रेंच ड्रेसिंग इतना अजीब क्यों है? एक भौतिक विज्ञानी समझाता है

रेंच ड्रेसिंग: इसलिए आप बोतल को ऊपर-नीचे हिलाते हैं, और ड्रेसिंग का एक बड़ा टुकड़ा बाहर निकलता है और आपकी प्लेट पर गिरता है। यह तरल जैसा लगता है। लेकिन ड्रेसिंग पूरी प्लेट पर नहीं फैलती, जैसे दूध या कोई अन्य तरल पदार्थ अगर आप इसे गिरा देते हैं तो फैल जाता है। बल्कि, यह कुछ आकार बनाए रखता है, जैसे आपकी प्लेट पर सब्ज़ियाँ होती हैं। यह ठोस जैसा लगता है। लेकिन हर बार जब आप अपनी ठोस गाजर या अजवाइन को ड्रेसिंग के बूँद में डालते हैं, तो यह बूँद के आकार को थोड़ा विकृत कर देता है। आप बूँद को चारों ओर फैला भी सकते हैं, लेकिन अजवाइन के आकार और कठोरता पर इस खेल का कोई असर नहीं पड़ता। यह तरल जैसा लगता है।

तो, क्या रैंच ड्रेसिंग एक तरल और एक ठोस है? या यह दोनों में से कोई भी नहीं है? मैं भौतिकी और जैवभौतिकी का प्रोफेसर हूँ, और मेरा शोध उन नरम पदार्थों को समझने पर केंद्रित है जिनमें तरल और ठोस दोनों गुण होते हैं। भौतिक विज्ञानी इन पदार्थों को नरम पदार्थ कहते हैं। मेरी प्रयोगशाला में, हम जांच करते हैं कि त्वचा और नाक के बलगम जैसे जैविक पदार्थों को नरम बनाने वाली क्या चीज़ है – और हम कैसे जैव-प्रेरित पदार्थ बना सकते हैं जिनमें समान आकर्षक गुण हों। मैं एक सोशल मीडिया चैनल, फिजिक्स मामा भी होस्ट करता हूँ, जहाँ मेरे दो लड़के और मैं रोज़मर्रा की ज़िंदगी के भौतिकी के बारे में सवाल पूछते हैं और उनका जवाब देते हैं।

पदार्थ की बुनियादी अवस्थाएँ- यह समझने के लिए कि रैंच ड्रेसिंग के साथ क्या हो रहा है, आपको यह समझने की ज़रूरत है कि पदार्थ की अलग-अलग अवस्थाएँ क्या हैं और प्रत्येक को क्या विशिष्ट बनाता है। “पदार्थ” सिर्फ़ “सामान” के लिए वैज्ञानिक शब्द है, और यह कोई भी चीज़ है जो परमाणुओं नामक सूक्ष्म निर्माण खंडों से बनी होती है और जिसका द्रव्यमान होता है। आपने शायद स्कूल में पढ़ा होगा कि पदार्थ की तीन अवस्थाएँ होती हैं: ठोस, तरल और गैस। बर्फ़ के टुकड़े, पानी का एक पोखर और भाप के बारे में सोचें। शायद आपने चौथी अवस्था के बारे में भी सीखा होगा, जिसे प्लाज़्मा के नाम से जाना जाता है।

ये अलग-अलग अवस्थाएँ इस बात से परिभाषित होती हैं कि पदार्थ को बनाने वाले अत्यंत सूक्ष्म अणु एक दूसरे के साथ किस तरह से अंतःक्रिया करते हैं। ये अणु इतने छोटे होते हैं कि आप इन्हें अपनी नंगी आँखों से नहीं देख सकते। लेकिन उनकी अदृश्य अंतःक्रियाएँ उन पदार्थों के गुणों को निर्धारित करती हैं जिन्हें आप देख सकते हैं। ठोस पदार्थ में अणु एक दूसरे से इस तरह से भौतिक रूप से जुड़े होते हैं कि वे एक दूसरे के सापेक्ष इधर-उधर नहीं घूम पाते। यही वह चीज़ है जो ठोस पदार्थों को कठोर बनाती है और उन्हें एक निश्चित आकार बनाए रखने में सक्षम बनाती है। दूसरी ओर, द्रव में अणु एक दूसरे से जुड़े नहीं होते। वे इधर-उधर घूम सकते हैं, एक दूसरे के पास से फिसल सकते हैं और आपस में मिल सकते हैं। गति की यह स्वतंत्रता ही द्रव को उस कंटेनर का आकार लेने देती है जिसमें वह हो।

गैस में अणु गैस में मौजूद दूसरे अणुओं से टकराए बिना इधर-उधर घूमने के लिए पूरी तरह स्वतंत्र होते हैं। द्रव की तरह, गैस भी उस कंटेनर का आकार ले लेगी जिसमें वह हो और उसका कोई निश्चित आकार नहीं होता। लेकिन द्रव और ठोस पदार्थों से अलग, गैसें भी अपना आकार या आयतन बदल सकती हैं। प्लाज्मा गैस के समान होता है लेकिन इसमें बहुत ज़्यादा ऊर्जा होती है। यह ऊर्जा अणुओं के विद्युत आवेशित भागों, जिन्हें प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन कहते हैं, को अलग-अलग कर देती है। सूर्य और तारे प्लाज्मा के उदाहरण हैं, जैसा कि वह पदार्थ है जिससे नियॉन संकेत चमकते हैं। लोच और चिपचिपाहट
जबकि ठोस अपना आकार बनाए रखते हैं, वे पूरी तरह से कठोर नहीं होते हैं। अणुओं के बीच के संबंध छोटे स्प्रिंग की तरह व्यवहार करते हैं, जो ठोस को लोचदार बनाता है।

