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The effect of Van der Waals interaction on the microstructure of EPD deposits: a simulation study

यह अध्ययन कण-आधारित सिमुलेशन का उपयोग करके यह प्रदर्शित करता है कि जबकि वैन डेर वाल्स स्व-संसंजन (self-cohesion) कम विद्युत क्षेत्रों पर इलेक्ट्रोफोरेटिक डिपोजिशन (EPD) जमाव की सूक्ष्म संरचना और यांत्रिक गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है, एक महत्वपूर्ण क्षेत्र शक्ति के परे इसका प्रभाव कम हो जाता है जहाँ आयतन अपवर्जन (volume exclusion) प्रमुख तंत्र बन जाता है।

मूल लेखक: Rémi Martin, Sandrine Duluard, Céline Merlet

प्रकाशित 2026-05-01

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CC BY 4.0

मूल लेखक: Rémi Martin, Sandrine Duluard, Céline Merlet

मूल पेपर CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। ✨ नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें

कल्पना कीजिए कि आप एक विशाल, अदृश्य चुंबक का उपयोग करके नन्हे, अदृश्य मोतियों से एक दीवार बनाने की कोशिश कर रहे हैं। यह मूल रूप से वह काम करता है जो इलेक्ट्रोफोरेटिक डिपोजिशन (EPD) करता है। यह एक इलेक्ट्रिक फील्ड का उपयोग करके आवेशित कणों (मोतियों) को एक तरल सूप से खींचता है और उन्हें एक सतह पर जमा देता है ताकि एक कोटिंग बनाई जा सके।

वैज्ञानिक यह समझना चाहते थे कि जब ये मोती लैंड करते हैं, तो वे वास्तव में खुद को कैसे व्यवस्थित करते हैं। विशेष रूप से वे एक बात को लेकर जिज्ञासु थे: क्या मोती आपस में छूते ही चिपक जाते हैं, या वे बस टकराकर अलग हो जाते हैं?

यहाँ उनके अध्ययन का एक सरल विवरण दिया गया है, जिसमें रोजमर्रा के उदाहरणों का उपयोग किया गया है।

मोतियों के दो प्रकार

यह पता लगाने के लिए, शोधकर्ताओं ने दो अलग-अलग "प्रकार" के मोतियों के साथ कंप्यूटर सिमुलेशन चलाया:

"चिपकने वाले" मोती (मेटास्टेबल - Metastable): इन मोतियों में एक प्राकृतिक प्रवृत्ति होती है कि वे आपस में गुच्छे बना लें। यदि वे करीब आते हैं, तो वे चुंबक या वेल्क्रो की तरह एक साथ जुड़ जाते हैं। यह उन कणों का प्रतिनिधित्व करता है जो एक स्व-स्थायी, सुसंगत संरचना बना सकते हैं।
"फिसलन वाले" मोती (स्टेबलाइज्ड - Stabilized): इन मोतियों पर एक ऐसी कोटिंग होती है जो उन्हें चिपकने से रोकती है। वे एक-दूसरे को थोड़ा धकेलते हैं, जैसे दो लोग गले मिलने की कोशिश कर रहे हों लेकिन उन्होंने फिसलन भरे रेनकोट पहने हों। वे केवल तभी एक साथ रहते हैं जब उन्हें शारीरिक रूप से एक तंग ढेर में दबाया जाता है।

प्रयोग: "चुंबक" की ताकत

शोधकर्ताओं ने एक इलेक्ट्रिक फील्ड का उपयोग करके इन मोतियों को एक दीवार की ओर खींचा। उन्होंने इसे दो अलग-अलग "गति" (इलेक्ट्रिक फील्ड स्ट्रेंथ) पर टेस्ट किया:

धीमी खिंचाव (Slow Pull): इलेक्ट्रिक फील्ड कमजोर है, इसलिए मोती धीरे-धीरे तैरते हुए आते हैं।
तेज खिंचाव (Fast Pull): इलेक्ट्रिक फील्ड बहुत शक्तिशाली है, जिससे मोती बहुत तेज गति से दीवार से टकराते हैं।

उन्हें क्या पता चला

1. चिपचिपाहट की "स्पीड लिमिट"

