதல் 500 °C வரை வெப்பப்படுத்தப்பட்டது.
செயல்முறையைத் தொடங்குவதற்கு, NADES மாதிரியானது நன்கு கலக்கப்பட்டு, ஒருபடித்தாக்கப்பட்டு, அதன் மேற்பரப்பு ஈரப்பதம் அகற்றப்பட வேண்டும். தயாரிக்கப்பட்ட மாதிரியானது பின்னர் ஒரு TGA குவெட்டில் வைக்கப்படுகிறது, இது பொதுவாக அலுமினியம் போன்ற ஒரு மந்தப் பொருளால் ஆனது. துல்லியமான முடிவுகளை உறுதி செய்வதற்காக, TGA கருவிகள் குறிப்புப் பொருட்களைப் பயன்படுத்தி, பொதுவாக எடைத் தரநிலைகளைப் பயன்படுத்தி, அளவீடு செய்யப்படுகின்றன. அளவீடு செய்யப்பட்டவுடன், TGA பரிசோதனை தொடங்குகிறது மற்றும் மாதிரியானது ஒரு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட முறையில், பொதுவாக ஒரு நிலையான விகிதத்தில், சூடுபடுத்தப்படுகிறது. மாதிரியின் எடைக்கும் வெப்பநிலைக்கும் இடையிலான தொடர்பைத் தொடர்ந்து கண்காணிப்பது இந்தப் பரிசோதனையின் ஒரு முக்கியப் பகுதியாகும். TGA கருவிகள் வெப்பநிலை, எடை மற்றும் வாயு ஓட்டம் அல்லது மாதிரியின் வெப்பநிலை போன்ற பிற அளவுருக்கள் குறித்த தரவுகளைச் சேகரிக்கின்றன. TGA பரிசோதனை முடிந்தவுடன், சேகரிக்கப்பட்ட தரவுகள், வெப்பநிலையின் சார்பாக மாதிரியின் எடையில் ஏற்படும் மாற்றத்தைத் தீர்மானிக்கப் பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகின்றன. உருகுதல், ஆவியாதல், ஆக்சிஜனேற்றம் அல்லது சிதைவு போன்ற செயல்முறைகள் உட்பட, மாதிரியில் ஏற்படும் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் மாற்றங்களுடன் தொடர்புடைய வெப்பநிலை வரம்புகளைத் தீர்மானிப்பதில் இந்தத் தகவல் மதிப்புமிக்கது.
நீர் சார்ந்த துளையிடும் திரவமானது API 13B-1 தரநிலையின்படி கவனமாக உருவாக்கப்பட்டது, மேலும் அதன் குறிப்பிட்ட கலவை குறிப்பிற்காக அட்டவணை 2-இல் பட்டியலிடப்பட்டுள்ளது. இயற்கை ஆழ்நிலை யூடெக்டிக் கரைப்பானை (NADES) தயாரிப்பதற்காக, சிட்ரிக் அமிலம் மற்றும் கிளிசரால் (99 USP) ஆகியவை மலேசியாவின் சிக்மா ஆல்ட்ரிச் நிறுவனத்திடமிருந்து வாங்கப்பட்டன. கூடுதலாக, வழக்கமான ஷேல் தடுப்பானான பொட்டாசியம் குளோரைடும் (KCl) மலேசியாவின் சிக்மா ஆல்ட்ரிச் நிறுவனத்திடமிருந்து வாங்கப்பட்டது. துளையிடும் திரவத்தின் பாய்வியல் பண்புகளை மேம்படுத்துவதிலும் ஷேல் தடுப்பிலும் அதன் குறிப்பிடத்தக்க விளைவின் காரணமாக, 98%-க்கும் அதிகமான தூய்மை கொண்ட 1-எத்தில், 3-மெத்தில்இமிடசோலியம் குளோரைடு ([EMIM]Cl) தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது; இது முந்தைய ஆய்வுகளில் உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. NADES-இன் ஷேல் தடுப்பு செயல்திறனை மதிப்பிடுவதற்கான ஒப்பீட்டுப் பகுப்பாய்வில் KCl மற்றும் ([EMIM]Cl) ஆகிய இரண்டும் பயன்படுத்தப்படும்.
ஷேல் வீக்கத்தை ஆய்வு செய்ய பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் பென்டோனைட் செதில்களைப் பயன்படுத்த விரும்புகிறார்கள், ஏனெனில் ஷேல் வீக்கத்தை ஏற்படுத்தும் அதே "மான்ட்மோரிலோனைட்" குழுவை பென்டோனைட் கொண்டுள்ளது. உண்மையான ஷேல் மைய மாதிரிகளைப் பெறுவது சவாலானது, ஏனெனில் மைய மாதிரி எடுக்கும் செயல்முறை ஷேலை நிலை குலையச் செய்கிறது. இதன் விளைவாக, கிடைக்கும் மாதிரிகள் முழுமையாக ஷேலாக இல்லாமல், பொதுவாக மணற்கல் மற்றும் சுண்ணாம்புக்கல் அடுக்குகளின் கலவையைக் கொண்டிருக்கின்றன. மேலும், ஷேல் மாதிரிகளில் பொதுவாக ஷேல் வீக்கத்தை ஏற்படுத்தும் மான்ட்மோரிலோனைட் குழுக்கள் இருப்பதில்லை, எனவே அவை வீக்கத் தடுப்பு சோதனைகளுக்குப் பொருத்தமற்றவை.
