nature.com इत्यत्र गमनार्थं धन्यवादः। भवान् यत् ब्राउजर् संस्करणं उपयुङ्क्ते तस्य CSS समर्थनं सीमितम् अस्ति । उत्तम-अनुभवाय वयं नवीनतमं ब्राउजर्-संस्करणं (अथवा Internet Explorer मध्ये संगतता-विधिं निष्क्रियं कर्तुं) अनुशंसयामः । तदतिरिक्तं, निरन्तरं समर्थनं सुनिश्चित्य, अस्मिन् स्थले शैल्याः वा जावास्क्रिप्ट् वा न समाविष्टाः भविष्यन्ति ।
क्लास्टिकजलाशयेषु शैलविस्तारेण महत्त्वपूर्णाः समस्याः सृज्यन्ते, येन कूपस्य अस्थिरता भवति । पर्यावरणकारणात् तैल-आधारित-खनन-द्रवस्य अपेक्षया जल-आधारित-खनन-द्रवस्य उपयोगः अतिरिक्त-शेल-निरोधकैः सह प्राधान्यं भवति । आयनिकद्रवाणां (ILs) ट्यूनेबलगुणानां, प्रबलविद्युत्स्थिरगुणानां च कारणेन शैलनिरोधकरूपेण बहु ध्यानं आकर्षितम् अस्ति । परन्तु इमिडाजोलिल्-आधारित-आयनिक-द्रवः (ILs), येषां व्यापकरूपेण ड्रिलिंग-द्रवेषु उपयोगः भवति, विषाक्तः, अजैव-अपघटनीयः, महत् च सिद्धः अस्ति गहनं यूटेक्टिक विलायकं (DES) आयनिकद्रवस्य अधिकं व्यय-प्रभावी न्यूनविषाक्तं च विकल्पं मन्यते, परन्तु ते अद्यापि आवश्यकपर्यावरणस्थायित्वात् न्यूनाः भवन्ति अस्मिन् क्षेत्रे अद्यतनप्रगतेः कारणात् प्राकृतिकगहन-यूटेक्टिक-विलायकानाम् (NADES) प्रवर्तनं जातम्, ये यथार्थपर्यावरणमैत्रीरूपेण प्रसिद्धाः सन्ति अस्मिन् अध्ययने NADES इत्यस्य अन्वेषणं कृतम्, येषु सिट्रिक अम्लम् (हाइड्रोजनबन्धस्वीकर्तारूपेण) ग्लिसरॉलं (हाइड्रोजनबन्धदातृरूपेण) च ड्रिलिंगद्रवसंयोजकरूपेण भवति NADES-आधारित-ड्रिलिंग-द्रवाणां विकासः एपिआइ 13B-1 इत्यस्य अनुसारं कृतः आसीत् तथा च तेषां कार्यक्षमतायाः तुलना पोटेशियम-क्लोराइड-आधारित-ड्रिलिंग-द्रवैः, इमिडाजोलियम-आधारित-आयनिक-द्रवैः, तथा च कोलाइन-क्लोराइड्:यूरिया-डीईएस-आधारित-ड्रिलिंग-द्रवैः सह कृता स्वामित्वयुक्तानां NADESs इत्यस्य भौतिकरासायनिकगुणानां विस्तरेण वर्णनं कृतम् अस्ति । अध्ययनस्य कालखण्डे ड्रिलिंगद्रवस्य रेओलॉजिकलगुणाः, द्रवहानिः, शैलनिरोधगुणाः च मूल्याङ्किताः, तथा च दर्शितं यत् ३% NADESs इत्यस्य सान्द्रतायां उपजतनाव/प्लास्टिकचिपचिपाहटानुपातः (YP/PV) वर्धितः, पङ्ककेकस्य मोटाई २६% न्यूनीकृता, छाननेन आयतनं ३०.१% न्यूनीकृतम् उल्लेखनीयं यत् NADES इत्यनेन ४९.१४% इत्यस्य प्रभावशालिनः विस्तारनिरोधदरः प्राप्तः, शेल्-उत्पादने ८६.३६% वृद्धिः च अभवत् । एतेषां परिणामानां कारणं NADES इत्यस्य मृत्तिकायाः ​​पृष्ठीयक्रियाकलापं, जीटाविभवं, अन्तरस्तरस्य अन्तरं च परिवर्तयितुं क्षमता अस्ति, येषां विषये अस्मिन् पत्रे अन्तर्निहिततन्त्राणि अवगन्तुं चर्चा कृता अस्ति इदं स्थायि-ड्रिलिंग-द्रवम् पारम्परिक-शेल-जंग-निरोधकानां कृते अविषाक्तं, व्यय-प्रभावी, अत्यन्तं प्रभावी च विकल्पं प्रदातुं ड्रिलिंग-उद्योगे क्रान्तिं जनयिष्यति इति अपेक्षा अस्ति, येन पर्यावरण-अनुकूल-ड्रिलिंग-प्रथानां मार्गः प्रशस्तः भविष्यति
शैल बहुमुखी शिला अस्ति या हाइड्रोकार्बनस्य स्रोतः जलाशयः च इति कार्यं करोति, तस्याः छिद्रपूर्णसंरचना1 एतेषां बहुमूल्यसंसाधनानाम् उत्पादनस्य भण्डारणस्य च सम्भावनां प्रदाति परन्तु शेल् मृत्तिकाखनिजैः यथा मोण्ट्मोरिलोनाइट्, स्मेक्टाइट्, काओलिनाइट्, इलाइट् इत्यादिभिः समृद्धा भवति, येन जलस्य संपर्कात् तस्य सूजनस्य प्रवृत्तिः भवति, येन खननकार्यस्य समये कूपस्य अस्थिरता भवति एतेषां विषयाणां कारणेन गैर-उत्पादकसमयः (NPT) तथा च अटकपाइपाः, नष्टपङ्कसञ्चारः, कूपस्य ध्वंसः, बिट्-फौलिंग् च समाविष्टाः परिचालनसमस्यानां समूहः, पुनर्प्राप्तिसमयः, व्ययः च वर्धते परम्परागतरूपेण शैल-निर्माणानां कृते तैल-आधारित-ड्रिलिंग-द्रवः (OBDF) शैल-विस्तारस्य प्रतिरोध-क्षमतायाः कारणात् प्राधान्य-विकल्पः अभवत् परन्तु तैल-आधारित-खनन-द्रवस्य उपयोगेन अधिकः व्ययः, पर्यावरण-जोखिमः च भवति । सिंथेटिक-आधारित-ड्रिलिंग-द्रवः (SBDF) विकल्परूपेण विचारिताः, परन्तु उच्चतापमानस्य तेषां उपयुक्तता असन्तोषजनकं भवति । जल-आधारित-ड्रिलिंग-द्रवः (WBDF) एकः आकर्षकः समाधानः अस्ति यतः ते OBDF5 इत्यस्मात् अधिकं सुरक्षिताः, अधिकं पर्यावरण-अनुकूलाः, अधिक-लाभ-प्रभाविणः च सन्ति । WBDF इत्यस्य शैलनिरोधक्षमतां वर्धयितुं विविधाः शैलनिरोधकानां उपयोगः कृतः अस्ति, यत्र पोटेशियमक्लोराइड्, चूना, सिलिकेट्, बहुलक इत्यादयः पारम्परिकाः अवरोधकाः सन्ति परन्तु एतेषां अवरोधकानां प्रभावशीलतायाः पर्यावरणीयप्रभावस्य च दृष्ट्या सीमाः सन्ति, विशेषतः पोटेशियमक्लोराइडनिरोधकेषु K+-सान्द्रतायाः उच्चतायाः, सिलिकेटस्य पीएच-संवेदनशीलतायाः च कारणतः 6 शोधकर्तारः आयनिकद्रवस्य उपयोगस्य सम्भावनायाः अन्वेषणं कृतवन्तः यत् ड्रिलिंगद्रवस्य रेओलॉजी सुधारयितुम् तथा च शैलस्य सूजनं हाइड्रेट्-निर्माणं च निवारयितुं शक्यते परन्तु एते आयनिकद्रवाः विशेषतः इमिडाजोलिल् कैटशियमयुक्ताः द्रवाः सामान्यतया विषाक्ताः, महत्, अजैवविघटनशीलाः, जटिलतया निर्माणप्रक्रियायाः