स्रोतशास्त्र : ( र्‍हिऑलॉजी ). पदार्थामधील ( वस्तूमधील ) विकृती आणि प्रवाह यांचा, विशेषतः द्रवामधील अन्यूटोनीय प्रवाह आणि घनरूप पदार्थामधील आकार्य प्रवाह यांचा अभ्यास म्हणजे स्रोतशास्त्र. या संज्ञेच्या व्यापक अर्थाने, द्रव्यरूप पदार्थामधील प्रेरणा आणि विकृती यांमधील संबंध दर्शविणारा हा भाग यामिकीमध्ये येतो. पदार्थ कोणत्या द्रव्यांचा बनलेला आहे, यावर वरील संबंधाचे स्वरूप अवलंबून असते. १९२९ मध्ये ई. सी. बिंगहॅम यांनी र्‍हिऑलॉजी ( स्रोतशास्त्र ) ही संज्ञा ‘ प्रवाह ’ या अर्थाच्या ग्रीक शब्दावरून तयार केली व प्रथम वापरली.
धातू आणि इतर घन पदार्थांमधील विकृतीच्या वर्तनाचे स्पष्टीकरण देण्याकरिता रॉबर्ट हूक यांनी केलेल्या स्थितिस्थापक घन पदार्थाचे प्रतिरूप ( स्थितिस्थापकता हा गुणधर्म दाखविणारे ) आणि द्रायुरूप पदार्थाची विकृती दर्शविण्याकरिता रेषीय ( घातीय ) श्यान किंवा न्यूटोनीय द्रायूचे प्रतिरूप ( श्यानता हा गुणधर्म दाखविणारे ) वापरण्याचा प्रघात आहे. तथापि, काही वेळेला आढळून आलेल्या ठराविक अरेषीय ( नैकघातीय ) आणि कालावलंबी विकृतींच्या प्रवृत्तीचे वर्णन करण्या-करिता वरील रूढ प्रतिरूपे पुरेशी पडत नाहीत. स्रोतशास्त्रज्ञांना रूढ प्रवृत्ती नसलेल्या विकृतींबद्दल अतिशय जिज्ञासा आहे आणि ते अशा विकृतींचा स्रोतशास्त्रीय वर्तन म्हणून निर्देश करतात.
बहुवारिक रेणूंमध्ये विशिष्ट प्रकारे हजारो अणू असतात. अशा बहुवारिक रेणूंचा समावेश असलेल्या पदार्थांमध्ये स्रोतशास्त्रीय प्रवृत्ती विशेषतः लगेच आढळून येते. तथापि हाच गुणधर्म धातू , काच आणि वायू यांच्या काही प्रयोगांमध्ये स्पष्टपणे दिसून येतो. स्रोतशास्त्र हे संततीय यामिकीचा भाग आहे असे मानणार्‍या गणिती आणि भौतिकीविज्ञ यांच्या पुरताच जिज्ञासेचा हा विषय नसून तो वरील पदार्थांशी संबंधित असलेल्या रसायनशास्त्रज्ञ आणि अभियंते यांचासुद्धा विषय आहे. स्रोतशास्त्राला प्लॅस्टिके, रबर, पटले ( फिल्म ) आणि लेपन या उद्योगांमध्ये विशेष महत्त्व आहे.
सदर नोंदीत पुढील तीन उपयुक्त प्रचलित नसलेल्या प्रतिरूपांचे वर्णन केलेले आहे : (१) रेषीय श्यानस्थितिस्थापकता, (२) अरेषीय स्थितिस्थापकता आणि (३) अरेषीय श्यानस्थितिस्थापकता. स्रोतशास्त्रज्ञ धातूंमधील ⇨ आकार्यतेचा अभ्यास क्वचितच करतात.