இந்த ஆய்வில், சுமார் 2.54 செ.மீ விட்டம் கொண்ட மறுசீரமைக்கப்பட்ட பென்டோனைட் துகள்களை நாங்கள் பயன்படுத்தினோம். 11.5 கிராம் சோடியம் பென்டோனைட் தூளை 1600 psi அழுத்தத்தில் ஒரு ஹைட்ராலிக் பிரஸ்ஸில் அழுத்துவதன் மூலம் இந்தத் துகள்கள் உருவாக்கப்பட்டன. நேரியல் விரிவுமானியில் (LD) வைப்பதற்கு முன்பு, துகள்களின் தடிமன் துல்லியமாக அளவிடப்பட்டது. பின்னர், அடிப்படை மாதிரிகள் மற்றும் ஷேல் வீக்கத்தைத் தடுக்கப் பயன்படுத்தப்படும் தடுப்பான்கள் செலுத்தப்பட்ட மாதிரிகள் உள்ளிட்ட துளையிடும் திரவ மாதிரிகளில் அந்தத் துகள்கள் மூழ்கடிக்கப்பட்டன. அதன் பிறகு, LD-ஐப் பயன்படுத்தி துகள்களின் தடிமனில் ஏற்படும் மாற்றம் கவனமாகக் கண்காணிக்கப்பட்டது; 24 மணி நேரத்திற்கு 60 வினாடி இடைவெளியில் அளவீடுகள் பதிவு செய்யப்பட்டன.
பென்டோனைட்டின் புவியியல் பண்புகளைப் புரிந்துகொள்வதில், அதன் கலவை, குறிப்பாக அதன் 47% மான்ட்மோரிலோனைட் கூறு, ஒரு முக்கிய காரணியாக உள்ளது என்பதை எக்ஸ்-கதிர் விளிம்புச்சிதறல் காட்டியது. பென்டோனைட்டின் மான்ட்மோரிலோனைட் கூறுகளில், மான்ட்மோரிலோனைட் முக்கிய அங்கமாகும், இது மொத்த கூறுகளில் 88.6% ஆகும். அதே நேரத்தில், குவார்ட்ஸ் 29%, இல்லைட் 7%, மற்றும் கார்பனேட் 9% ஆகும். ஒரு சிறிய பகுதி (சுமார் 3.2%) இல்லைட் மற்றும் மான்ட்மோரிலோனைட் ஆகியவற்றின் கலவையாகும். கூடுதலாக, இதில் Fe2O3 (4.7%), சில்வர் அலுமினோசிலிகேட் (1.2%), மஸ்கோவைட் (4%), மற்றும் பாஸ்பேட் (2.3%) போன்ற சுவடு தனிமங்கள் உள்ளன. மேலும், சிறிய அளவிலான Na2O (1.83%) மற்றும் இரும்பு சிலிகேட் (2.17%) ஆகியவை உள்ளன, இது பென்டோனைட்டின் உள்ளடக்கத் தனிமங்களையும் அவற்றின் விகிதாச்சாரங்களையும் முழுமையாகப் புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது.
இந்த விரிவான ஆய்வுப் பிரிவானது, இயற்கை டீப் யூடெக்டிக் கரைப்பான் (NADES) பயன்படுத்தித் தயாரிக்கப்பட்டு, வெவ்வேறு செறிவுகளில் (1%, 3% மற்றும் 5%) துளையிடும் திரவச் சேர்க்கையாகப் பயன்படுத்தப்பட்ட துளையிடும் திரவ மாதிரிகளின் பாய்வியல் மற்றும் வடிகட்டுதல் பண்புகளை விவரிக்கிறது. பின்னர், NADES அடிப்படையிலான கூழ் மாதிரிகள், பொட்டாசியம் குளோரைடு (KCl), CC:யூரியா DES (கோலின் குளோரைடு டீப் யூடெக்டிக் கரைப்பான்:யூரியா) மற்றும் அயனித் திரவங்களைக் கொண்ட கூழ் மாதிரிகளுடன் ஒப்பிடப்பட்டு பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. இந்த ஆய்வில், 100°C மற்றும் 150°C வெப்பநிலையில் முதிர்ச்சி நிலைகளுக்கு உட்படுத்துவதற்கு முன்னும் பின்னும் FANN பாகுமானியைப் பயன்படுத்திப் பெறப்பட்ட பாகுத்தன்மை அளவீடுகள் உட்பட பல முக்கிய அளவுருக்கள் உள்ளடக்கப்பட்டுள்ளன. துளையிடும் திரவத்தின் நடத்தையை விரிவாகப் பகுப்பாய்வு செய்ய ஏதுவாக, வெவ்வேறு சுழற்சி வேகங்களில் (3 rpm, 6 rpm, 300 rpm மற்றும் 600 rpm) அளவீடுகள் எடுக்கப்பட்டன. பெறப்பட்ட தரவுகளைப் பயன்படுத்தி, விளைவுப் புள்ளி (YP) மற்றும் நெகிழ்வுப் பாகுத்தன்மை (PV) போன்ற முக்கியப் பண்புகளைத் தீர்மானிக்கலாம், இவை பல்வேறு நிலைகளில் திரவத்தின் செயல்திறன் குறித்த நுண்ணறிவை வழங்குகின்றன. 400 psi மற்றும் 150°C (உயர் வெப்பநிலை கிணறுகளில் காணப்படும் பொதுவான வெப்பநிலைகள்) ஆகிய அளவுகளில் செய்யப்படும் உயர் அழுத்தம் உயர் வெப்பநிலை (HPHT) வடிகட்டுதல் சோதனைகள், வடிகட்டுதல் செயல்திறனை (கட்டித் தடிமன் மற்றும் வடிகட்டப்பட்ட திரவத்தின் கன அளவு) நிர்ணயிக்கின்றன.