आवश्यकतां अनुभवन्ति एतासां समस्यानां समाधानार्थं जनाः अधिकं किफायती पर्यावरण-अनुकूलं च विकल्पं अन्वेष्टुं आरब्धवन्तः, येन गहनानां यूटेक्टिक-विलायकानाम् (DES) उद्भवः अभवत् DES एकं यूटेक्टिकं मिश्रणं भवति यत् हाइड्रोजनबन्धदातृ (HBD) तथा हाइड्रोजनबन्धस्वीकर्ता (HBA) इत्यनेन विशिष्टे मोलर अनुपातेन तापमाने च निर्मितं भवति । एतेषां यूटेक्टिकमिश्रणानां द्रवणबिन्दवः तेषां व्यक्तिगतघटकानाम् अपेक्षया न्यूनाः भवन्ति, मुख्यतया हाइड्रोजनबन्धनजन्य आभारविस्थापनस्य कारणतः । जाली ऊर्जा, एन्ट्रोपी परिवर्तनं, आयनानां एच् बी डी च मध्ये अन्तरक्रियाः इत्यादयः बहवः कारकाः DES इत्यस्य द्रवणबिन्दुं न्यूनीकर्तुं प्रमुखां भूमिकां निर्वहन्ति ।
पूर्वाध्ययनेषु जल-आधारित-खनन-द्रवस्य मध्ये शैल-विस्तार-समस्यायाः समाधानार्थं विविधानि योजकाः योजिताः आसन् । यथा, ओफेइ इत्यादयः । 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (BMIM-Cl) योजितवान्, येन मड केकस्य मोटाई (50% पर्यन्तं) महत्त्वपूर्णतया न्यूनीकृता तथा च विभिन्नेषु तापमानेषु YP/PV मूल्यं 11 न्यूनीकृतम् हुआंग एट अल। आयनिकद्रवस्य (विशेषतः, १-हेक्सिल-३-मिथिलिमिडाजोलियमब्रोमाइड् तथा १,२-बिस्(३-हेक्सिलिमिडाजोल्-१-इल)इथेन ब्रोमाइड) Na-Bt कणानां संयोजनेन उपयुज्यते स्म तथा च शैल-सूजनं क्रमशः ८६.४३% तथा ९४.१७% महत्त्वपूर्णतया न्यूनीकृतवान् तदतिरिक्तं याङ्ग इत्यादयः । शैल-सूजनं क्रमशः १६.९१% तथा ५.८१% न्यूनीकर्तुं १-विनाइल-३-डोडेसिलिमिडाजोलियम ब्रोमाइड् तथा १-विनाइल-३-टेट्राडेसिलिमिडाजोलियम ब्रोमाइड् इत्यस्य उपयोगः कृतः । १३ याङ्ग इत्यादयः । अपि च १-विनाइल-३-एथिलिमिडाजोलियम ब्रोमाइड् इत्यस्य उपयोगः कृतः तथा च शैलविस्तारं ३१.६२% न्यूनीकृतवान् तथा च शेल्-पुनर्प्राप्तिः ४०.६०% यावत् स्थापिता । १४ तदतिरिक्तं लुओ इत्यादयः । शैलस्य सूजनं ८०% न्यूनीकर्तुं १-ऑक्टाइल-३-मिथाइलिमिडाजोलियम टेट्राफ्लोरोबोरेट् इत्यस्य उपयोगः कृतः । १५, १६ दाई इत्यादयः । शैलस्य निरोधाय आयनिकद्रवसहबहुलकानाम् उपयोगं कृतवान् तथा च अमाइननिरोधकानां तुलने रेखीयपुनर्प्राप्तेः १८% वृद्धिं प्राप्तवान् । १७
आयनिकद्रवस्य एव केचन दोषाः सन्ति, येन वैज्ञानिकाः आयनिकद्रवस्य अधिकपर्यावरणानुकूलविकल्पान् अन्वेष्टुं प्रेरिताः, अतः DES इत्यस्य जन्म अभवत् हन्जिया प्रथमः गहने यूटेक्टिकविलायकानाम् (DES) उपयोगं कृतवान् येषु विनाइलक्लोराइड् प्रोपिओनिक अम्लम् (१:१), विनाइलक्लोराइड् ३-फिनाइलप्रोपिओनिक अम्लम् (१:२), ३-मर्कैप्टोप्रोपिओनिक अम्लम् + इटाकोनिक अम्लम् + विनाइलक्लोराइड् (१:१:२) च सन्ति, येन बेन्टोनाइट् इत्यस्य सूजनं ६८%, ५८%, तथा च क्रमशः ५८% १८. एकस्मिन् मुक्तप्रयोगे एमएच रसुल् इत्यनेन ग्लिसरॉलस्य पोटेशियमकार्बोनेट् (DES) च २:१ अनुपातस्य उपयोगः कृतः तथा च शैलस्य नमूनानां सूजनं ८७%१९,२० इत्येव महत्त्वपूर्णतया न्यूनीकृतम् मा इत्यनेन यूरिया:विनाइल क्लोराइड् इत्यस्य उपयोगः कृतः यत् शैलस्य विस्तारं ६७% इत्येव महत्त्वपूर्णतया न्यूनीकर्तुं शक्यते ।२१ रसुल इत्याख्यः । DES तथा बहुलकयोः संयोजनस्य उपयोगः द्वय-क्रिया-शेल-निरोधकरूपेण कृतः, येन उत्तमः शेल-निरोध-प्रभावः प्राप्तः22 ।
यद्यपि गहने यूटेक्टिकविलायकाः (DES) सामान्यतया आयनिकद्रवस्य हरिततरविकल्पः इति मन्यन्ते तथापि तेषु अमोनियमलवणाः इत्यादयः सम्भाव्यविषाक्तघटकाः अपि सन्ति, येन तेषां पर्यावरण-मैत्रीपूर्णता संदिग्धं भवति अस्याः समस्यायाः कारणेन प्राकृतिकगहन-यूटेक्टिक-विलायकानाम् (NADES) विकासः अभवत् । अद्यापि तेषां वर्गीकरणं DES इति भवति, परन्तु प्राकृतिकपदार्थैः लवणैः च निर्मिताः सन्ति, यथा पोटेशियमक्लोराइड् (KCl), कैल्शियमक्लोराइड् (CaCl2), एप्सोम लवणं (MgSO4.7H2O), इत्यादयः DES तथा NADES इत्येतयोः असंख्याकाः सम्भाव्यसंयोजनाः अस्मिन् क्षेत्रे अनुसन्धानस्य विस्तृतं व्याप्तिम् उद्घाटयन्ति तथा च विविधक्षेत्रेषु अनुप्रयोगं प्राप्नुयुः इति अपेक्षा अस्ति अनेकाः शोधकर्तारः सफलतया नूतनानि DES संयोजनानि विकसितवन्तः ये विविधप्रयोगेषु प्रभाविणः सिद्धाः अभवन् । यथा, नासेर् इत्यादयः । २०१३ तमे वर्षे पोटेशियमकार्बोनेट्-आधारित-डीईएस-संश्लेषणं कृत्वा तस्य उष्माभौतिकगुणानां अध्ययनं कृतवान्, यस्य अनन्तरं हाइड्रेट्-निरोधः, ड्रिलिंग-द्रव-संयोजकानाम्, डिलिग्निफिकेशन-, नैनोफाइब्रिलेशन-क्षेत्रेषु च अनुप्रयोगाः प्राप्ताः २३ जॉर्डी किम सहकारिभिः सह एस्कॉर्बिक अम्ल-आधारितं NADES विकसितं कृत्वा विभिन्नेषु अनुप्रयोगेषु तस्य एण्टीऑक्सिडेण्ट् गुणानाम् मूल्याङ्कनं कृतम् । २४ क्रिस्टर इत्याख्यः । सिट्रिक अम्ल-आधारितं NADES विकसितवान् तथा च कोलेजन-उत्पादानाम् सहायकरूपेण तस्य क्षमतां चिनोति स्म । 