रेषीय श्यानस्थितिस्थापकता : पदार्थावर लागू करण्यात आलेल्या प्रेरणा थोड्या प्रमाणात पुरेशा असल्यास कालावलंबी विकृती असलेल्या वर्तनाचे स्पष्टीकरण रेषीय श्यानस्थितिस्थापकतेच्या प्रतिरूपाने देता येते. या प्रतिरूपामधील पदार्थाचे गुणधर्म पुढील साध्या प्रयोगांनी स्पष्ट करता येतात : (१) विसर्पण, (२) प्रतिबल शिथिलन आणि (३) कंपस्वरूप ( ज्या-वक्रीय ) विकृती. प्रतिबल म्हणजे एकक क्षेत्रफळा-वरील प्रेरणा प्रतिविकृती म्हणजे लांबी, क्षेत्रफळ किंवा घनफळ याच्या एककातील बदल विसर्पण म्हणजे प्रतिबल स्थिर असतानाही हळूहळू प्रतिविकृतीत बदल वाढत जाणे.
विसर्पण : विसर्पण प्रयोगात प्रतिबल अचानक लावतात आणि नंतर स्थिर ठेवतात. अशा वेळेस विकृती काल-फलनानुसार कार्य करते. विसर्पण प्रयोगानंतर प्रतिबल काढून घेतल्यास रेषीय श्यानस्थितिस्थापक घनरूप वस्तू मूळचा अविकृत आकार पुन्हा प्राप्त करते, तर द्रायुरूप पदार्थाला पुन्हा मूळचा अविकृत आकार प्राप्त होत नाही. तथापि, श्यानस्थिति-स्थापक द्रायूत काही प्रमाणात सुधारणा होते. हे सुधारणेचे मूल्य द्रायूच्या स्थितिस्थापक गुणधर्माचे माप धरले जाते.
प्रतिबल शिथिलन : या प्रयोगात पदार्थामध्ये विकृती अचानक निर्माण करतात आणि नंतर स्थिर ठेवतात. येथे प्रतिबल काल-फलनानुसार कार्य करते. समतोल मूल्य प्राप्त होईपर्यंत प्रतिबल कालाप्रमाणे कमी होत राहते. श्यानस्थितिस्थापक द्रायूच्या बाबतीत समतोल मूल्य शून्य असते आणि श्यानस्थितिस्थापक घन पदार्थाच्या बाबतीत थोड्या प्रमाणात सांत मूल्य असते. लागू करण्यात आलेली विकृती ही स्थिर कर्तन प्रतिविकृती g० असलेले साधे कर्तन असेल, तर आवश्यक असलेले कर्तन प्रतिबल हे प्रतिविकृती लावल्यापासूनच्या कालावर अवलंबून असते आणि ते कर्तन प्रतिविकृतीच्या समप्रमाणात असते. येथे पदार्थाचा गुणधर्म असलेला कर्तन प्रसरण मापांक प्रतिविकृतीवर अवलंबून असत नाही.
कंपस्वरूप विकृती : जेव्हा विकृती ही कालाचे ज्या-वक्रीय फलन असते, तेव्हा हा प्रयोग रेषीय श्यानस्थितिस्थापकतेचे स्पष्टीकरण देण्या-करिता उपयुक्त ठरतो. उदा., ध्वनी तरंग ( किंवा इतर यामिकीय कंपन ) बहुवारिकीय घन पदार्थाच्या जाड पत्र्यामधून प्रेषित केला, तर हा तरंग पुढे जाताना आंदोलनाचा परमप्रसर ( दोलविस्तार ) कमी होत जातो आणि संदमन गती तरंगाच्या कंपनसंख्येवर व तापमानावर अवलंबून असते. सहसा कमीत कमी एक कंपनसंख्या अशी असते की, त्यावेळेस संदमन गती उच्च असते.
अरेषीय स्थितिस्थापकता : व्हल्कनीकृत रबराची पट्टी ( उदा., रबर बँड ) अनेक वेळा ताणता येते परंतु तिच्यावर तन्य प्रेरणा अशा प्रकारे लावतात की, ती तुटणार नाही. पट्टीवरील प्रेरणा काढून घेतल्यानंतर तिची मूळची लांबी परत येते. समतोल ‘ प्रेरणा- विकृती ’ वक्र स्पष्टपणे अरेषीय असल्याचे दर्शवितो. येथे रेषीय स्थितिस्थापकता अर्थातच लागू होत नाही. याकरिता अरेषीय स्थितिस्थापकता असलेले प्रतिरूप वापरणे आवश्यक असते.