இந்தப் பிரிவானது, எங்களின் நீர் சார்ந்த துளையிடும் திரவங்களின் ஷேல் வீக்கத் தடுப்புப் பண்புகளை முழுமையாக மதிப்பீடு செய்வதற்காக, கிரேஸ் HPHT லீனியர் டிலாட்டோமீட்டர் (M4600) என்ற அதிநவீன உபகரணத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த LSM, ஒரு பிளேட் காம்பாக்டர் மற்றும் ஒரு லீனியர் டிலாட்டோமீட்டர் (மாடல்: M4600) ஆகிய இரண்டு கூறுகளைக் கொண்ட ஒரு அதிநவீன இயந்திரமாகும். கிரேஸ் கோர்/பிளேட் காம்பாக்டரைப் பயன்படுத்தி, பகுப்பாய்விற்காக பென்டோனைட் தகடுகள் தயாரிக்கப்பட்டன. பின்னர், இந்த LSM இந்தத் தகடுகள் குறித்த உடனடி வீக்கத் தரவுகளை வழங்குகிறது, இது ஷேலின் வீக்கத் தடுப்புப் பண்புகளின் விரிவான மதிப்பீட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது. ஷேல் விரிவாக்கச் சோதனைகள் சுற்றுப்புறச் சூழ்நிலைகளில், அதாவது 25°C மற்றும் 1 psia அழுத்தத்தில் நடத்தப்பட்டன.
ஷேல் நிலைத்தன்மை சோதனையானது, ஷேல் மீட்பு சோதனை, ஷேல் டிப் சோதனை அல்லது ஷேல் சிதறல் சோதனை என அடிக்கடி குறிப்பிடப்படும் ஒரு முக்கிய சோதனையை உள்ளடக்கியது. இந்த மதிப்பீட்டைத் தொடங்க, ஷேல் துண்டுகள் #6 BSS சல்லடையில் பிரிக்கப்பட்டு, பின்னர் #10 சல்லடையில் வைக்கப்படுகின்றன. பின்னர் அந்தத் துண்டுகள் ஒரு சேமிப்புத் தொட்டிக்கு அனுப்பப்படுகின்றன, அங்கு அவை NADES (இயற்கை ஆழமான யூடெக்டிக் கரைப்பான்) கொண்ட ஒரு அடிப்படைத் திரவம் மற்றும் துளையிடும் சேற்றுடன் கலக்கப்படுகின்றன. அடுத்த கட்டமாக, அந்தக் கலவை ஒரு சூளையில் வைக்கப்பட்டு, தீவிரமான சூடான உருட்டல் செயல்முறைக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது, இது துண்டுகளும் சேறும் முழுமையாகக் கலக்கப்படுவதை உறுதி செய்கிறது. 16 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு, ஷேல் சிதைவடைய அனுமதிப்பதன் மூலம், துண்டுகள் கூழிலிருந்து அகற்றப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக துண்டுகளின் எடை குறைகிறது. ஷேல் துண்டுகள் 24 மணி நேரத்திற்குள் 150°C மற்றும் 1000 psi/inch அழுத்தத்தில் துளையிடும் சேற்றில் வைக்கப்பட்ட பிறகு ஷேல் மீட்பு சோதனை நடத்தப்பட்டது.
ஷேல் சேற்றின் மீட்பு அளவை அளவிட, நாங்கள் அதை ஒரு நுண்ணிய சல்லடை (40 மெஷ்) வழியாக வடிகட்டி, பின்னர் தண்ணீரால் நன்கு கழுவி, இறுதியாக ஒரு சூளையில் உலர்த்தினோம். இந்த சிரமமான செயல்முறை, அசல் எடையுடன் ஒப்பிட்டு மீட்கப்பட்ட சேற்றின் அளவை மதிப்பிடவும், இறுதியில் வெற்றிகரமாக மீட்கப்பட்ட ஷேல் சேற்றின் சதவீதத்தைக் கணக்கிடவும் எங்களுக்கு உதவுகிறது. ஷேல் மாதிரிகளின் மூலம் மலேசியாவின் சரவாக், மிரி மாவட்டம், நியா மாவட்டமாகும். சிதறல் மற்றும் மீட்பு சோதனைகளுக்கு முன்பு, ஷேல் மாதிரிகளின் களிமண் கலவையை அளவிடவும், சோதனைக்கு அவற்றின் பொருத்தத்தை உறுதிப்படுத்தவும், அவை ஒரு முழுமையான எக்ஸ்-கதிர் விளிம்புச்சிதறல் (XRD) பகுப்பாய்வுக்கு உட்படுத்தப்பட்டன. மாதிரியின் களிமண் கனிமக் கலவை பின்வருமாறு: இல்லைட் 18%, கயோலினைட் 31%, குளோரைட் 22%, வெர்மிகுலைட் 10%, மற்றும் மைக்கா 19%.