25 लियू यी तथा सहकर्मचारिभिः व्यापकसमीक्षायां निष्कर्षण-क्रोमैटोग्राफी-माध्यमरूपेण NADES-इत्यस्य अनुप्रयोगानाम् सारांशः कृतः, यदा तु Misan et al. कृषिखाद्यक्षेत्रे नाडेस् इत्यस्य सफलप्रयोगेषु चर्चां कृतवती। अत्यावश्यकं यत् खननद्रवसंशोधकाः स्वप्रयोगेषु NADES इत्यस्य प्रभावशीलतायाः विषये ध्यानं दातुं आरभन्ते । सद्यस्क। २०२३ तमे वर्षे रसुल इत्याख्यः । एस्कॉर्बिक अम्ल26, कैल्शियम क्लोराइड27, पोटेशियम क्लोराइड28 तथा एप्सम लवण29 इत्येतयोः आधारेण प्राकृतिकगहरे यूटेक्टिकविलायकानाम् विभिन्नसंयोजनानां प्रयोगं कृतवान् तथा च प्रभावशालीं शैलनिरोधं शेलपुनर्प्राप्तिः च प्राप्तवान् इदं अध्ययनं जल-आधारित-ड्रिलिंग-द्रवेषु पर्यावरण-अनुकूल-प्रभावि-शेल-निरोधकरूपेण NADES (विशेषतः साइट्रिक-अम्ल-ग्लिसरॉल-आधारित-सूत्रीकरणं) परिचययितुं प्रथमेषु अध्ययनेषु अन्यतमम् अस्ति, यस्मिन् केसीएल, इमिडाजोलिल्-आधारित-आयनिक-तरल-तरल-पारम्परिक-डीईएस-इत्यादीनां पारम्परिक-अवरोधकानां तुलने उत्तम-पर्यावरण-स्थिरता, उन्नत-शेल-निरोध-क्षमता, उन्नत-द्रव-प्रदर्शनं च दृश्यते
अध्ययनं सिट्रिक अम्लस्य (CA) आधारितस्य NADES इत्यस्य आन्तरिकं निर्माणं तदनन्तरं विस्तृतं भौतिकरासायनिकं लक्षणं च ड्रिलिंग द्रवस्य गुणानाम् मूल्याङ्कनार्थं ड्रिलिंग द्रव योजकरूपेण तस्य उपयोगः च तस्य सूजननिरोधक्षमतायाः च अन्तर्भवति। अस्मिन् अध्ययने CA हाइड्रोजनबन्धस्वीकर्तारूपेण कार्यं करिष्यति यदा ग्लिसरॉल (Gly) शैलनिरोध अध्ययनेषु NADES निर्माण/चयनार्थं MH स्क्रीनिंगमापदण्डस्य आधारेण चयनितस्य हाइड्रोजनबन्धदातृरूपेण कार्यं करिष्यति30। फूरियर परिवर्तन अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी (FTIR), एक्स-रे विवर्तन (XRD) तथा जीटा विभव (ZP) मापनेन NADES-मिट्टी-अन्तर्क्रियाः, मृत्तिका-सूजन-निरोधस्य अन्तर्निहितं तन्त्रं च स्पष्टं भविष्यति तदतिरिक्तं, अयं अध्ययनं CA NADES आधारित ड्रिलिंग द्रवस्य तुलनां 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride [EMIM]Cl7,12,14,17,31, KCl तथा choline chloride:urea (1:2) इत्येतयोः आधारेण DES32 इत्यनेन सह करिष्यति यत् शेलनिरोधे तेषां प्रभावशीलतायाः अन्वेषणं करिष्यति तथा च ड्रिलिंग द्रवस्य प्रदर्शने सुधारं करिष्यति।
सिट्रिक अम्लम् (मोनोहाइड्रेट्), ग्लिसरॉल् (९९ यूएसपी), यूरिया च इवाकेम्, कुआलालम्पुर, मलेशिया इत्यस्मात् क्रीतवन्तः । कोलिन क्लोराइड् (>९८%), [EMIM]Cl ९८%, पोटेशियम क्लोराइड् च सिग्मा एल्ड्रिच्, मलेशिया इत्यस्मात् क्रीतवन्तः । सर्वेषां रसायनानां रासायनिकसंरचनानि चित्रे 1 दर्शितानि सन्ति हरितचित्रे अस्मिन् अध्ययने प्रयुक्तानां मुख्यरसायनानां तुलना कृता अस्ति : इमिडाजोलिल् आयनिकद्रवः, कोलाइनक्लोराइड् (DES), सिट्रिक अम्लम्, ग्लिसरॉलः, पोटेशियमक्लोराइड्, तथा च NADES (साइट्रिक अम्लः ग्लिसरॉलः च)। अस्मिन् अध्ययने प्रयुक्तानां रसायनानां पर्यावरण-अनुकूलता-सारणी सारणी 1 मध्ये प्रस्तुता अस्ति ।सारणीयां प्रत्येकं रसायनस्य विषाक्तता, जैव-अपघटनीयता, मूल्यं, पर्यावरण-स्थायित्वस्य च आधारेण मूल्याङ्कनं कृतम् अस्ति
अस्मिन् अध्ययने प्रयुक्तानां सामग्रीनां रासायनिकसंरचना: (क) साइट्रिक अम्लम्, (ख) [EMIM]Cl, (ग) कोलाइन क्लोराइड्, (घ) ग्लिसरॉल च ।
सीए (प्राकृतिक गहन यूटेक्टिक विलायक) आधारित NADES इत्यस्य विकासाय हाइड्रोजन बन्धनदाता (HBD) तथा हाइड्रोजन बन्धस्वीकर्ता (HBA) अभ्यर्थीनां चयनं MH 30 चयनमापदण्डस्य अनुसारं सावधानीपूर्वकं कृतम्, येषां उद्देश्यं प्रभावी शेल अवरोधकरूपेण NADES इत्यस्य विकासाय अस्ति अस्य मानदण्डस्य अनुसारं हाइड्रोजनबन्धदातृस्वीकर्तानां बहूनां सङ्ख्यायुक्ताः घटकाः अपि च ध्रुवीयकार्यात्मकसमूहाः NADES इत्यस्य विकासाय उपयुक्ताः इति मन्यन्ते
तदतिरिक्तं, अस्मिन् अध्ययने तुलनायै आयनिकद्रवस्य [EMIM]Cl तथा कोलाइनक्लोराइड्:यूरियागहनयुटेक्टिकविलायकस्य (DES) चयनं कृतम् यतः तेषां व्यापकरूपेण उपयोगः ड्रिलिंगद्रवसंयोजकरूपेण भवति33,34,35,36 तदतिरिक्तं पोटेशियमक्लोराइड् (KCl) इत्यस्य तुलना सामान्यनिरोधकत्वात् कृता ।
सिट्रिक अम्लं ग्लिसरॉलं च भिन्न-भिन्न-मोलर-अनुपातेन मिश्रयित्वा यूटेक्टिक-मिश्रणं प्राप्तम् । दृग्निरीक्षणेन ज्ञातं यत् यूटेक्टिकमिश्रणं धुन्धलतां विना सजातीयं, पारदर्शकं द्रवम् आसीत्, यत् सूचयति यत् अस्मिन् यूटेक्टिकसंरचनायां हाइड्रोजनबन्धदाता (HBD) हाइड्रोजनबन्धस्वीकर्ता (HBA) च सफलतया मिश्रिताः आसन् एच् बी डी तथा एच् बी ए इत्येतयोः मिश्रणप्रक्रियायाः तापमाननिर्भरव्यवहारस्य अवलोकनार्थं प्रारम्भिकाः प्रयोगाः कृताः । उपलब्धसाहित्यस्य अनुसारं यूटेक्टिकमिश्रणस्य अनुपातस्य मूल्याङ्कनं ५० डिग्री सेल्सियस, ७० डिग्री सेल्सियस, १०० डिग्री सेल्सियस इत्यस्मात् अधिकत्रिविशिष्टतापमानयोः कृतम्, येन सूचितं यत् यूटेक्टिकतापमानं प्रायः ५०–८० डिग्री सेल्सियसपर्यन्तं भवति एच् बी डी तथा एच् बी ए घटकानां सटीकं तौलनार्थं मेटलर् डिजिटल संतुलनस्य उपयोगः कृतः, तथा च नियन्त्रितस्थितौ एच् बी डी तथा एच् बी ए इत्येतयोः १०० आरपीएम इत्यत्र तापयितुं हलचलं च कर्तुं थर्मो फिशर हॉट् प्लेट् इत्यस्य उपयोगः कृतः