सबसे आश्चर्यजनक खोज यह थी कि चिपचिपाहट केवल तभी मायने रखती है जब खिंचाव धीमा हो।

कम गति पर (कमजोर इलेक्ट्रिक फील्ड): "चिपकने वाले" मोतियों ने "फिसलन वाले" मोतियों की तुलना में एक बहुत ही अलग तरह की दीवार बनाई। क्योंकि उनके पास पहुँचते समय आपस में चिपकने का समय था, इसलिए उन्होंने एक ढीला, गुच्छेदार नेटवर्क बनाया। यह गीली रेत से दीवार बनाने जैसा था; रेत के दाने बड़े, अनियमित ढेलों के रूप में गुच्छे बन जाते हैं। "फिसलन वाले" मोतियों में, जिनमें वह गोंद नहीं था, वे अधिक करीने से पैक हुए लेकिन कम जुड़े हुए थे।
तेज गति पर (मजबूत इलेक्ट्रिक फील्ड): जब इलेक्ट्रिक फील्ड इतना मजबूत था, तो "चिपकने वाले" मोतियों ने चिपचिपा व्यवहार करना बंद कर दिया। इलेक्ट्रिक फील्ड का बल इतना शक्तिशाली था कि उसने मोतियों को इतनी जोर से और इतनी तेजी से एक साथ टकराया कि उनकी स्वाभाविक रूप से "गुच्छा" बनाने की प्रवृत्ति संरचना को बदलने का समय ही नहीं पा सकी। "चिपकने वाली" दीवार लगभग "फिसलन वाली" दीवार जैसी ही दिखने लगी।

उदाहरण: कल्पना कीजिए कि आप ताश की गड्डी को एक के ऊपर एक रख रहे हैं।

यदि आप उन्हें धीरे-धीरे रखते हैं, तो आप उन्हें सावधानी से व्यवस्थित कर सकते हैं, या यदि वे चिपचिपे हैं, तो वे अव्यवस्थित ढेरों में बदल सकते हैं।
यदि आप ताश की गड्डी को दीवार की ओर तेजी से फेंकते हैं, तो वे चाहे चिपचिपे हों या नहीं, वे बस एक बिखरे हुए ढेर में टकरा जाएंगे। टक्कर की गति चिपचिपाहट को बेअसर कर देती है।

2. "ग्लास" प्रभाव (The "Glass" Effect)

शोधकर्ताओं ने देखा कि दीवार के बीच के हिस्से (the "core") में, कण उतनी सघनता से पैक नहीं हुए जितनी आप उम्मीद कर सकते हैं। उच्च गति पर भी, पैकिंग डेंसिटी लगभग 63% थी, जो अधिकतम संभव घनत्व (लगभग 74%) से कम है।

उन्होंने इसकी तुलना कांच (glass) से की। जब आप पिघले हुए कांच को ठंडा करते हैं, तो यह अणुओं के एक पूर्ण क्रिस्टल में व्यवस्थित होने से पहले ही सख्त हो जाता है। इसी तरह, उनके सिमुलेशन में, कणों की भीड़ (crowding effects) के कारण वे एक पूर्ण, घने विन्यास में सेट होने से पहले ही अपनी जगह पर "जम" गए। इसे काइनेटिक अरेस्ट (kinetic arrest) कहा जाता है।

3. परतें बनाम कोर (Layers vs. The Core)

उन्होंने जो दीवार बनाई उसमें दो अलग-अलग भाग थे:

कोर (मध्य भाग): यह हिस्सा दोनों प्रकार के मोतियों के लिए लगभग एक जैसा ही था, खासकर उच्च गति पर। यह थोड़ा छिद्रपूर्ण (छोटे छेदों वाला) था और एक ठोस ब्लॉक की तरह कार्य करता था।
इंटरफेस (दीवार को छूने वाली निचली परत): यहीं पर अंतर सबसे अधिक स्पष्ट था।
- कम गति पर "चिपकने वाले" मोतियों ने एक अव्यवस्थित पहली परत बनाई। वे इस तरह से गुच्छे बने कि वे साफ, सपाट पंक्तियाँ नहीं बना सके।
- "फिसलन वाले" मोतियों ने अधिक संगठित, सपाट परतें बनाने में सफलता पाई, जो लगभग एक क्रिस्टल की तरह थीं।