एखाद्या कांबीच्या दोन्ही टोकांना घूर्णी परिबल लावले, तर रेषीय स्थितिस्थापक पदार्थ सहज रीत्या परिवलित होतो. तथापि कांब रबराची असेल, तर तिची लांबीसुद्धा वाढते. हा सामान्य प्रतिबल परिणाम अरेषीय स्थितिस्थापकतेची निष्पत्ती आहे.
रबरामध्ये काजळी मिसळलेली असल्यास त्याची दृढता वाढते, अशा प्रकारच्या रबर संयुगाला भरणद्रव्य असलेले किंवा प्रबलित रबर म्हणतात. प्रथम प्रबलित रबराची पट्टी ताणल्यास आणि नंतर तन्य प्रेरणा काढून घेतल्यास, ती पट्टी पुन्हा ताणल्यास तिची दृढता अत्यंत कमी होते. यास मुलिन्स परिणाम म्हणतात. यामध्ये काजळीच्या पृष्ठभागावरून रबर कणांची घसरण किंवा वियोजन ( विभक्तीकरण ) होणे हा गुणविशेष आढळून येतो.
अशा प्रकारची उच्च पुनःप्राप्ती असलेली विकृती शक्य असल्यामुळे, रबरामध्ये मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठविणे शक्य असते. या गुणधर्माचा उपयोग फक्त खेळण्यांमध्ये होत नसून मोटारगाडीच्या संरक्षक कांबीच्या ( बंपरच्या ) आधाराकरितासुद्धा करतात. त्याची रचना अशा प्रकारे केलेली असते की, कमी वेगाच्या धडकेचा आघात शोषला जाईल आणि गाडीचे नुकसान होणार नाही.
अरेषीय श्यानस्थितिस्थापकता : प्रतिबले अति-उच्च झाली, तर रेषीय श्यानस्थितिस्थापकता प्रतिरूप हे कालावलंबी प्रवृत्ती दर्शविणार्‍या पदार्थांकरिता फार पुरेसे ठरत नाही. विसर्पण प्रयोगामध्ये, उदा., प्रति-विकृतीचे प्रतिबलाशी असलेले गुणोत्तर फार काळ S0 प्रतिबलावर अव-लंबून राहत नाही, हे गुणोत्तराच्या S0 वाढीबरोबर सामान्यपणे कमी होत असते. हा अरेषीय महत्त्वाचा गुणविशेष स्थिर प्रवाह वर्तन असलेल्या अरेषीय श्यानस्थितिस्थापक द्रायूंच्या बाबतीत आढळून येतो. स्थिर साध्या कर्तन प्रवाहामध्ये कर्तनाची त्वरा ही कर्तन प्रतिबलाशी सम प्रमाणात नसते. न्यूटोनीय द्रायूशी सादृश्य असलेले S/ṙ हे गुणोत्तर अरेषीय वर्तन असलेल्या द्रायूंचे वैशिष्ट्य दाखविण्याकरितासुद्धा वापरतात. S/ṙ या गुणोत्तराकरिता η हे चिन्ह स्वीकारण्यात आले आहे ( येथे S — कर्तन प्रतिबल, ṙ — कर्तन त्वरा आणि η — द्रव्याची श्यानता ). η हे r याचे फलन आहे. त्याला श्यानता फलन किंवा काही वेळा फक्त श्यानता असे म्हणतात.