अस्माकं संश्लेषितस्य गहनस्य यूटेक्टिकविलायकस्य (DES) उष्माभौतिकगुणाः, यत्र घनत्वं, पृष्ठीयतनावः, अपवर्तनसूचकाङ्कः, चिपचिपाहटः च सन्ति, तेषां समीचीनतया मापनं २८९.१५ तः ३३३.१५ के. व्यापकविश्लेषणे अस्य NADES सूत्रीकरणस्य विभिन्नानां उष्माभौतिकगुणानां गहनं अध्ययनं समावेशितम्, यत्र तेषां व्यवहारः तापमानस्य परिधिषु प्रकाशितः अस्मिन् विशिष्टे तापमानपरिधिषु ध्यानं दत्त्वा NADES इत्यस्य गुणानाम् अन्वेषणं प्राप्यते ये अनेकानाम् अनुप्रयोगानाम् कृते विशेषतया महत्त्वपूर्णाः सन्ति ।
यथा सज्जीकृतस्य NADES इत्यस्य पृष्ठीयतनावः अन्तरफलकतनावमापकस्य (IFT700) उपयोगेन २८९.१५ तः ३३३.१५ के.पर्यन्तं परिधिषु मापितः । विशिष्टतापमान-दाब-स्थितौ केशिका-सुई-इत्यस्य उपयोगेन द्रवस्य बृहत् आयतनेन पूरित-कक्षे NADES-बिन्दवः निर्मीयन्ते आधुनिकप्रतिबिम्बनप्रणाल्याः लैप्लेस् समीकरणस्य उपयोगेन अन्तरफलकतनावस्य गणनाय समुचितज्यामितीयमापदण्डाः प्रवर्तन्ते ।
289.15 तः 333.15 K पर्यन्तं तापमानपरिधिषु नवनिर्मितस्य NADES इत्यस्य अपवर्तनसूचकाङ्कस्य निर्धारणाय ATAGO अपवर्तनमापकस्य उपयोगः कृतः ।एतत् यन्त्रं प्रकाशस्य अपवर्तनस्य डिग्रीम् अनुमानयितुं तापमानस्य नियमनार्थं तापीयमॉड्यूलस्य उपयोगं करोति, येन नित्यतापमानस्य जलस्नानस्य आवश्यकता न भवति अपवर्तनमापकस्य प्रिज्मपृष्ठं स्वच्छं कृत्वा नमूनाविलयनं तस्य उपरि समानरूपेण वितरितव्यम् । ज्ञातेन मानकविलयनेन मापनं कुर्वन्तु, ततः पर्दातः अपवर्तनसूचकाङ्कं पठन्तु ।
यथा-प्रस्तुत NADES इत्यस्य चिपचिपाहटं 30 rpm इत्यस्य कतरनी-दरेन 6 इत्यस्य धुरी-आकारेन च Brookfield-घूर्णन-चिपचिपाहटमापकस्य (cryogenic type) इत्यस्य उपयोगेन 289.15 तः 333.15 K पर्यन्तं तापमानपरिधिषु मापितं भवति स्म नमूनां धुरीयाः अधः पटले स्थापयित्वा कठिनं कृत्वा चिपचिपाहटं सेंटिपोइज (cP) इति रूपेण प्रदर्शयति, येन द्रवस्य रेओलॉजिकलगुणानां बहुमूल्यं सूचना प्राप्यते
२८९.१५–३३३.१५ के. नलिकेण न्यूनातिन्यूनं २ मिलीलीटरं नमूना आकर्षयन्तु, ततः घनत्वं तत्क्षणमेव पटले प्रदर्शितं भविष्यति । ज्ञातव्यं यत् अन्तःनिर्मिततापकस्य अभावात् मापनपरिणामेषु ± 2 °C त्रुटिः भवति ।
नवनिर्मितस्य NADES इत्यस्य pH इत्यस्य मूल्याङ्कनार्थं 289.15–333.15 K इत्यस्य तापमानपरिधिषु वयं Kenis benchtop pH मीटर् इत्यस्य उपयोगं कृतवन्तः । यतो हि अन्तः निर्मितं तापनयन्त्रं नास्ति, अतः प्रथमं NADES इत्येतत् हॉटप्लेट् इत्यस्य उपयोगेन इष्टतापमानं (±2 °C) यावत् तापितं ततः प्रत्यक्षतया pH मीटर् इत्यनेन मापितं pH मीटर् अन्वेषणं NADES मध्ये पूर्णतया विसर्जयन्तु तथा पठनस्य स्थिरीकरणानन्तरं अन्तिममूल्यं अभिलेखयन्तु।
प्राकृतिकगहरे यूटेक्टिकविलायकानाम् (NADES) तापस्थिरतायाः मूल्याङ्कनार्थं उष्मागुरुत्वाकर्षणविश्लेषणस्य (TGA) उपयोगः कृतः । तापनस्य समये नमूनानां विश्लेषणं कृतम् । उच्च-सटीकता-सन्तुलनस्य उपयोगेन तापन-प्रक्रियायाः सावधानीपूर्वकं निरीक्षणं च कृत्वा द्रव्यमानहानिः वर्सेस् तापमानस्य प्लॉट् उत्पन्नः । NADES 0 तः 500 °C पर्यन्तं प्रतिनिमेषं 1 °C इत्येव वेगेन तापितः ।
प्रक्रियां आरभ्य NADES नमूना सम्यक् मिश्रितं, समरूपं कृत्वा, पृष्ठीय-आर्द्रतां निष्कासयितुं च आवश्यकम् । ततः सज्जीकृतं नमूना TGA क्यूवेट् इत्यस्मिन् स्थाप्यते, यत् सामान्यतया एल्युमिनियम इत्यादिना अक्रियपदार्थेन निर्मितं भवति । सटीकपरिणामान् सुनिश्चित्य TGA-यन्त्राणां मापनं सन्दर्भसामग्रीणां, सामान्यतया भारमानकानां उपयोगेन भवति । एकदा मापनं कृत्वा TGA प्रयोगः आरभ्यते तथा च नमूना नियन्त्रितरूपेण तापितः भवति, प्रायः नित्यवेगेन । नमूनाभारस्य तापमानस्य च सम्बन्धस्य निरन्तरनिरीक्षणं प्रयोगस्य प्रमुखः भागः अस्ति । टीजीए-यन्त्राणि तापमानस्य, भारस्य, अन्येषां च मापदण्डानां यथा गैस-प्रवाहः अथवा नमूना-तापमानस्य विषये आँकडान् एकत्रयन्ति । एकदा TGA प्रयोगः समाप्तः जातः चेत्, संगृहीतदत्तांशस्य विश्लेषणं कृत्वा तापमानस्य कार्यरूपेण नमूनाभारस्य परिवर्तनं निर्धारयन्ति । नमूनायां भौतिकरासायनिकपरिवर्तनैः सह सम्बद्धानां तापमानपरिधिनिर्धारणे एषा सूचना बहुमूल्यं भवति, यत्र द्रवणं, वाष्पीकरणं, आक्सीकरणं, अपघटनं वा इत्यादीनां प्रक्रियाः सन्ति
जल-आधारित-ड्रिलिंग-द्रवस्य एपिआइ १३बी-१ मानकानुसारं सावधानीपूर्वकं निर्मितम् आसीत्, तस्य विशिष्टा रचना सन्दर्भार्थं सारणी २ मध्ये सूचीबद्धा अस्ति प्राकृतिकं गहनं यूटेक्टिकविलायकं (NADES) निर्मातुं मलेशियादेशस्य सिग्मा एल्ड्रिच् इत्यस्मात् सिट्रिक अम्लं ग्लिसरॉलं च (99 USP) क्रीतम् । तदतिरिक्तं पारम्परिकं शेल् इन्हिबिटर् पोटेशियम क्लोराइड् (KCl) अपि मलेशियादेशस्य सिग्मा एल्ड्रिच् इत्यस्मात् क्रीतवान् । ९८% अधिकशुद्धतायुक्तं १-एथिल्, ३-मिथिलिमिडाजोलियमक्लोराइड् ([EMIM]Cl) इत्यस्य चयनं ड्रिलिंगद्रवस्य तथा शैलनिरोधस्य रेओलॉजीसुधारार्थं महत्त्वपूर्णप्रभावस्य कारणेन कृतम्, यस्य पुष्टिः पूर्वाध्ययनेषु कृता आसीत् NADES इत्यस्य शैलनिरोधप्रदर्शनस्य मूल्याङ्कनार्थं तुलनात्मकविश्लेषणे KCl तथा ([EMIM]Cl) इत्येतयोः द्वयोः उपयोगः भविष्यति ।