हालाँकि, कम गति पर "चिपकने वाले" मोतियों ने परतों के बीच एक मजबूत संबंध बनाया। भले ही परतें अव्यवस्थित थीं, लेकिन परतों के बीच के उस "गोंद" ने दीवार को लंबवत (vertically) खींचने में कठिन बना दिया।

मुख्य निष्कर्ष (The Bottom Line)

पेपर यह निष्कर्ष निकालता है कि वांडर वाल्स बल (Van der Waals forces) (कणों के बीच की प्राकृतिक "चिपचिपाहट") जमा की गई संरचना के लिए महत्वपूर्ण हैं, लेकिन केवल तभी जब इलेक्ट्रिक फील्ड बहुत मजबूत न हो।

कमजोर इलेक्ट्रिक फील्ड: कणों के पास आपस में चिपकने का निर्णय लेने का समय होता है। यह कोटिंग की पूरी बनावट को बदल देता है, जिससे यह अधिक गुच्छेदार और परतों के बीच अधिक जुड़ी हुई हो जाती है।
मजबूत इलेक्ट्रिक फील्ड: इलेक्ट्रिक फोर्स ही बॉस है। यह कणों को एक विशिष्ट, घने विन्यास में धकेल देता है, चाहे वे चिपकना चाहें या नहीं। इस स्थिति में "चिपचिपाहट" अप्रासंगिक हो जाती है।

संक्षेप में, यदि आप एक विशिष्ट प्रकार की कोटिंग बनाने के लिए कणों की प्राकृतिक चिपचिपाहट का उपयोग करना चाहते हैं, तो आपको प्रक्रिया की गति को सावधानी से नियंत्रित करना होगा। यदि आप बहुत तेज जाते हैं, तो इलेक्ट्रिक फील्ड का भौतिक विज्ञान हावी हो जाता है, और कणों के पास अपने प्राकृतिक रसायन विज्ञान के प्रभाव को दिखाने का मौका ही नहीं बचता।

यहाँ मार्टिन, डुलार्ड और मर्लेट के शोध पत्र "The effect of Van der Waals interaction on the microstructure of EPD deposits: a simulation study" का विस्तृत तकनीकी सारांश दिया गया है।

1. समस्या विवरण (Problem Statement)

इलेक्ट्रोफोरेटिक डिपोज़िशन (EPD) को विशिष्ट सूक्ष्म संरचनाओं (microstructures) को बनाने के लिए एक बहुमुखी तकनीक के रूप में उपयोग किया जाता है, लेकिन विशिष्ट सूक्ष्म संरचना प्राप्त करने के लिए प्रक्रिया मापदंडों (विद्युत क्षेत्र, सांद्रता, श्यानता) को अनुकूलित करना काफी हद तक अनुभवजन्य (empirical) बना हुआ है। जबकि निरंतर मॉडल (continuum models) स्थूल मोटाई की भविष्यवाणी कर सकते हैं, वे जमाव (deposit) के निर्माण के सूक्ष्म विवरणों, जैसे कि पैकिंग अंश (packing fraction) और स्थानीय व्यवस्था (local ordering) को पकड़ने में विफल रहते हैं।

मौजूदा कण-आधारित सिमुलेशन (जैसे कि गिएरा आदि द्वारा) ने EPD को सफलतापूर्वक मॉडल किया है, लेकिन वे आमतौर पर कणों को गैर-एकत्रित होने वाले (शुद्ध रूप से प्रतिकर्षक/repulsive) के रूप में मानते हैं। हालाँकि, वास्तविक EPD प्रक्रियाओं में, वैन डेर वाल्स (vdW) इंटरैक्शन अक्सर कणों के एकत्रीकरण (particle aggregation/self-cohesion) का कारण बनते हैं, जो जमाव की अंतिम यांत्रिक अखंडता और सूक्ष्म संरचना के लिए महत्वपूर्ण है। इस एकत्रीकरण का जमाव की सूक्ष्म संरचना पर विशेष प्रभाव, विशेष रूप से उच्च विद्युत क्षेत्रों के तहत जहाँ ड्रिफ्ट (drift), डिफ्यूजन (diffusion) पर हावी होता है, उसे सिमुलेशन में स्पष्ट रूप से अलग और परीक्षण नहीं किया गया है।

2. कार्यप्रणाली (Methodology)