நுண்புழைச் செயல்பாடு வழியாக ஷேல் பாறையின் நுண்துளைகளுக்குள் நீர் நேர்மின் அயனிகள் ஊடுருவுவதைக் கட்டுப்படுத்தும் ஒரு முக்கிய காரணி மேற்பரப்பு இழுவிசை ஆகும், இது இந்தப் பிரிவில் விரிவாக ஆராயப்படும். இந்தக் கட்டுரை, துளையிடும் திரவங்களின் ஒத்திசைவுப் பண்பில் மேற்பரப்பு இழுவிசையின் பங்கை ஆராய்ந்து, துளையிடும் செயல்முறையில், குறிப்பாக ஷேல் பாறைத் தடுப்பில், அதன் முக்கிய செல்வாக்கை எடுத்துக்காட்டுகிறது. துளையிடும் திரவ மாதிரிகளின் மேற்பரப்பு இழுவிசையைத் துல்லியமாக அளவிட, நாங்கள் ஒரு இடைமுக இழுவிசைமானியை (IFT700) பயன்படுத்தினோம்; இது ஷேல் பாறைத் தடுப்புச் சூழலில் திரவத்தின் நடத்தையின் ஒரு முக்கிய அம்சத்தை வெளிப்படுத்துகிறது.
இந்தப் பிரிவு, களிமண்ணில் உள்ள அலுமினோசிலிகேட் அடுக்குகளுக்கும் ஒரு அலுமினோசிலிகேட் அடுக்குக்கும் இடையேயான இடைஅடுக்குத் தொலைவான d-அடுக்கு இடைவெளியைப் பற்றி விரிவாக விவாதிக்கிறது. இந்தப் பகுப்பாய்வானது, 1%, 3% மற்றும் 5% CA NADES கொண்ட ஈரமான சேற்று மாதிரிகளையும், ஒப்பீட்டிற்காக 3% KCl, 3% [EMIM]Cl மற்றும் 3% CC:யூரியா அடிப்படையிலான DES மாதிரிகளையும் உள்ளடக்கியது. 40 mA மற்றும் 45 kV-ல் Cu-Kα கதிர்வீச்சுடன் (λ = 1.54059 Å) இயங்கும் ஒரு அதிநவீன மேசைமேல் எக்ஸ்-கதிர் விளிம்புச்சிதறல்மானி (D2 Phaser), ஈரமான மற்றும் உலர்ந்த Na-Bt மாதிரிகள் இரண்டின் எக்ஸ்-கதிர் விளிம்புச்சிதறல் உச்சிகளைப் பதிவு செய்வதில் ஒரு முக்கியப் பங்காற்றியது. பிராக் சமன்பாட்டின் பயன்பாடு, d-அடுக்கு இடைவெளியைத் துல்லியமாகத் தீர்மானிக்க உதவுகிறது, இதன்மூலம் களிமண்ணின் நடத்தை குறித்த மதிப்புமிக்க தகவல்களை வழங்குகிறது.
இந்தப் பிரிவு, ஸீட்டா மின்னழுத்தத்தைத் துல்லியமாக அளவிடுவதற்கு மேம்பட்ட மால்வர்ன் ஸீட்டாசைசர் நானோ ZSP கருவியைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த மதிப்பீடு, ஒப்பீட்டுப் பகுப்பாய்விற்காக 1%, 3%, மற்றும் 5% CA NADES, அத்துடன் 3% KCl, 3% [EMIM]Cl, மற்றும் 3% CC:யூரியா அடிப்படையிலான DES ஆகியவற்றைக் கொண்ட நீர்த்த சேற்று மாதிரிகளின் மின்னூட்டப் பண்புகள் குறித்த மதிப்புமிக்க தகவல்களை வழங்கியது. இந்த முடிவுகள், கூழ்மச் சேர்மங்களின் நிலைத்தன்மை மற்றும் திரவங்களில் அவற்றின் இடைவினைகள் குறித்த நமது புரிதலுக்குப் பங்களிக்கின்றன.
ஆற்றல் சிதறல் எக்ஸ்-கதிர் (EDX) பொருத்தப்பட்ட Zeiss Supra 55 VP புல உமிழ்வு ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியைப் (FESEM) பயன்படுத்தி, களிமண் மாதிரிகள் இயற்கை ஆழமான யூடெக்டிக் கரைப்பானுக்கு (NADES) வெளிப்படுத்தப்படுவதற்கு முன்னும் பின்னும் ஆய்வு செய்யப்பட்டன. படமாக்கல் தெளிவுத்திறன் 500 நானோமீட்டராகவும், எலக்ட்ரான் கற்றை ஆற்றல் 30 kV மற்றும் 50 kV ஆகவும் இருந்தது. FESEM, களிமண் மாதிரிகளின் மேற்பரப்பு உருவவியல் மற்றும் கட்டமைப்பு அம்சங்களின் உயர்-தெளிவுத்திறன் காட்சிப்படுத்தலை வழங்குகிறது. வெளிப்படுத்தப்படுவதற்கு முன்னும் பின்னும் பெறப்பட்ட படங்களை ஒப்பிடுவதன் மூலம், களிமண் மாதிரிகள் மீது NADES ஏற்படுத்தும் விளைவு குறித்த தகவல்களைப் பெறுவதே இந்த ஆய்வின் நோக்கமாக இருந்தது.