यदि आप किसी ठोस पर दबाव डालते हैं, तो यह विकृत हो जाएगा – लेकिन जब आप दबाव डालना बंद कर देंगे तो यह अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाएगा, जैसे कि जब आप अपने बिस्तर पर उछलते हैं तो आपका गद्दा। बेशक, यह आणविक स्तर पर होता है, इसलिए आप इसे होते हुए नहीं देख सकते। और भले ही तरल पदार्थ आसानी से आकार बदल लेते हैं, लेकिन वे तरल अणुओं के बीच घर्षण के कारण इस परिवर्तन का विरोध करते हैं क्योंकि वे एक दूसरे से आगे बढ़ने की कोशिश करते हैं। इस घर्षण को चिपचिपाहट कहा जाता है। शहद या सिरप जैसे तरल पदार्थ दूध या पानी जैसे तरल पदार्थों की तुलना में बहुत अधिक चिपचिपे होते हैं, जिससे उन्हें हिलाना मुश्किल हो जाता है। कल्पना कीजिए कि आप शहद के स्विमिंग पूल में तैरने की कोशिश कर रहे हैं – स्वादिष्ट लेकिन मुश्किल।

पाँचवाँ राज्य- रैंच ड्रेसिंग वास्तव में पदार्थ की पाँचवीं अवस्था है जिसे नरम पदार्थ के रूप में जाना जाता है। नरम पदार्थ में तरल और ठोस दोनों के गुण हो सकते हैं, इसलिए सामग्री वैज्ञानिकों का कहना है कि यह विस्कोइलास्टिक है – चिपचिपा और लोचदार का संयोजन। नरम पदार्थ के अन्य सामान्य उदाहरणों में दही, कुकी आटा, शैम्पू, टूथपेस्ट, सिली पुट्टी, स्नॉट, स्लाइम और फ्रॉस्टिंग शामिल हैं। ये पदार्थ न तो पूरी तरह ठोस हैं और न ही पूरी तरह तरल – ये दोनों ही तरह के हैं। आप शैम्पू को बोतल से निकाल सकते हैं, लेकिन अगर आप अपनी उंगलियों के बीच थोड़ा सा शैम्पू डालते हैं और उन्हें अलग करते हैं, तो यह आपकी उंगलियों के बीच खिंच जाएगा। कुकी आटा अपना आकार बनाए रख सकता है, लेकिन अगर आप इसे दबाते हैं, तो यह विकृत हो जाता है और वापस नहीं उछलता।

कई विस्कोइलास्टिक पदार्थ कतरनी पतलापन प्रदर्शित करते हैं, जिसका अर्थ है कि जितना अधिक आप उन्हें हिलाते हैं, उनकी चिपचिपाहट कम होती जाती है। यही कारण है कि रैंच ड्रेसिंग या केचप की बोतल को हिलाने से आप इसे बाहर निकाल सकते हैं – भले ही हिलाने से पहले यह बोतल से बाहर निकलने के लिए बहुत ठोस जैसा था। यही कारण है कि दही जो काफी ठोस लगता है और अपना आकार बनाए रखने में सक्षम है, जब आप इसे जल्दी से हिलाते हैं तो यह अधिक तरल जैसा हो जाता है। स्क्विशी पदार्थ भी कतरनी गाढ़ापन प्रदर्शित कर सकते हैं – जितना अधिक आप उन्हें विकृत करने का प्रयास करते हैं, वे उतने ही कठोर हो जाते हैं। कॉर्नस्टार्च और पानी का एक सरल मिश्रण, ओब्लेक, इसी तरह काम करता है। आप इसे धीरे-धीरे डाल सकते हैं और किसी अन्य तरल पदार्थ की तरह इसमें अपना हाथ डुबो सकते हैं, लेकिन यदि आप इसे निचोड़ते हैं या हिलाते हैं तो यह ठोस हो जाता है।

एक अलग तरह का अणु
इन स्क्विशी पदार्थों में तरल और ठोस दोनों गुण होने का कारण यह है कि वे पॉलिमर से बने होते हैं: लंबे, श्रृंखला जैसे अणु। ये लंबी श्रृंखलाएँ एक कटोरे में स्पेगेटी की तरह उलझ जाती हैं, इसलिए वे एक तरह से जुड़ी हुई होती हैं, जैसे ठोस में अणु होते हैं, लेकिन एक तरह से एक दूसरे से आगे बढ़ने के लिए स्वतंत्र भी होती हैं, जैसे तरल में अणु होते हैं। ज़्यादातर स्टोर से खरीदे जाने वाले रैंच ड्रेसिंग में ज़ैंथन गम होता है, जो एक प्राकृतिक पॉलीमर है जिसका इस्तेमाल कई खाद्य पदार्थों को गाढ़ा और स्थिर करने के लिए किया जाता है।

तो अगली बार जब आप अपनी रैंच ड्रेसिंग को बोतल से बाहर निकालने की कोशिश करेंगे, तो आप कल्पना कर सकते हैं कि ज़ैंथन गम पॉलीमर एक दूसरे से उलझे हुए हैं, जिससे ड्रेसिंग ठोस की तरह काम कर रही है। जब आप बोतल को हिलाते हैं, तो आप पॉलीमर को अलग कर रहे होते हैं ताकि वे एक दूसरे से फिसलें और बहें, जिससे ड्रेसिंग बोतल से आसानी से निकलकर आपकी प्लेट पर आ सके। यह लेख क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत द कन्वर्सेशन से पुनः प्रकाशित किया गया है।

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