लेखकों ने विभिन्न विद्युत क्षेत्र सामर्थ्य ( $E$ ) के तहत दो अलग-अलग प्रणालियों की तुलना करने के लिए कण-आधारित सिमुलेशन (particle-based simulations) का उपयोग किया:

सिमुलेशन मॉडल:
- प्रणाली: एकसमान विद्युत क्षेत्र द्वारा एक सपाट सबस्ट्रेट की ओर संचालित मोनोडिस्पर्स गोलाकार कोलाइड्स ( $a = 100$ nm)।
- इंटरैक्शन: कण DLVO क्षमता के माध्यम से परस्पर क्रिया करते हैं, जिसमें शामिल हैं:
  1. स्क्रीन्ड इलेक्ट्रोस्टैटिक रिपल्शन (यौकावा क्षमता/Yukawa potential)।
  2. आकर्षक वैन डेर वाल्स बल।
  3. अल्प-दूरी का स्टेरिक रिपल्शन (इसे गहरे vdW वेल को हल करने के लिए एक सख्त क्षमता के साथ मॉडल किया गया है)।
- हाइड्रोडायनामिक्स: इंप्लिसिट सॉल्वेंट के साथ इंटरैक्शन और हाइड्रोडायनामिक बलों को फ्लक्चुएशन-डिसिपेशन थ्योरम को संतुष्ट करते हुए फास्ट लुब्रिकेशन डायनेमिक्स (FLD) एल्गोरिदम का उपयोग करके मॉडल किया गया था।
- रेजीम (Regime): यह अध्ययन एक उच्च-पेक्ले नंबर (high-Péclet) रेजीम ( $Pe \approx 215 - 5160$ ) में संचालित होता है, जहाँ इलेक्ट्रोफोरेटिक ड्रिफ्ट थर्मल डिफ्यूजन पर हावी रहता है।
तुलनात्मक दृष्टिकोण:
- मेटास्टेबल सिस्टम (Metastable System): एक पूर्ण DLVO क्षमता का उपयोग करता है जिसमें एक गहरा आकर्षक वेल (well) होता है, जिससे कण संपर्क होने पर अपरिवर्तनीय रूप से एकत्रित (coagulate) हो जाते हैं।
- स्थिर प्रणाली (Stabilized System - Control): एक संशोधित क्षमता का उपयोग करता है जहाँ vdW शब्द नगण्य है, जिससे एक शुद्ध रूप से प्रतिकर्षक प्रणाली बनती है जो एकत्रीकरण को रोकती है।
- पैरामीटर्स: एकत्रीकरण-प्रधान और ड्रिफ्ट-प्रधान रेजीम के बीच संक्रमण को देखने के लिए 13 अलग-अलग विद्युत क्षेत्र तीव्रताओं (0.5 से 12 MV m $^{-1}$ ) के लिए सिमुलेशन चलाए गए।
विश्लेषण मेट्रिक्स (Analysis Metrics):
- कण घनत्व प्रोफाइल ( $\rho(z)$ )।
- बॉन्ड घनत्व और फ्लक्स ( $n(z)$ , $j_z$ ) - कनेक्टिविटी और तन्यता शक्ति का आकलन करने के लिए।
- ओरिएंटेशनल ऑर्डर पैरामीटर्स ( $S(z)$ ) - एनिसोट्रॉपी (anisotropy) मापने के लिए।
- 2D पैकिंग का विश्लेषण करने के लिए वोरोनोई टेसेलेशन (Voronoi tessellation)।
- कोर-औसत वॉल्यूम अंश और पोर साइज डिस्ट्रीब्यूशन।

3. मुख्य योगदान (Key Contributions)