இந்த ஆய்வில், களிமண் மாதிரிகளின் மீது NADES ஏற்படுத்தும் விளைவை நுண்ணிய அளவில் ஆராய்வதற்காக, புல உமிழ்வு வருடல் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (FESEM) தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்தப்பட்டது. NADES-இன் சாத்தியமான பயன்பாடுகளையும், களிமண்ணின் புறவமைப்பு மற்றும் சராசரி துகள் அளவின் மீதான அதன் விளைவையும் தெளிவுபடுத்துவதே இந்த ஆய்வின் நோக்கமாகும். இது இத்துறையில் மேற்கொள்ளப்படும் ஆய்வுகளுக்கு மதிப்புமிக்க தகவல்களை வழங்கும்.
இந்த ஆய்வில், சோதனை நிலைமைகளில் சராசரி சதவீதப் பிழையின் (AMPE) மாறுபாடு மற்றும் நிச்சயமற்ற தன்மையை காட்சி ரீதியாக விவரிக்க, பிழைப் பட்டைகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. தனிப்பட்ட AMPE மதிப்புகளை வரைபடமாக்குவதற்குப் பதிலாக (ஏனெனில் AMPE மதிப்புகளை வரைபடமாக்குவது போக்குகளை மறைத்து, சிறிய மாறுபாடுகளை மிகைப்படுத்தக்கூடும்), நாங்கள் 5% விதியைப் பயன்படுத்தி பிழைப் பட்டைகளைக் கணக்கிடுகிறோம். இந்த அணுகுமுறை, ஒவ்வொரு பிழைப் பட்டையும் 95% நம்பிக்கை இடைவெளி மற்றும் 100% AMPE மதிப்புகள் அமையக்கூடிய இடைவெளியைக் குறிப்பதை உறுதி செய்கிறது. இதன் மூலம், ஒவ்வொரு சோதனை நிலைமைக்குமான தரவுப் பரவலின் தெளிவான மற்றும் சுருக்கமான தொகுப்பை இது வழங்குகிறது. இவ்வாறு 5% விதியை அடிப்படையாகக் கொண்ட பிழைப் பட்டைகளைப் பயன்படுத்துவது, வரைபட விளக்கங்களின் புரிந்துகொள்ளும் தன்மையையும் நம்பகத்தன்மையையும் மேம்படுத்துவதோடு, முடிவுகள் மற்றும் அவற்றின் தாக்கங்கள் குறித்த விரிவான புரிதலை வழங்கவும் உதவுகிறது.
இயற்கை டீப் யூடெக்டிக் கரைப்பான்களை (NADES) உருவாக்கும் செயல்முறையில், உள்நாட்டுத் தயாரிப்புச் செயல்பாட்டின் போது பல முக்கிய அளவுருக்கள் கவனமாக ஆய்வு செய்யப்பட்டன. இந்த முக்கியமான காரணிகளில் வெப்பநிலை, மோலார் விகிதம் மற்றும் கலக்கும் வேகம் ஆகியவை அடங்கும். HBA (சிட்ரிக் அமிலம்) மற்றும் HBD (கிளிசரால்) ஆகியவை 50°C வெப்பநிலையில் 1:4 என்ற மோலார் விகிதத்தில் கலக்கப்படும்போது, ​​ஒரு யூடெக்டிக் கலவை உருவாகிறது என்பதை எங்கள் சோதனைகள் காட்டுகின்றன. இந்த யூடெக்டிக் கலவையின் தனித்துவமான அம்சம் அதன் ஒளிபுகும், ஒருபடித்தான தோற்றம் மற்றும் வீழ்படிவு இல்லாதிருத்தல் ஆகும். இவ்வாறு, இந்த முக்கிய படிநிலையானது மோலார் விகிதம், வெப்பநிலை மற்றும் கலக்கும் வேகம் ஆகியவற்றின் முக்கியத்துவத்தை எடுத்துக்காட்டுகிறது. அவற்றுள், படம் 2-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, DES மற்றும் NADES தயாரிப்பில் மோலார் விகிதமே மிகவும் செல்வாக்கு மிக்க காரணியாக இருந்தது.
ஒளிவிலகல் குறியீடு (n) என்பது வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகத்திற்கும், இரண்டாவது, அடர்த்தியான ஊடகத்தில் ஒளியின் வேகத்திற்கும் உள்ள விகிதத்தைக் குறிக்கிறது. உயிரி உணர்விகள் போன்ற ஒளி உணர்திறன் பயன்பாடுகளைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​இயற்கை ஆழமான யூடெக்டிக் கரைப்பான்களுக்கு (NADES) ஒளிவிலகல் குறியீடு குறிப்பாக முக்கியத்துவம் பெறுகிறது. ஆய்வு செய்யப்பட்ட NADES-இன் 25 °C-இல் உள்ள ஒளிவிலகல் குறியீடு 1.452 ஆகும், இது சுவாரஸ்யமாக கிளிசரால்-இன் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை விடக் குறைவாக உள்ளது.
வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது NADES-இன் ஒளிவிலகல் குறியீடு குறைகிறது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. இந்தப் போக்கை சூத்திரம் (1) மற்றும் படம் 3 மூலம் துல்லியமாக விவரிக்க முடியும், இதில் முழுமையான சராசரி சதவீதப் பிழை (AMPE) 0%-ஐ அடைகிறது. இந்த வெப்பநிலை சார்ந்த நடத்தை, உயர் வெப்பநிலைகளில் பாகுத்தன்மை மற்றும் அடர்த்தி குறைவதால் விளக்கப்படுகிறது. இது, ஒளியானது ஊடகத்தின் வழியாக அதிக வேகத்தில் பயணிக்கச் செய்து, குறைந்த ஒளிவிலகல் குறியீடு (n) மதிப்பை விளைவிக்கிறது. இந்த முடிவுகள், ஒளியியல் உணர்தலில் NADES-இன் உத்திசார் பயன்பாடு குறித்த மதிப்புமிக்க நுண்ணறிவுகளை வழங்குகின்றன, மேலும் உயிரி உணரிப் பயன்பாடுகளுக்கான அவற்றின் திறனை எடுத்துக்காட்டுகின்றன.
ஒரு திரவத்தின் மேற்பரப்பு அதன் பரப்பளவைக் குறைக்கும் போக்கைப் பிரதிபலிக்கும் மேற்பரப்பு இழுவிசை, நுண்குழாய் அழுத்த அடிப்படையிலான பயன்பாடுகளுக்கு இயற்கை ஆழமான யூடெக்டிக் கரைப்பான்களின் (NADES) பொருத்தத்தை மதிப்பிடுவதில் பெரும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது. 25–60 °C வெப்பநிலை வரம்பில் மேற்பரப்பு இழுவிசையைப் பற்றிய ஒரு ஆய்வு மதிப்புமிக்க தகவல்களை வழங்குகிறது. 25 °C வெப்பநிலையில், சிட்ரிக் அமிலம் அடிப்படையிலான NADES-இன் மேற்பரப்பு இழுவிசை 55.42 mN/m ஆக இருந்தது, இது நீர் மற்றும் கிளிசரால் ஆகியவற்றின் மேற்பரப்பு இழுவிசையை விட கணிசமாகக் குறைவாகும். வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது மேற்பரப்பு இழுவிசை கணிசமாகக் குறைகிறது என்பதை படம் 4 காட்டுகிறது. மூலக்கூறு இயக்க ஆற்றல் அதிகரிப்பதாலும், அதைத் தொடர்ந்து மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான கவர்ச்சி விசைகள் குறைவதாலும் இந்த நிகழ்வை விளக்க முடியும்.
ஆய்வு செய்யப்பட்ட NADES-இல் காணப்பட்ட மேற்பரப்பு இழுவிசையின் நேரியல் குறைந்துவரும் போக்கை, 25–60 °C வெப்பநிலை வரம்பில் அடிப்படை கணித உறவை விளக்கும் சமன்பாடு (2) மூலம் நன்கு வெளிப்படுத்தலாம். படம் 4-இல் உள்ள வரைபடம், 1.4% முழுமையான சராசரி சதவீதப் பிழையுடன் (AMPE) வெப்பநிலையுடன் மேற்பரப்பு இழுவிசையின் போக்கைத் தெளிவாகக் காட்டுகிறது, இது அறிவிக்கப்பட்ட மேற்பரப்பு இழுவிசை மதிப்புகளின் துல்லியத்தை அளவிடுகிறது. இந்த முடிவுகள் NADES-இன் நடத்தை மற்றும் அதன் சாத்தியமான பயன்பாடுகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கு முக்கியமான தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளன.
இயற்கை டீப் யூடெக்டிக் கரைப்பான்களின் (NADES) அடர்த்தி இயக்கவியலைப் புரிந்துகொள்வது, எண்ணற்ற அறிவியல் ஆய்வுகளில் அவற்றின் பயன்பாட்டை எளிதாக்குவதற்கு மிகவும் முக்கியமானது. 25°C வெப்பநிலையில் சிட்ரிக் அமிலம் சார்ந்த NADES-இன் அடர்த்தி 1.361 கி/செ.மீ³ ஆகும், இது அதன் மூலமான கிளிசரால்-இன் அடர்த்தியை விட அதிகமாகும். கிளிசரால் உடன் ஒரு ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு ஏற்பியை (சிட்ரிக் அமிலம்) சேர்ப்பதன் மூலம் இந்த வேறுபாட்டை விளக்க முடியும்.