कर्तन सूक्ष्मपणा : वितळणारे, द्रवरूप आणि तरंगणारे अशा बहु-वारिकांकरिता कर्तन त्वरा वाढत राहिल्यास η (ṙ) हे कमी होत राहते. या प्रकारच्या वर्तनाला कर्तन सूक्ष्मपणा म्हणतात. हे वर्तन औद्योगिक दृष्ट्या महत्त्वाचे आहे. उदा., रंगलेपांमध्ये कर्तन सूक्ष्मपणाची योजना करतात. कमी प्रवाह त्वरेला उच्च श्यानता असलेला रंगलेप ब्रश किंवा रोलरमधून थेंबाथेंबाने पडत नाही आणि उभ्या भिंतीला लावलेल्या रंगलेपाचे पटल लोंबत राहत नाही. ब्रशने किंवा रोलरच्या साह्याने उच्च विकृतीला कमी श्यानता असलेला रंगलेप देताना कमी ऊर्जेची आवश्यकता लागते आणि म्हणून रंगलेप देणार्‍या हातांना अतिश्रम होत नाहीत.
सामान्य प्रतिबल परिणाम : न्यूटोनीय द्रायूंच्या बाबतीत, स्थिर साधे कर्तन फक्त साध्या कर्तन प्रतिबलाने सुव्यवस्थित ठेवता येते, मात्र अरेषीय श्यानस्थितिस्थापक द्रायूंच्या बाबतीत सामान्य प्रतिबले लावणे आवश्यक असते. जर तसे नसेल, तर द्रायूंच्या स्तंभाची उंची वाढते.
मुद्रा फुगणे : काही वितळलेली प्लॅस्टिके एखाद्या नळीतून थोड्या गतीने ढकलली, तर प्रवाहाचा अस्तित्वात असलेला व्यास नळीपेक्षा खूपच मोठा असू शकतो. अशा प्रवाह परिस्थितीत, न्यूटोनीय द्रायूच्या बाबतीत फक्त थोड्या टक्क्यांपर्यंत व्यासामध्ये वाढ होते. प्लॅस्टिक नळ्या किंवा दंड तयार करणार्‍या दाबसारण सामग्रीमधील ( बहिःसारण उपकरणांमधील ) छिद्र अंतिम उत्पादनाच्या इष्ट आकारापेक्षा लहान ठेवावे लागते.
कर्षण ( ओढ ) ऱ्हसन : प्रवाह क्षुब्ध होण्याकरिता नळातून पाणी पुरेशा उच्च त्वरेने ढकलावे लागते. अशा वेळेस दिलेल्या चालन दाबाकरिता पाण्यामध्ये फार मोठा रेणुभार ( दशलक्षापेक्षा अधिक ) असलेल्या बहु-वारिकाचे अतिशय थोडे प्रमाण ( प्रतिदशलक्ष भागामध्ये थोडे भाग ) घातल्यास प्रवाहाची त्वरा मोठ्या प्रमाणात वाढविता येते. या आवि-ष्काराला कर्षण र्‍हसन असे म्हणतात. ट्रान्स-अलास्कन तेल वाहिन्यां-करिता आवश्यक असलेल्या पंपिंग केंद्रांची संख्या कमी करण्याकरिता कर्षण र्‍हसन या आविष्काराचा वापर करण्यात आला.
क्षोभ प्रवाहित्व : तरंगत राहणारी काही द्रव्ये ( उदा., पाण्यामधील बेंटोनाइट माती ) फार काळ स्थिर राहिल्यानंतर घन पदार्थांसारखी तयार होतात. उदा., ती त्यांना ओतता येत नाहीत परंतु, त्यांना ढवळल्यास असे तरंगणारे द्रव्य सहज ओतता येऊ शकते. तरंगणार्‍या द्रव्याला स्थिर होऊ दिल्यास त्याची श्यानता कालाप्रमाणे वाढते आणि शेवटी पुन्हा स्थिर होते. ही पूर्ण प्रक्रिया पुनःपुन्हा करता येते. या आविष्काराला क्षोभ प्रवाहित्व ( थिक्सोट्रॉपी ) म्हणतात. थिक्सोट्रॉपी हा शब्द अनेक वेगवेगळ्या अर्थांनी वापरला जातो स्रोतशास्त्रीय आविष्कारांकरिता आणि गुणधर्मांकरिता सर्वमान्य अशी प्रमाणभूत संज्ञा स्वीकारण्यात आलेली नाही.
पहा : श्यानता स्थितिस्थापकता.
सूर्यवंशी, वि. ल.
“