अनेकाः शोधकर्तारः शैल-सूजनस्य अध्ययनार्थं बेन्टोनाइट्-पट्टिकानां उपयोगं कर्तुं रोचन्ते यतोहि बेन्टोनाइट्-इत्यत्र स एव “मोण्ट्मोरिलोनाइट्” समूहः भवति यः शेल्-सूजनं जनयति वास्तविकशैलकोरनमूनानां प्राप्तिः चुनौतीपूर्णा अस्ति यतोहि कोरिंग् प्रक्रिया शैलस्य अस्थिरीकरणं करोति, यस्य परिणामेण एतादृशाः नमूनाः भवन्ति ये पूर्णतया शेल् न भवन्ति परन्तु सामान्यतया बलुआपत्थरस्य चूनापत्थरस्य च स्तरयोः मिश्रणं भवति तदतिरिक्तं शैल-नमूनेषु सामान्यतया शेल-सूजनं जनयन्तः मोण्ट्मोरिलोनाइट्-समूहानां अभावः भवति अतः ते सूजन-निरोध-प्रयोगेषु अनुपयुक्ताः भवन्ति
अस्मिन् अध्ययने वयं प्रायः २.५४ से.मी.व्यासस्य पुनर्गठितानां बेन्टोनाइट्-कणानां उपयोगं कृतवन्तः । जलीयप्रेसे ११.५ ग्रामं सोडियम बेन्टोनाइट् चूर्णं १६०० पीएसआई इत्यत्र निपीड्य कणिकाः निर्मिताः । रेखीयविस्तारमापकस्य (LD) स्थापनात् पूर्वं कणिकानां स्थूलता समीचीनतया मापिता आसीत् । ततः कणाः खननद्रवस्य नमूनासु निमज्जिताः, यत्र आधारनमूनानि, शैल-सूजनं निवारयितुं प्रयुक्तैः अवरोधकैः इन्जेक्शन्-कृतानि नमूनानि च सन्ति ततः LD इत्यस्य उपयोगेन कणिकामोटाईयां परिवर्तनस्य सावधानीपूर्वकं निरीक्षणं कृतम्, यत्र २४ घण्टापर्यन्तं ६०-सेकेण्ड्-अन्तरेषु मापनं अभिलेखितं
एक्स-रे विवर्तनेन ज्ञातं यत् बेन्टोनाइट् इत्यस्य संरचना विशेषतः तस्य ४७% मोण्ट्मोरिलोनाइट् घटकः तस्य भूवैज्ञानिकलक्षणानाम् अवगमने प्रमुखः कारकः अस्ति बेन्टोनाइट् इत्यस्य मोण्ट्मोरिलोनाइट् घटकेषु मोण्ट्मोरिलोनाइट् मुख्यघटकः अस्ति, यस्य कुलघटकानाम् ८८.६% भागः अस्ति । इदानीं क्वार्ट्ज् २९%, इलाइट् ७%, कार्बोनेट् ९% च भवति । अल्पभागः (प्रायः ३.२%) इलाइट्, मोण्ट्मोरिलोनाइट् इत्येतयोः मिश्रणम् अस्ति । तदतिरिक्तं अस्मिन् Fe2O3 (4.7%), रजतस्य एल्युमिनोसिलिकेट् (1.2%), मस्कोवाइट् (4%), फॉस्फेट् (2.3%) इत्यादीनि लघुतत्त्वानि सन्ति । तदतिरिक्तं Na2O (1.83%) तथा लोहसिलिकेट (2.17%) इत्येतयोः अल्पमात्रायां वर्तन्ते, येन बेन्टोनाइटस्य घटकतत्त्वानां तेषां स्वस्वप्रमाणानां च पूर्णतया प्रशंसा सम्भवति
अस्मिन् व्यापक अध्ययनखण्डे प्राकृतिकगहन-यूटेक्टिक-विलायकस्य (NADES) उपयोगेन निर्मितानाम्, भिन्न-भिन्न-सान्द्रतासु (1%, 3%, 5%) ड्रिलिंग-द्रव-संयोजकरूपेण च प्रयुक्तानां ड्रिलिंग-द्रव-नमूनानां रेओलॉजिकल-छनन-गुणानां विवरणं दत्तम् अस्ति ततः NADES आधारित स्लरी नमूनानां तुलनां कृत्वा पोटेशियम क्लोराइड (KCl), CC:urea DES (choline chloride deep eutectic solvent:urea) तथा आयनिक तरल पदार्थैः युक्तैः स्लरी नमूनाभिः सह विश्लेषणं कृतम् अस्मिन् अध्ययने 100°C तथा 150°C इत्यत्र वृद्धावस्थायाः परिस्थितेः संपर्कात् पूर्वं पश्चात् च FANN चिपचिपाहटमापकस्य उपयोगेन प्राप्ताः चिपचिपाहटपाठाः समाविष्टाः अनेकाः प्रमुखाः मापदण्डाः आच्छादिताः आसन् विभिन्नेषु घूर्णनवेगेषु (३ आरपीएम, ६ आरपीएम, ३०० आरपीएम तथा ६०० आरपीएम) मापनं कृतम् येन ड्रिलिंग द्रवव्यवहारस्य व्यापकविश्लेषणं भवति स्म ततः प्राप्तदत्तांशस्य उपयोगः उपजबिन्दुः (YP) तथा प्लास्टिकचिपचिपाहटः (PV) इत्यादीनां प्रमुखगुणानां निर्धारणाय कर्तुं शक्यते, ये विविधपरिस्थितौ द्रवप्रदर्शनस्य अन्वेषणं प्रदास्यन्ति 400 psi तथा 150°C (उच्चतापमानकूपेषु विशिष्टतापमानं) इत्यत्र उच्चदाबस्य उच्चतापमानस्य (HPHT) छाननपरीक्षाः छाननप्रदर्शनं (केकस्य मोटाई तथा छाननस्य आयतनं) निर्धारयन्ति
अस्मिन् खण्डे अस्माकं जल-आधारित-ड्रिलिंग-द्रवस्य शैल-सूजन-निरोध-गुणानां सम्यक् मूल्याङ्कनार्थं अत्याधुनिक-उपकरणानाम्, Grace HPHT Linear Dilatometer (M4600) इत्यस्य उपयोगः भवति एलएसएम एकं अत्याधुनिकं यन्त्रम् अस्ति यस्य द्वौ घटकौ स्तः : प्लेट् कम्पेक्टर् तथा रेखीय डिलाटोमीटर् (मॉडेल्: M4600) । ग्रेस् कोर/प्लेट् कम्पेक्टर् इत्यस्य उपयोगेन विश्लेषणार्थं बेन्टोनाइट् प्लेट् निर्मिताः आसन् । ततः एलएसएम एतेषु प्लेटेषु तत्कालं सूजनदत्तांशं प्रदाति, येन शैलस्य सूजननिरोधगुणानां व्यापकमूल्यांकनं भवति शेलविस्तारपरीक्षाः परिवेशस्थितौ अर्थात् २५°C तथा १ psia इत्यत्र कृताः ।
