தொங்கல் (வேதியியல்)

வேதியியலில், தொங்கல் என்பது ஒரு  படிதலுக்குத் தகுதியான அளவு பெரிய திண்மத் துகள்களைக் கொண்ட பலபடித்தான கலவையாகும். வழக்கமாக இத்துகள்கள் ஒரு மைக்ரோமீட்டருக்கும் அதிகமான உருவளவைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். ஒரு தொங்கல் கரைசல் என்பது கரைபொருள் துகள்களானவை கரையாமல், ஊடகம் முழுவதும் தொங்கிய நிலையில் காணப்படும் பலபடித்தான கலவையாகும். தொங்கலின் துகள்களை வெறும் கண்ணால் பார்க்க இயலும்.  அதாவது, கரைப்பானில் துகள்கள் கட்டற்று மிதக்கும் நிலையில் தொடர்ந்து அனுமதிக்கப்பட்டால் இது சாத்தியமாகிறது.^[1] அக நிலையானது (திண்மம்) புற நிலை (திரவம்) முழுவதுமாக சில குறிப்பிட்ட கலக்கிகளைக் கொண்டோ அல்லது தொங்கலை உருவாக்கும் காரணிகள் கொண்டோ  இயந்திரவியல் கலக்கலின் மூலமாக விரவச் செய்யப்படுகிறது. கூழ்மங்களைப் போலல்லாமல், தொங்கல்கள் இறுதி விளைவாக கீழே தங்கி விடுகின்றன. நீரில் மணல் என்பது தொங்கலுக்கான உதாரணமாகும். தொங்கலின் துகள்கள் நுண்ணோக்கியின் வழியாகப் பார்க்கக் கூடியவையாகவும், சிறிது நேரம் தொந்தரவு செய்யாமல் விட்டுவிட்டால் கலனில் அடியில் சேகரமாகிவிடும். இந்தப் பண்பே தொங்கலையும், கூழ்மத்தையும் வேறுபடுத்தும் பண்பாகும். அதாவது, கூழ்மத்தின் துகள்கள் தொங்கலை விடச் சிறியதாக இருப்பதால் அவை கீழே தங்குவதில்லை.^[2]  கூழ்மங்களும், தொங்கல்களும் கரைசல்களிலிருந்து வேறுபட்டவை. அதாவது, கரைசல்களில், கரைந்த பொருளானது (கரைபொருள்) திண்மமாக இருப்பதில்லை. மேலும், கரைப்பானும் கரைபொருளும் ஒருபடித்தாக கலந்து விடுகின்றன.

வாயு ஊடகத்தில் கலந்துள்ள திரவத்துளிகள் அல்லது நுண்ணியத்  திண்மத் துகள்கள் கலந்த தொங்கலானது வளிமக் கரைசல் எனப்படுகிறது. புவியின் வளிமண்டலத்தில் துாசு, புகைத்துகள்கள், கடல் உப்பு, எரிமலைத்துாசு (சல்பேட்டுகள், நைட்ரேட்டுகள்) மற்றும் முகில் நீர்த்துளிகள் ஆகியவை கலந்த வளிமக் கரைசலாக காணப்படுகிறது.

தொங்கல்களானவை விரவியுள்ள பொருளின் நிலை, பிரிகை ஊடகம்ஆகியவற்றைப் பொறுத்து வகைப்படுத்தப்படுகிறது. விரவியுள்ள பொருளானது நிச்சயமாகத் திண்மமாகவும், பிரிகை ஊடகமானது திண்மமாகவோ, திரவமாகவோ அல்லது வாயுவாகவோ இருக்க வேண்டும். 

நவீன வேதியியல் செயல்முறை தொழில் நிறுவனங்களில், உயர்-நறுக்கு கலவை தொழில்நுட்பமானது பல புதுமையான தொங்கல்களை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.

வெப்ப இயக்கவியல் கொள்கையின் படி தொங்கல்கள் நிலைத்தன்மையற்றவையாகும். இருப்பினும், அவை இயக்கவியல்ரீதியாக ஒரு குறிப்பிட்ட நீண்ட கால இடைவெளி வரை நிலைத்தன்மை உடையதாக இருக்கிறது. இந்த கால அளவே தொங்கலின் தேக்க ஆயுளை நிர்ணயிக்கிறது.  இந்த கால வீச்சு இறுதி நிலை நுகர்வோருக்கு பொருளின் சிறப்பான தரம் குறித்து உறுதிப்படுத்தும் பொருட்டு அளந்தறியப்பட வேண்டியுள்ளது. "விரவுதல் நிலைத்தன்மையானது தனது பண்புகளில் ஒரு குறிப்பிட்ட கால அளவிற்கு மாற்றத்தை எதிர்க்கக் கூடிய திறனைக் குறிக்கிறது."^[3]

பல் ஒளிச்சிதறலுடன் இணைந்த செங்குத்து திசையிலான நுணுக்கல்நோக்க முறையே தொங்கல் ஒன்றின் விரவு நிலையை கண்காணிக்க மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் நுட்பமாகும், இதுவே நிலைப்புத்தன்மை நீக்க நிகழ்வினை அடையாளம் காணவும் மற்றும் அளவிடவும் பயன்படுகிறது.^[4][5][6][7] இம்முறையானது நீர்த்தல் இல்லாமல் செறிவு அதிகமாக உள்ள விரவல்களில் நன்கு வேலை செய்கிறது. ஒளியானது தொங்கலின் மாதிரி வழியாக அனுப்பப்படும் போது, அது தொங்கலின் துகள்களால் சிதறடிக்கப்படுகிறது. இவ்வாறான சிதறடித்தலின் அடர்வானது தொங்கல் துகள்களின் அளவு மற்றும் கன அளவு பின்னம் ஆகியவற்றுடன் நேர்விகிதத் தொடர்பில் உள்ளது. ஆகையால், தொங்கலில் நடைபெறும் செறிவு மாற்றங்கள், வீழ்படிவாக்கல், திரிதல், கூட்டாதல் ஆகியவை கண்டறியப்பட்டு கண்காணிக்கப்படுகின்றன.

1. ↑ Chemistry: Matter and Its Changes, 4th Ed. by Brady, Senese, பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-471-21517-1
2. ↑ The Columbia Electronic Encyclopedia, 6th ed.
3. ↑ “Food emulsions, principles, practices and techniques” CRC Press 2005.2- M. P. C. Silvestre, E. A. Decker, McClements Food hydrocolloids 13 (1999) 419–424.
4. ↑ I. Roland, G. Piel, L. Delattre, B. Evrard International Journal of Pharmaceutics 263 (2003) 85-94
5. ↑ C. Lemarchand, P. Couvreur, M. Besnard, D. Costantini, R. Gref, Pharmaceutical Research, 20-8 (2003) 1284-1292
6. ↑ O. Mengual, G. Meunier, I. Cayre, K. Puech, P. Snabre, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 152 (1999) 111–123
7. ↑ P. Bru, L. Brunel, H. Buron, I. Cayré, X. Ducarre, A. Fraux, O. Mengual, G. Meunier, A. de Sainte Marie and P. Snabre Particle sizing and characterization Ed T. Provder and J. Texter (2004)