சிட்ரேட் அடிப்படையிலான NADES-ஐ உதாரணமாக எடுத்துக்கொண்டால், அதன் அடர்த்தி 60°C-ல் 1.19 g/cm3 ஆகக் குறைகிறது. வெப்பப்படுத்தும் போது இயக்க ஆற்றல் அதிகரிப்பதால், NADES மூலக்கூறுகள் சிதறி, ஒரு பெரிய கனஅளவை ஆக்கிரமிக்கின்றன, இதன் விளைவாக அடர்த்தி குறைகிறது. கவனிக்கப்பட்ட அடர்த்திக் குறைவானது, வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் ஒரு குறிப்பிட்ட நேரியல் தொடர்பைக் காட்டுகிறது, இதை சூத்திரம் (3) மூலம் சரியாக வெளிப்படுத்தலாம். படம் 5, NADES அடர்த்தி மாற்றத்தின் இந்த பண்புகளை 1.12% முழுமையான சராசரி சதவீதப் பிழையுடன் (AMPE) வரைபடமாக வழங்குகிறது, இது அறிவிக்கப்பட்ட அடர்த்தி மதிப்புகளின் துல்லியத்திற்கான ஒரு அளவுசார் அளவீட்டை வழங்குகிறது.
இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு திரவத்தின் வெவ்வேறு அடுக்குகளுக்கு இடையே உள்ள கவர்ச்சி விசையே பாகுத்தன்மை ஆகும். மேலும், பல்வேறு பயன்பாடுகளில் இயற்கை டீப் யூடெக்டிக் கரைப்பான்களின் (NADES) பயன்பாட்டினைப் புரிந்துகொள்வதில் இது ஒரு முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது. 25 °C வெப்பநிலையில், NADES-இன் பாகுத்தன்மை 951 cP ஆக இருந்தது, இது கிளிசரால் பாகுத்தன்மையை விட அதிகமாகும்.
அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் பாகுத்தன்மையில் காணப்படும் குறைவானது, முக்கியமாக மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான கவர்ச்சி விசைகள் பலவீனமடைவதால் விளக்கப்படுகிறது. இந்த நிகழ்வு திரவத்தின் பாகுத்தன்மையில் ஒரு குறைவை ஏற்படுத்துகிறது, இந்தப் போக்கு படம் 6-இல் தெளிவாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது மற்றும் சமன்பாடு (4) மூலம் அளவிடப்பட்டுள்ளது. குறிப்பாக, 60°C-இல், பாகுத்தன்மை 898 cP ஆகக் குறைகிறது, இதன் ஒட்டுமொத்த சராசரி சதவீதப் பிழை (AMPE) 1.4% ஆகும். NADES-இல் பாகுத்தன்மைக்கும் வெப்பநிலைக்கும் இடையிலான சார்புநிலையைப் பற்றிய விரிவான புரிதல் அதன் நடைமுறைப் பயன்பாட்டிற்கு மிகவும் முக்கியமானது.
ஹைட்ரஜன் அயனிச் செறிவின் எதிர்மறை மடக்கையால் தீர்மானிக்கப்படும் கரைசலின் pH மதிப்பு, குறிப்பாக டிஎன்ஏ தொகுப்பு போன்ற pH-உணர்திறன் கொண்ட பயன்பாடுகளில் மிகவும் முக்கியமானதாகும். எனவே, NADES-ஐப் பயன்படுத்துவதற்கு முன்பு அதன் pH மதிப்பைக் கவனமாக ஆய்வு செய்ய வேண்டும். சிட்ரிக் அமிலம் சார்ந்த NADES-ஐ உதாரணமாக எடுத்துக்கொண்டால், 1.91 என்ற தெளிவான அமில pH மதிப்பைக் காண முடிகிறது. இது கிளிசரால்லின் ஒப்பீட்டளவில் நடுநிலையான pH மதிப்பிற்கு முற்றிலும் மாறுபட்டதாகும்.
சுவாரஸ்யமாக, இயற்கையான சிட்ரிக் அமில டீஹைட்ரோஜினேஸ் கரையக்கூடிய கரைப்பானின் (NADES) pH மதிப்பு, வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் ஒரு நேர்கோடற்ற குறைந்துவரும் போக்கைக் காட்டியது. இந்த நிகழ்வானது, கரைசலில் உள்ள H+ சமநிலையைச் சீர்குலைக்கும் அதிகரித்த மூலக்கூறு அதிர்வுகளால் ஏற்படுகிறது. இது [H]+ அயனிகளின் உருவாக்கத்திற்கும், அதன் விளைவாக pH மதிப்பில் ஏற்படும் மாற்றத்திற்கும் வழிவகுக்கிறது. சிட்ரிக் அமிலத்தின் இயற்கையான pH மதிப்பு 3 முதல் 5 வரை இருக்கும் நிலையில், கிளிசரால் உள்ள அமில ஹைட்ரஜனின் இருப்பு, pH மதிப்பை மேலும் குறைத்து 1.91 ஆக ஆக்குகிறது.
25–60 °C வெப்பநிலை வரம்பில் சிட்ரேட் அடிப்படையிலான NADES-இன் pH நடத்தையை சமன்பாடு (5) மூலம் பொருத்தமாக குறிப்பிடலாம், இது கவனிக்கப்பட்ட pH போக்கிற்கான கணித வெளிப்பாட்டை வழங்குகிறது. படம் 7 இந்த சுவாரஸ்யமான உறவை வரைபடமாக சித்தரிக்கிறது, NADES-இன் pH மீதான வெப்பநிலையின் விளைவை எடுத்துக்காட்டுகிறது, இது AMPE-க்கு 1.4% என தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது.