शैलस्थिरतापरीक्षणे एकः प्रमुखः परीक्षणः भवति यः प्रायः शेलपुनर्प्राप्तिपरीक्षा, शेलडुबकीपरीक्षणः अथवा शैलप्रसारपरीक्षणः इति उच्यते । अस्य मूल्याङ्कनस्य आरम्भार्थं #6 BSS-पर्दे शेल्-कटनं पृथक् कृत्वा ततः #10-पर्दे स्थापितं भवति । ततः कटिंग्स् एकस्मिन् होल्डिंग् टङ्क्यां प्रेष्यन्ते यत्र तेषां मिश्रणं आधारद्रवेण सह ड्रिलिंग् मड् इत्यनेन च भवति यस्मिन् NADES (Natural Deep Eutectic Solvent) भवति । अग्रिमः सोपानः अस्ति यत् तीव्र-उष्ण-रोलिंग-प्रक्रियायाः कृते मिश्रणं अण्डे स्थापयित्वा, कटन-पङ्कयोः सम्यक् मिश्रणं सुनिश्चितं भवति १६ घण्टानां अनन्तरं शैलस्य विघटनं कृत्वा कलमानि गूदातः निष्कासितानि भवन्ति, यस्य परिणामेण कटनानां भारस्य न्यूनता भवति । शैल-पुनर्प्राप्ति-परीक्षणं शैल-कटनं १५०°C तथा १००० पीएसआई-पर्यन्तं ड्रिलिंग्-पङ्के धारितस्य अनन्तरं कृतम् । २४ घण्टानां अन्तः इञ्च् ।
शैलपङ्कस्य पुनर्प्राप्तिमापनार्थं वयं तत् सूक्ष्मतरपटलेन (४० जालम्) छानयित्वा ततः जलेन सम्यक् प्रक्षाल्य अन्ते अण्डे शोषयामः एषा कष्टप्रदः प्रक्रिया अस्मान् मूलभारस्य तुलने पुनः प्राप्तस्य पङ्कस्य अनुमानं कर्तुं शक्नोति, अन्ततः सफलतया पुनः प्राप्तस्य शैलपङ्कस्य प्रतिशतस्य गणनां कर्तुं शक्नोति शेल्-नमूनानां स्रोतः मलेशियादेशस्य सारावाक्-नगरस्य मिरी-मण्डलस्य निया-मण्डलात् अस्ति । प्रसारण-पुनर्प्राप्ति-परीक्षाभ्यः पूर्वं शैल-नमूनानां मृत्तिका-संरचनायाः परिमाणं निर्धारयितुं परीक्षणार्थं च उपयुक्ततायाः पुष्ट्यर्थं सम्यक् एक्स-रे-विवर्तन-(XRD) विश्लेषणं कृतम् नमूनायाः मृत्तिकाखनिजसंरचना निम्नलिखितरूपेण अस्ति : इलाइट् १८%, काओलिनाइट् ३१%, क्लोराइट् २२%, वर्मिकुलाइट् १०%, अभ्रक १९% च ।
केशिकाक्रियाद्वारा शैलसूक्ष्मछिद्रेषु जलकटियनस्य प्रवेशं नियन्त्रयति इति पृष्ठीयतनावः एकः प्रमुखः कारकः अस्ति, यस्य विस्तरेण अध्ययनं अस्मिन् खण्डे भविष्यति अस्मिन् पत्रे खननद्रवस्य समन्वयात्मकगुणे पृष्ठीयतनावस्य भूमिकायाः ​​परीक्षणं कृतम् अस्ति, यत्र खननप्रक्रियायां विशेषतः शैलनिरोधे तस्य महत्त्वपूर्णः प्रभावः प्रकाशितः अस्ति वयं ड्रिलिंग् द्रवस्य नमूनानां पृष्ठीयतनावस्य सटीकं मापनार्थं अन्तरफलक-तनावमापकस्य (IFT700) उपयोगं कृतवन्तः, येन शेल-निरोधस्य सन्दर्भे द्रव-व्यवहारस्य महत्त्वपूर्णः पक्षः प्रकाशितः
अस्मिन् खण्डे d-स्तरस्य अन्तरालस्य विस्तरेण चर्चा कृता अस्ति, यत् मृत्तिकासु एल्युमिनोसिलिकेटस्तरयोः एकस्य एल्युमिनोसिलिकेटस्तरस्य च मध्ये अन्तरस्तरस्य दूरी अस्ति विश्लेषणे 1%, 3% तथा 5% CA NADES युक्ताः आर्द्रपङ्कनमूनाः, तथैव तुलनायै 3% KCl, 3% [EMIM]Cl, 3% CC:urea आधारितं DES च आच्छादितम्। Cu-Kα विकिरणेन (λ = 1.54059 Å) सह 40 mA तथा 45 kV इत्यत्र कार्यं कुर्वन् अत्याधुनिकः बेन्चटॉप एक्स-रे विवर्तनमापकः (D2 Phaser) आर्द्रस्य शुष्कस्य च Na-Bt नमूनानां एक्स-रे विवर्तनशिखरस्य अभिलेखने महत्त्वपूर्णां भूमिकां निर्वहति स्म ब्रैग् समीकरणस्य अनुप्रयोगेन d-स्तरस्य अन्तरालस्य सटीकनिर्धारणं सक्षमं भवति, तस्मात् मृत्तिकाव्यवहारस्य बहुमूल्यं सूचनां प्राप्यते
अस्मिन् खण्डे जीटा विभवस्य सटीकं मापनार्थं उन्नतस्य Malvern Zetasizer Nano ZSP उपकरणस्य उपयोगः भवति । अस्मिन् मूल्याङ्कनेन तुलनात्मकविश्लेषणार्थं 1%, 3%, 5% CA NADES, तथा च 3% KCl, 3% [EMIM]Cl, 3% CC:urea-आधारित DES च युक्तानां पतलापङ्कनमूनानां आभारविशेषतानां विषये बहुमूल्यं सूचना प्रदत्ता एते परिणामाः कोलाइडयनसंयुतानां स्थिरतायाः, द्रवेषु तेषां परस्परक्रियाणां च विषये अस्माकं अवगमने योगदानं ददति ।
ऊर्जाप्रसारक-एक्स-रे (EDX) इत्यनेन सुसज्जितस्य Zeiss Supra 55 VP field emission scanning electron microscope (FESEM) इत्यस्य उपयोगेन प्राकृतिकगहन-यूटेक्टिक-विलायकस्य (NADES) संपर्कात् पूर्वं पश्चात् च मृत्तिका-नमूनानां परीक्षणं कृतम् इमेजिंग् रिजोल्यूशन ५०० एनएम, इलेक्ट्रॉनपुञ्ज ऊर्जा ३० केवी, ५० केवी च आसीत् । FESEM मृत्तिकानमूनानां पृष्ठीयरूपविज्ञानस्य संरचनात्मकविशेषतानां च उच्च-संकल्प-दृश्यीकरणं प्रदाति । अस्य अध्ययनस्य उद्देश्यं मृत्तिकानमूनानां उपरि NADES इत्यस्य प्रभावस्य विषये सूचनां प्राप्तुं पूर्वं पश्चात् च प्राप्तानां चित्राणां तुलनां कृत्वा आसीत् ।
अस्मिन् अध्ययने सूक्ष्मस्तरस्य मृत्तिकानमूनानां उपरि NADES इत्यस्य प्रभावस्य अन्वेषणार्थं क्षेत्र उत्सर्जनस्कैनिङ्ग इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शन (FESEM) प्रौद्योगिक्याः उपयोगः कृतः अस्य अध्ययनस्य उद्देश्यं NADES इत्यस्य सम्भाव्यप्रयोगानाम् स्पष्टीकरणं तथा च मृत्तिकारूपविज्ञानस्य औसतकणआकारस्य च उपरि तस्य प्रभावं स्पष्टीकर्तुं वर्तते, येन अस्मिन् क्षेत्रे अनुसन्धानार्थं बहुमूल्यं सूचनां प्रदास्यति