एकत्रीकरण प्रभावों का अलगाव: यह अध्ययन समान ड्रिफ्ट स्थितियों के तहत मेटास्टेबल (एकत्रित होने वाले) और स्थिर (गैर-एकत्रित होने वाले) प्रणालियों की तुलना करके स्व-संकोचन (self-cohesion/aggregation) की भूमिका को स्पष्ट रूप से अलग करता है।
रेजीम ट्रांजिशन की पहचान: लेखक एक महत्वपूर्ण विद्युत क्षेत्र सीमा ( $\approx 6$ MV m $^{-1}$ ) की पहचान करते हैं जो एकत्रीकरण रेजीम (कम क्षेत्र) और ग्लास-ट्रांजिशन रेजीम (उच्च क्षेत्र) के बीच संक्रमण को चिह्नित करती है।
यांत्रिक संकेत (Mechanical Signatures): यह कार्य ताजे बने, गीले जमाव में सूक्ष्म संरचनात्मक विशेषताओं (बॉन्ड ओरिएंटेशन, लेयरिंग) को स्थूल यांत्रिक गुणों (तन्यता शक्ति, डेलैमिनेशन प्रतिरोध) से जोड़ता है।
परिमार्जित DLVO कार्यान्वयन: सिमुलेशन एक सुधारात्मक DLVO प्रीफैक्टर और एक सख्त स्टेरिक क्षमता का उपयोग करता है ताकि एकत्रीकरण के गहरे विभव कुएं (potential well) को सटीक रूप से मॉडल किया जा सके, जो पिछले सॉफ्ट-पोटेंशियल मॉडलों में सामान्य संख्यात्मक चुनौतियों को दूर करता है।

4. मुख्य परिणाम (Key Results)

A. सूक्ष्म संरचनात्मक विकास और रेजीम ट्रांजिशन

उच्च विद्युत क्षेत्र ( $E > 6$ MV m $^{-1}$ ): मेटास्टेबल और स्थिर जमाव की सूक्ष्म संरचनाएँ अभिसरित (converge) होती हैं। बाहरी विद्युत बल इतना मजबूत है कि वह vdW आकर्षण को दबा देता है। दोनों प्रणालियाँ समान पैकिंग अंश ( $\phi \approx 0.62-0.63$ ) और पोर आकार प्रदर्शित करती हैं। जमाव तंत्र काइनेटिक अरेस्ट (एक ग्लास-ट्रांजिशन जैसी घटना) द्वारा संचालित होता है जहाँ भीड़भाड़ (crowding) आगे के घनत्व को रोकता है।
निम्न विद्युत क्षेत्र ( $E < 6$ MV m $^{-1}$ ): महत्वपूर्ण अंतर उभरते हैं।
- मेटास्टेबल जमाव में स्थिर जमाव की तुलना में कम पैकिंग अंश ( $\phi \approx 0.60$ ) और बड़े छिद्र होते हैं।
- एकत्रीकरण एक "बॉन्डेड नेटवर्क" बनाता है जो संकुचन (compaction) का विरोध करता है, जिससे अधिक खुला, छिद्रपूर्ण (porous) ढांचा बनता है।
- सिस्टम एक एकत्रीकरण रेजीम में होता है जहाँ vdW बॉन्ड संरचनात्मक विश्रांति (structural relaxation) को सीमित करते हैं।

B. कोर क्षेत्र की विशेषताएं (Core Region Characteristics)

घनत्व प्रवणता (Density Gradient): दोनों प्रणालियाँ सबस्ट्रेट से बल्क की ओर घनत्व में मामूली कमी दिखाती हैं ( $\Delta\phi \approx -0.02$ ), जिसका कारण हाइड्रोस्टेटिक लोड के तहत धीमी संरचनात्मक विश्रांति (aging) है।
यांत्रिक एनिसोट्रॉपी (Mechanical Anisotropy): मेटास्टेबल जमाव में, सबस्ट्रेट के लंबवत तन्यता शक्ति ( $\sigma_{\perp}$ ), सबस्ट्रेट के समानांतर ( $\sigma_{\parallel}$ ) की तुलना में अधिक होती है, जो इलेक्ट्रोफोरेटिक ड्रिफ्ट के दौरान बने बॉन्ड के ऊर्ध्वाधर संरेखण को दर्शाती है।
पोर साइज: एकत्रीकरण रेजीम में, मेटास्टेबल जमाव में पोर का आकार काफी बड़ा होता है क्योंकि बॉन्डेड नेटवर्क संरचना के ढहने का विरोध करते हैं।