இயற்கை சிட்ரிக் அமில டீப் யூடெக்டிக் கரைப்பானின் (NADES) வெப்ப எடையியல் பகுப்பாய்வு (TGA), அறை வெப்பநிலை முதல் 500 °C வரையிலான வெப்பநிலை வரம்பில் முறையாக மேற்கொள்ளப்பட்டது. படம் 8a மற்றும் b-இல் காணப்படுவது போல, 100 °C வரையிலான ஆரம்ப நிறை இழப்பானது, முக்கியமாக உறிஞ்சப்பட்ட நீர் மற்றும் சிட்ரிக் அமிலம் மற்றும் தூய கிளிசரால் ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடைய நீரேற்ற நீரினால் ஏற்பட்டது. 180 °C வரை சுமார் 88% குறிப்பிடத்தக்க நிறை தக்கவைப்பு காணப்பட்டது, இது முக்கியமாக சிட்ரிக் அமிலம் அகோனிடிக் அமிலமாக சிதைவடைவதாலும், மேலும் வெப்பப்படுத்தும் போது மெத்தில்மாலிக் அன்ஹைட்ரைடு(III) உருவாவதாலும் ஏற்பட்டது (படம் 8 b). 180 °C-க்கு மேல், கிளிசராலில் அக்ரோலின் (அக்ரிலால்டிஹைடு) தெளிவாகத் தோன்றுவதையும் காண முடிந்தது, இது படம் 8b37-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
கிளிசரால் மீதான வெப்பநிறை பகுப்பாய்வு (TGA), இரண்டு-கட்ட நிறை இழப்பு செயல்முறையை வெளிப்படுத்தியது. ஆரம்ப கட்டத்தில் (180 முதல் 220 °C வரை), அக்ரோலின் உருவாக்கம் நிகழ்கிறது, அதைத் தொடர்ந்து 230 முதல் 300 °C வரையிலான உயர் வெப்பநிலைகளில் குறிப்பிடத்தக்க நிறை இழப்பு ஏற்படுகிறது (படம் 8a). வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, ​​அசிட்டால்டிஹைட், கார்பன் டை ஆக்சைடு, மீத்தேன் மற்றும் ஹைட்ரஜன் ஆகியவை தொடர்ச்சியாக உருவாகின்றன. குறிப்பிடத்தக்க வகையில், 300 °C வெப்பநிலையில் நிறையில் 28% மட்டுமே தக்கவைக்கப்பட்டது, இது NADES 8(a)38,39 இன் உள்ளார்ந்த பண்புகள் குறைபாடுள்ளதாக இருக்கலாம் என்பதைக் காட்டுகிறது.
புதிய வேதியியல் பிணைப்புகளின் உருவாக்கம் பற்றிய தகவல்களைப் பெறுவதற்காக, புதிதாகத் தயாரிக்கப்பட்ட இயற்கை டீப் யூடெக்டிக் கரைப்பான்களின் (NADES) கூழ்மங்கள் ஃபோரியர் டிரான்ஸ்ஃபார்ம் அகச்சிவப்பு நிறமாலையியல் (FTIR) மூலம் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. NADES கூழ்மத்தின் நிறமாலையை, தூய சிட்ரிக் அமிலம் (CA) மற்றும் கிளிசரால் (Gly) ஆகியவற்றின் நிறமாலைகளுடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம் இந்தப் பகுப்பாய்வு மேற்கொள்ளப்பட்டது. CA நிறமாலையானது 1752 1/cm மற்றும் 1673 1/cm இல் தெளிவான உச்சங்களைக் காட்டியது. இவை C=O பிணைப்பின் நீட்சி அதிர்வுகளைக் குறிக்கின்றன, மேலும் இவை CA-வின் சிறப்பியல்புப் பண்புகளாகவும் உள்ளன. கூடுதலாக, படம் 9-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கைரேகைப் பகுதியில் 1360 1/cm இல் உள்ள OH வளைவு அதிர்வில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க மாற்றம் காணப்பட்டது.
இதேபோல், கிளிசரால் விஷயத்தில், OH நீட்சி மற்றும் வளைவு அதிர்வுகளின் நகர்வுகள் முறையே 3291 1/cm மற்றும் 1414 1/cm அலைவெண்களில் காணப்பட்டன. இப்போது, ​​தயாரிக்கப்பட்ட NADES-இன் நிறமாலையை பகுப்பாய்வு செய்ததில், நிறமாலையில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க நகர்வு காணப்பட்டது. படம் 7-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, C=O பிணைப்பின் நீட்சி அதிர்வு 1752 1/cm-இலிருந்து 1720 1/cm-க்கு நகர்ந்தது மற்றும் கிளிசரால் -OH பிணைப்பின் வளைவு அதிர்வு 1414 1/cm-இலிருந்து 1359 1/cm-க்கு நகர்ந்தது. அலைவெண்களில் ஏற்படும் இந்த நகர்வுகள் எதிர்மின்னூட்டத்தன்மையில் ஏற்படும் மாற்றத்தைக் குறிக்கின்றன, இது NADES-இன் கட்டமைப்பில் புதிய வேதியியல் பிணைப்புகள் உருவாவதைக் காட்டுகிறது.