अस्मिन् अध्ययने प्रयोगात्मकस्थितौ औसतप्रतिशतदोषस्य (AMPE) परिवर्तनशीलतां अनिश्चिततां च दृग्गतरूपेण वर्णयितुं त्रुटिपट्टिकानां उपयोगः कृतः व्यक्तिगत AMPE मूल्यानां प्लॉट् करणस्य अपेक्षया (यतोहि AMPE मूल्यानां प्लॉट् करणं प्रवृत्तिः अस्पष्टं कर्तुं शक्नोति तथा च लघुविविधतां अतिशयोक्तिं कर्तुं शक्नोति), वयं 5% नियमस्य उपयोगेन त्रुटिपट्टिकानां गणनां कुर्मः एषः उपायः सुनिश्चितं करोति यत् प्रत्येकं त्रुटिपट्टिका तस्य अन्तरालस्य प्रतिनिधित्वं करोति यस्य अन्तः 95% विश्वासान्तरं तथा 100% AMPE मूल्यानि पतितुं अपेक्षितानि सन्ति, येन प्रत्येकस्य प्रयोगात्मकस्थितेः कृते आँकडावितरणस्य स्पष्टतरं संक्षिप्ततरं च सारांशं प्राप्यते 5% नियमस्य आधारेण त्रुटिपट्टिकानां उपयोगेन एवं चित्रात्मकप्रतिपादनानां व्याख्याक्षमतायां विश्वसनीयतायां च सुधारः भवति तथा च परिणामानां तेषां निहितार्थानां च अधिकविस्तृतबोधं प्रदातुं साहाय्यं भवति
प्राकृतिकगहन-यूटेक्टिक-विलायकानाम् (NADES) संश्लेषणे, आन्तरिक-तयारीकरण-प्रक्रियायाः समये अनेक-मुख्य-मापदण्डानां सावधानीपूर्वकं अध्ययनं कृतम् एतेषु महत्त्वपूर्णेषु कारकेषु तापमानं, मोलानुपातः, मिश्रणवेगः च सन्ति । अस्माकं प्रयोगेषु ज्ञायते यत् यदा एच् बी ए (सिट्रिक अम्ल) एच् बी डी (ग्लिसरॉल) च ५० डिग्री सेल्सियस इत्यत्र १:४ इति मोलर अनुपातेन मिश्रितं भवति तदा यूटेक्टिक मिश्रणं निर्मीयते । यूटेक्टिकमिश्रणस्य विशिष्टं लक्षणं तस्य पारदर्शकं, सजातीयरूपं, अवसादस्य अभावः च अस्ति । एवं च, एतत् प्रमुखपदं मोलर-अनुपातस्य, तापमानस्य, मिश्रण-वेगस्य च महत्त्वं प्रकाशयति, येषु मोल-अनुपातः DES तथा NADES-निर्माणे सर्वाधिकं प्रभावशाली कारकः आसीत्, यथा चित्रे २ दर्शितम् अस्ति
अपवर्तनसूचकाङ्कः (n) शून्ये प्रकाशस्य वेगस्य द्वितीयसघनतरमाध्यमे प्रकाशस्य वेगस्य च अनुपातं व्यक्तं करोति । जैवसंवेदक इत्यादीनां प्रकाशिकरूपेण संवेदनशीलानाम् अनुप्रयोगानाम् विचारं कुर्वन् प्राकृतिकगहन-यूटेक्टिक-विलायकानाम् (NADES) कृते अपवर्तनसूचकाङ्कः विशेषरुचिकरः भवति । अध्ययनं कृतस्य NADES इत्यस्य अपवर्तनसूचकाङ्कः २५ °C मध्ये १.४५२ आसीत्, यत् ग्लिसरॉलस्य अपेक्षया रोचकरूपेण न्यूनम् अस्ति ।
ज्ञातव्यं यत् NADES इत्यस्य अपवर्तनसूचकाङ्कः तापमानेन सह न्यूनः भवति, तथा च एषा प्रवृत्तिः सूत्रेण (1) चित्रेण च सटीकरूपेण वर्णयितुं शक्यते, यत्र निरपेक्षमाध्यप्रतिशतदोषः (AMPE) 0% यावत् भवति एषः तापमाननिर्भरः व्यवहारः उच्चतापमानयोः चिपचिपाहटस्य घनत्वस्य च न्यूनतायाः कारणेन व्याख्यायते, येन प्रकाशः अधिकवेगेन माध्यमद्वारा गच्छति, यस्य परिणामेण अपवर्तनसूचकाङ्कस्य (n) मूल्यं न्यूनं भवति एते परिणामाः प्रकाशिकसंवेदने NADES इत्यस्य सामरिकप्रयोगस्य बहुमूल्यं अन्वेषणं प्रददति, जैवसंवेदकप्रयोगेषु तेषां क्षमतां प्रकाशयति।
सतहतनावः, यः द्रवपृष्ठस्य क्षेत्रफलं न्यूनीकर्तुं प्रवृत्तिं प्रतिबिम्बयति, केशिकादाब-आधारित-अनुप्रयोगानाम् कृते प्राकृतिक-गहन-यूटेक्टिक-विलायकानाम् (NADES) उपयुक्ततायाः आकलने महत् महत्त्वम् अस्ति २५–६० °C तापमानपरिधिषु पृष्ठीयतनावस्य अध्ययनेन बहुमूल्यं सूचना प्राप्यते । २५ °C तापमाने सिट्रिक अम्ल-आधारितस्य NADES इत्यस्य पृष्ठीयतनावः ५५.४२ mN/m आसीत्, यत् जलस्य ग्लिसरॉलस्य च अपेक्षया महत्त्वपूर्णतया न्यूनम् अस्ति । चित्रे ४ दर्शितं यत् तापमानस्य वर्धनेन पृष्ठीयतनावः महत्त्वपूर्णतया न्यूनः भवति । एतस्याः घटनायाः व्याख्या आणविकगतिशक्तिवृद्ध्या तदनन्तरं अन्तराणविकआकर्षकबलस्य न्यूनतायाः च कारणेन कर्तुं शक्यते ।
अध्ययनं कृतेषु NADES इत्यस्मिन् अवलोकितानां पृष्ठीयतनावस्य रेखीयक्षयप्रवृत्तिः समीकरणेन (2) सम्यक् व्यक्तं कर्तुं शक्यते, यत् 25–60 °C तापमानपरिधिषु मूलभूतगणितीयसम्बन्धं दर्शयति चित्रे 4 मध्ये आलेखः 1.4% निरपेक्षमाध्यप्रतिशतदोषेण (AMPE) सह तापमानेन सह पृष्ठीयतनावस्य प्रवृत्तिं स्पष्टतया चित्रयति, यत् प्रतिवेदितपृष्ठतनावमूल्यानां सटीकताम् परिमाणं करोति एतेषां परिणामानां NADES इत्यस्य व्यवहारं तस्य सम्भाव्यप्रयोगं च अवगन्तुं महत्त्वपूर्णाः प्रभावाः सन्ति ।
प्राकृतिकगहन-यूटेक्टिक-विलायकानाम् (NADES) घनत्व-गतिशीलतां अवगन्तुं बहुषु वैज्ञानिक-अध्ययनेषु तेषां अनुप्रयोगस्य सुविधायै महत्त्वपूर्णम् अस्ति सिट्रिक अम्ल-आधारितस्य NADES इत्यस्य घनत्वं २५°C इत्यत्र १.३६१ g/cm3 भवति, यत् मातापितृग्लिसरॉलस्य घनत्वात् अधिकं भवति । एषः भेदः ग्लिसरॉल-मध्ये हाइड्रोजन-बन्ध-स्वीकारकस्य (सिट्रिक-अम्लस्य) योजनेन व्याख्यातुं शक्यते ।
साइट्रेट्-आधारितं NADES उदाहरणरूपेण गृहीत्वा ६०°C मध्ये अस्य घनत्वं १.१९ g/cm3 यावत् न्यूनीभवति । तापने गतिजशक्तेः वृद्ध्या NADES अणुः विकीर्णः भवति, येन ते बृहत्तरं आयतनं धारयन्ति, यस्य परिणामेण घनत्वस्य न्यूनता भवति घनत्वस्य अवलोकितः न्यूनता तापमानस्य वृद्ध्या सह निश्चितं रेखीयसहसंबन्धं दर्शयति, यत् सूत्रेण (3) सम्यक् व्यक्तं कर्तुं शक्यते चित्र 5 1.12% निरपेक्ष औसत प्रतिशतदोषेण (AMPE) सह NADES घनत्वपरिवर्तनस्य एतानि लक्षणानि चित्रात्मकरूपेण प्रस्तुतं करोति, यत् प्रतिवेदितघनत्वमूल्यानां सटीकतायां परिमाणात्मकं मापं प्रदाति