C. इंटरफेशियल लेयरिंग (सबस्ट्रेट के पास)

लेयरिंग की गुणवत्ता:
- स्थिर (Stabilized): अच्छी तरह से परिभाषित, स्पष्ट घनत्व दोलन (लेयरिंग) दिखाता है जो $E$ कम होने पर बेहतर होता जाता है।
- मेटास्टेबल (Metastable): कम $E$ पर, एकत्रीकरण लेयरिंग को बाधित करता है, जिसके परिणामस्वरूप कम लेयर घनत्व और अधिक अव्यवस्था (disorder) होती है।
बॉन्ड कनेक्टिविटी: कम $E$ पर कम लेयर घनत्व के बावजूद, मेटास्टेबल जमाव में उच्च इंटर-लेयर बॉन्ड घनत्व होता है। परतों के बीच ब्रिज (bridges) का निर्माण कनेक्टिविटी को बढ़ाता है, जो संभावित रूप से डेलैमिनेशन प्रतिरोध को बढ़ाता है, हालांकि यह स्थानीय संरचनात्मक क्रम की कीमत पर होता है।
ऑर्डर पैरामीटर: मेटास्टेबल जमाв में $E$ के कम होने पर ओरिएंटेशनल ऑर्डर पैरामीटर $S(z)$ आइसोट्रोपिक सीमा के करीब पहुँच जाता है, जो यह दर्शाता है कि एकत्रीकरण, अधिक व्यवस्थित फील्ड-अलाइन्ड बॉन्ड्स की तुलना में बॉन्ड ओरिएंटेशन को रैंडमाइज (randomize) कर देता है।

D. प्रथम परत की पैकिंग (First Layer Packing)

वोरोनोई विश्लेषण से पता चलता है कि स्थिर जमाव स्थानीय रूप से सघन, क्रिस्टलीय डोमेन (हेक्सागोनल/स्क्वायर) बनाते हैं।
मेटास्टेबल जमाव में कम $E$ पर, ये क्रिस्टलीय डोमेन बाधित हो जाते हैं, और औसत वोरोनोई टाइल क्षेत्र बढ़ जाता है, जो पुष्टि करता है कि एकत्रीकरण जमाव के प्रारंभिक चरणों में घने, व्यवस्थित पैकिंग के निर्माण को रोकता है।

5. महत्व और निहितार्थ (Significance and Implications)

प्रक्रिया अनुकूलन (Process Optimization): यह अध्ययन इस मौलिक समझ को प्रदान करता है कि विद्युत क्षेत्र की शक्ति यह निर्धारित करने में कैसे मदद करती है कि जमाव कण एकत्रीकरण या काइनेटिक क्राउडिंगिंग द्वारा नियंत्रित है। यह विशिष्ट छिद्रता (porosity) या यांत्रिक शक्ति को लक्षित करने के लिए मापदंडों के बेहतर चयन की अनुमति देता है।
यांत्रिक अखंडता (Mechanical Integrity): यह रेखांकित करता है कि "स्व-संकोचन" (एकत्रीकरण) एक दोधारी तलवार है: यह गीले जमाव को संभालने के लिए आवश्यक यांत्रिक अखंडता प्रदान करता है, लेकिन यदि क्षेत्र बहुत कम है तो यह कम घनत्व और उच्च छिद्रता का कारण बन सकता है।
मॉडलिंग में प्रगति: यह प्रदर्शित करके कि कण सिमुलेशन एकत्रीकरण और ग्लास-ट्रांजिशन के बीच के संक्रमण को पकड़ सकते हैं, यह कार्य उन परिणामों की भविष्यवाणी करने के लिए ऐसे मॉडलों के उपयोग को मान्य करता है जहाँ निरंतर मॉडल विफल हो जाते हैं।
भविकी दिशाएं: लेखक सुझाव देते हैं कि भविष्य के कार्यों को फ्रंट डायनेमिक्स और पोस्ट-डिपोजिशन रिलैक्सेशन को अलग करने के लिए को-मूविंग फ्रेम में समय-समाधान (time-resolved) विश्लेषण पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए, और प्रयोगों के लिए प्रासंगिक (कम) विद्युत क्षेत्रों तक विस्तार करना चाहिए।

निष्कर्षतः, यह शोध पत्र स्थापित करता है कि वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन कम से मध्यम विद्युत क्षेत्रों में EPD सूक्ष्म संरचना को मौलिक रूप से बदल देते हैं, जिससे एक बॉन्डेड नेटवर्क बनता है जो संकुचन का विरोध करता है, जबकि उच्च क्षेत्रों में, बाहरी बल प्रभावी हो जाता है, जिससे एकत्रीकरण प्रभाव नगण्य हो जाता है और एक सार्वभौमिक ग्लास-ट्रांजिशन जैसा जमाव व्यवहार उत्पन्न होता है।