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हैमेकर सिद्धांत (भौतिकी)

1937
  • H. C. Hamaker
Laboratory experiment demonstrating Hamaker Theory in physical chemistry of surfaces.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

एक सिद्धांत जो सूक्ष्म जगत का विस्तार करता है वैन डेर वाल्स यह विधि व्यक्तिगत परमाणुओं के बीच बलों को स्थूल पैमाने तक मापती है और थोक वस्तुओं (जैसे, दो गोले, एक गोला और एक प्लेट) के बीच कुल अंतःक्रिया बल की गणना करती है। यह युग्म-योगात्मकता को मानती है और अंतःक्रियाशील पिंडों के आयतनों पर सूक्ष्म r⁻⁶ विभव को समाकलित करती है। परिणाम को हैमेकर स्थिरांक A द्वारा परिमाणित किया जाता है।

While London’s theory described the वैन डेर वाल्स force between two atoms, Hamaker’s theory provided a practical method to calculate the force between macroscopic objects. The core assumption of the theory is pairwise additivity: the total interaction energy between two large bodies is simply the sum (or integral) of all the individual atom-atom interactions. For example, to find the force between a sphere and a flat surface, one would integrate the Lennard-Jones potential for a single atom in the sphere with every atom in the surface, and then integrate that result over all atoms in the sphere.

इस एकीकरण से ऐसे अंतःक्रिया विभव प्राप्त होते हैं जो सूक्ष्म [latex]r^{-6}[/latex] विभव की तुलना में दूरी के साथ बहुत धीमी गति से क्षीण होते हैं। उदाहरण के लिए, दो समतल प्लेटों के बीच अंतःक्रिया ऊर्जा [latex]d^{-2}[/latex] के रूप में बदलती है, और एक गोले और एक प्लेट के बीच [latex]d^{-1}[/latex] के रूप में बदलती है, जहाँ [latex]d[/latex] पृथक्करण दूरी है। इस स्थूल अंतःक्रिया की प्रबलता हैमेकर स्थिरांक, [latex]A[/latex] में समाहित है, जो पदार्थों के परमाणु घनत्व और सूक्ष्म अंतःक्रिया स्थिरांक ([latex]C_6[/latex]) पर निर्भर करता है। यद्यपि युग्म-वार योगात्मकता की धारणा एक सन्निकटन है (यह कई-पिंड प्रभावों और मध्यवर्ती माध्यम के प्रभाव को अनदेखा करती है), हैमेकर सिद्धांत आसंजन, कोलाइडल स्थिरता और सतह बलों को समझने के लिए एक अमूल्य और सहज ढांचा प्रदान करता है।

UNESCO Nomenclature: 2209
भौतिक रसायन विज्ञान

Type

सैद्धांतिक ढांचा

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • लंदन फैलाव बल सूक्ष्म क्षमता प्रदान करने वाला सिद्धांत
  • सतत पिंडों पर बलों के योग के लिए समाकलन कैलकुलस
  • डीएलवीओ सिद्धांत, जो कोलाइडल स्थिरता का वर्णन करने के लिए हैमेकर के कार्य को समाहित करता है।
  • आसंजन और कोलाइडल व्यवहार के प्रारंभिक प्रायोगिक अवलोकन

आवेदन

  • कोलाइडल विज्ञान, निलंबन की स्थिरता की भविष्यवाणी करने के लिए डीएलवीओ सिद्धांत के एक भाग के रूप में।
  • टिप-सतह अंतःक्रियाओं को मॉडल करने के लिए परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी (AFM) का उपयोग।
  • सूक्ष्म विद्युतयांत्रिकीय प्रणालियों का डिजाइन (MEMSअवांछित आसंजन (स्टिक्शन) को समझने और रोकने के लिए
  • पतला फिल्म भौतिकी, गीलापन की घटनाएँ और सतह ऊर्जा गणनाएँ

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • design of anti-fouling surfaces for marine applications and चिकित्सा प्रत्यारोपण
  • 3डी प्रिंटिंग और इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए स्थिर कोलाइडल स्याही का निर्माण
  • नियंत्रित आसंजन का उपयोग करके सतहों पर चलने में सक्षम सूक्ष्म रोबोटों का विकास
  • सेमीकंडक्टर निर्माण में रासायनिक-यांत्रिक पॉलिशिंग (सीएमपी) स्लरी का अनुकूलन
  • एंटी-स्टिकशन कोटिंग्स के साथ एमईएमएस उपकरणों का निर्माण
  • जल शोधन और खनिज प्रसंस्करण के लिए नियंत्रित फ्लोक्यूलेशन तकनीकें
  • बेहतर सस्पेंशन स्थिरता और शेल्फ लाइफ वाली दवाओं का निर्माण
  • सौर पैनलों और अंतरिक्ष यानों पर धूल और कणों के चिपकने के पूर्वानुमान मॉडल
  • नियंत्रित कोलाइडल अंतःक्रियाओं के आधार पर नवीन खाद्य बनावटों का विकास
  • ऐसे सेंसर जो आसंजन बलों में परिवर्तन को मापकर बंधन घटनाओं का पता लगाते हैं।
संबंधित विषय: हैमेकर स्थिरांक, स्थूल वान डेर वाल्स, कोलाइड, सतह विज्ञान, आसंजन, घर्षण, परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी, डीएलवीओ सिद्धांत, पतली फिल्म, लिफ़्शित्ज़ सिद्धांत।

ऐतिहासिक संदर्भ

हैमेकर सिद्धांत (भौतिकी)

1931
1932
1933
1937
1940
1947
1950
1930
1931
1932
1936-01-01
1938
1940
1950
1950

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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