चिपचिपाहटं गतिस्थस्य द्रवस्य विभिन्नस्तरयोः मध्ये आकर्षकबलं भवति तथा च विभिन्नेषु अनुप्रयोगेषु प्राकृतिकगहन-यूटेक्टिक-विलायकानाम् (NADES) प्रयोज्यताम् अवगन्तुं प्रमुखा भूमिकां निर्वहति २५ °C तापमाने NADES इत्यस्य चिपचिपाहटं ९५१ cP आसीत्, यत् ग्लिसरॉलस्य अपेक्षया अधिकम् अस्ति ।
तापमानस्य वर्धनेन सह चिपचिपाहटस्य अवलोकितं न्यूनता मुख्यतया अन्तरआणविकआकर्षकबलानाम् दुर्बलतायाः कारणेन व्याख्यायते अस्याः घटनायाः परिणामेण द्रवस्य चिपचिपाहटस्य न्यूनता भवति, एषा प्रवृत्तिः चित्रे ६ स्पष्टतया प्रदर्शिता, समीकरणेन (४) परिमाणं कृतम् उल्लेखनीयं यत् ६०°C मध्ये चिपचिपाहटं ८९८ cP यावत् न्यूनीभवति यत्र समग्रं औसतप्रतिशतदोषः (AMPE) १.४% भवति । NADES इत्यस्मिन् चिपचिपाहटस्य वर्सेस् तापमाननिर्भरतायाः विस्तृतबोधस्य व्यावहारिकप्रयोगाय महत् महत्त्वम् अस्ति ।
जलवायु-आयन-सान्द्रतायाः ऋणात्मक-लघुगणकेन निर्धारितं विलयनस्य पीएच् महत्त्वपूर्णं भवति, विशेषतः डीएनए-संश्लेषणादिषु पीएच-संवेदनशील-अनुप्रयोगेषु, अतः उपयोगात् पूर्वं NADES-इत्यस्य पीएच-इत्यस्य सावधानीपूर्वकं अध्ययनं करणीयम् सिट्रिक अम्ल-आधारित NADES उदाहरणरूपेण गृहीत्वा 1.91 इत्यस्य विशिष्टरूपेण अम्लीयः pH द्रष्टुं शक्यते, यत् ग्लिसरॉलस्य तुल्यकालिकतटस्थस्य pH इत्यस्य तीक्ष्णं विपरीतम् अस्ति
रोचकं तत् अस्ति यत् प्राकृतिकस्य साइट्रिक-अम्ल-डिहाइड्रोजनेज-विलेय-विलायकस्य (NADES) पीएच्-मध्ये तापमानस्य वर्धनेन सह अरैखिक-क्षय-प्रवृत्तिः दृश्यते स्म एतस्याः घटनायाः कारणं वर्धितानां आणविकस्पन्दनानां कारणं भवति यत् विलयनस्य H+ संतुलनं बाधते, येन [H]+ आयनानां निर्माणं भवति, क्रमेण pH मूल्ये परिवर्तनं च भवति सिट्रिक अम्लस्य प्राकृतिकं पीएच् ३ तः ५ पर्यन्तं भवति, ग्लिसरॉल् इत्यस्मिन् अम्लहाइड्रोजनस्य उपस्थित्या पीएच १.९१ पर्यन्तं न्यूनीकरोति ।
25–60 °C तापमानपरिधिषु साइट्रेट-आधारित-NADES इत्यस्य pH व्यवहारं समीकरणेन (5) समुचितरूपेण प्रतिनिधित्वं कर्तुं शक्यते, यत् अवलोकितायाः pH-प्रवृत्तेः कृते गणितीयं अभिव्यक्तिं प्रदाति चित्रे ७ अस्य रोचकसम्बन्धस्य चित्रात्मकरूपेण चित्रणं कृतम् अस्ति, यत्र NADES इत्यस्य pH इत्यस्य उपरि तापमानस्य प्रभावः प्रकाशितः अस्ति, यत् AMPE कृते १.४% इति ज्ञायते
प्राकृतिक साइट्रिक अम्लस्य गहने यूटेक्टिक विलायकस्य (NADES) उष्मागुरुत्वाकर्षणविश्लेषणं (TGA) व्यवस्थितरूपेण कक्षतापमानात् ५०० °C पर्यन्तं तापमानपरिधिषु कृतम् यथा चित्रेषु ८ क, ख च दृश्यते, १०० °C पर्यन्तं प्रारम्भिकद्रव्यहानिः मुख्यतया अवशोषितजलस्य, सिट्रिक अम्लस्य शुद्धग्लिसरॉलस्य च सह सम्बद्धस्य जलीकरणजलस्य कारणेन आसीत् १८० °C पर्यन्तं प्रायः ८८% महत्त्वपूर्णं द्रव्यमानधारणं दृष्टम्, यत् मुख्यतया साइट्रिक अम्लस्य एकोनिटिक अम्लरूपेण अपघटनस्य, तदनन्तरं च अधिकतापनसमये मिथाइलमैलेइक एनहाइड्राइड्(III) इत्यस्य निर्माणस्य कारणम् आसीत् (चित्रम् ८ ख) १८० °C इत्यस्मात् अधिकं ग्लिसरॉल् इत्यस्मिन् एक्रोलेन् (एक्रेलाल्डीहाइड्) इत्यस्य स्पष्टं रूपं अपि द्रष्टुं शक्यते स्म, यथा चित्रे ८b३७ दर्शितम् अस्ति ।
ग्लिसरॉलस्य ऊष्मागुरुत्वाकर्षणविश्लेषणेन (TGA) द्विचरणीयः द्रव्यमानहानिप्रक्रिया ज्ञाता । प्रारम्भिकपदे (१८० तः २२० °C) एक्रोलेनस्य निर्माणं भवति, तदनन्तरं २३० तः ३०० °C पर्यन्तं उच्चतापमानस्य महत्त्वपूर्णं द्रव्यमानहानिः भवति (चित्रम् ८ क) यथा यथा तापमानं वर्धते तथा तथा एसिटाल्डीहाइड्, कार्बनडाय-आक्साइड्, मीथेन्, हाइड्रोजन च क्रमेण निर्मीयन्ते । उल्लेखनीयं यत् द्रव्यमानस्य केवलं २८% भागः ३०० °C इत्यत्र एव अवशिष्टः आसीत्, येन सूचितं यत् NADES 8(a)38,39 इत्यस्य आन्तरिकगुणाः दोषपूर्णाः भवितुम् अर्हन्ति ।
नवीन रासायनिकबन्धनस्य निर्माणस्य विषये सूचनां प्राप्तुं प्राकृतिकगहनयुटेक्टिकविलायकानाम् (NADES) नवनिर्मितनिलम्बनानां विश्लेषणं फूरियररूपान्तरणअवरक्तवर्णक्रमदर्शकेन (FTIR) द्वारा कृतम् शुद्धसिट्रिक अम्लस्य (CA) तथा ग्लिसरॉलस्य (Gly) स्पेक्ट्रमस्य सह NADES निलम्बनस्य स्पेक्ट्रमस्य तुलनां कृत्वा विश्लेषणं कृतम् । CA स्पेक्ट्रमेण 1752 1/cm तथा 1673 1/cm इत्यत्र स्पष्टशिखराणि दर्शितानि, ये C=O बन्धस्य खिञ्चनस्पन्दनानि प्रतिनिधियन्ति तथा च CA इत्यस्य विशेषता अपि सन्ति तदतिरिक्तं अङ्गुलिचिह्नक्षेत्रे 1360 1/cm इत्यत्र OH मोचनकम्पने महत्त्वपूर्णं परिवर्तनं दृष्टम्, यथा चित्रे 9 दर्शितम् अस्ति
तथैव ग्लिसरॉलस्य सन्दर्भे क्रमशः ३२९१ १/से.मी., १४१४ १/से.मी. अधुना यथासज्जितस्य NADES इत्यस्य स्पेक्ट्रमस्य विश्लेषणेन स्पेक्ट्रमस्य महत्त्वपूर्णः परिवर्तनः प्राप्तः । यथा चित्रे 7 दर्शितं, C=O बन्धनस्य खिंचावकम्पनं 1752 1/cm तः 1720 1/cm यावत् स्थानान्तरितम् अभवत् तथा च ग्लिसरॉलस्य -OH बन्धस्य मोचनकम्पनं 1414 1/cm तः 1359 1/cm यावत् स्थानान्तरितम्। तरङ्गसङ्ख्यासु एते परिवर्तनानि विद्युत्ऋणात्मकतायाः परिवर्तनं सूचयन्ति, यत् NADES इत्यस्य संरचनायां नूतनानां रासायनिकबन्धानां निर्माणं सूचयति