Гидрофобность


Гидрофобность
Капелька росы на гидрофобной поверхности листа
Капля воды на гидрофобной поверхности травы

Гидрофобность (от др.-греч. ὕδωρвода и φόβος — боязнь, страх) — это физическое свойство молекулы, которая «стремится» избежать контакта с водой[1]. Сама молекула в этом случае называется гидрофобной.

Гидрофобные молекулы обычно неполярны и «предпочитают» находиться среди других нейтральных молекул и неполярных растворителей. В воде такие молекулы часто кластеризуются с образованием мицелл. Вода на гидрофобных поверхностях собирается в капли с низкими значениями угла смачивания.

Гидрофобными являются молекулы алканов, масел, жиров и других подобных материалов. Гидрофобные материалы используются для очистки воды от нефти, удаления разливов нефти и химических процессов разделения полярных и неполярных веществ.

Слово «гидрофобный» часто используется в качестве синонима к слову «липофильный» — «жиролюбивый», хотя это не вполне корректно. Действительно, гидрофобные вещества в целом липофильны, но среди них есть и исключения — например, силиконы.

Содержание

Химические основы

Согласно термодинамике, материя стремится к состоянию с минимальной энергией, а связывание понижает химическую энергию. Молекулы воды поляризованы и способны образовывать между собой водородные связи, чем объясняются многие уникальные свойства воды. В то же время, гидрофобные молекулы не поляризованы и не способны образовывать водородные связи, поэтому вода отталкивает такие молекулы, предпочитая образовывать связи внутри себя. Именно этот эффект определяет гидрофобное взаимодействие, называемое так не совсем корректно, так как его источником является взаимодействие гидрофильных молекул воды между собой.[2] Так, две несмешивающиеся фазы (гидрофильная и гидрофобная) будут находиться в таком состоянии, где поверхность их контакта будет минимальной. Данный эффект можно наблюдать в явлении разделения фаз, происходящем, например, при расслоении водно-масляной эмульсии.

Сверхгидрофобность

Капля на поверхности Лотоса.

Сверхгидрофобные материалы имеют поверхности, чрезвычайно не склонные к смачиванию (с углом контакта с водой, превышающим 150°). Многие из подобных материалов, обнаруженных в природе, подчиняются закону Кассье и являются двухфазными на субмикронном уровне, причем одним из компонентов является воздух. Эффект лотоса основан на этом принципе. Примером сверхгидрофобного материала-биомиметика в нанотехнологии является нанопин-пленка. В работе [3] показано, что поверхность ванадия пентоксида может переключаться между сверхгидрофобностью и сверхгидрофильностью под действием УФ излучения. Согласно этому исследованию, любую поверхность можно наделить подобным свойством путем нанесения на неё суспензии розеткообразных частиц V2O5, например, с помощью струйного принтера. Тут гидрофобность также вызывается межслойными воздушными полостями (разделёнными расстояниями 2.1 нм). Механизм действия УФ излучения состоит в создании пар «электрон-дырка», в которых дырки реагируют с атомами кислорода в кристаллической решетке, создавая кислородные вакансии на поверхности, а электроны восстанавливают V5+ до V3+. Кислородные вакансии закрываются водой и такое поглощение воды поверхности ванадия делает её гидрофильной. При продолжительном пребывании в темноте вода замещается кислородом гидрофильность утрачивается.

См. также

Примечания

  1. Aryeh Ben-Na’im Hydrophobic Interaction Plenum Press, New York (ISBN 0-306-40222-X)
  2. Goss, K. U. and R. P. Schwarzenbach (2003): «Rules of Thumb for Assessing Equilibrium Partitioning of Organic Compounds: Successes and Pitfalls.» JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION 80(4): 450—455. Link to abstract
  3. UV-Driven Reversible Switching of a Roselike Vanadium Oxide Film between Superhydrophobicity and Superhydrophilicity Ho Sun Lim, Donghoon Kwak, Dong Yun Lee, Seung Goo Lee, and Kilwon Cho J. Am. Chem. Soc.; 2007; 129(14) pp 4128 — 4129; (Communication) DOI:10.1021/ja0692579

Ссылки



Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:

Смотреть что такое "Гидрофобность" в других словарях:

  • гидрофобность — гидрофобность …   Орфографический словарь-справочник

  • Гидрофобность — – способность материала не смачиваться водой. [Словарь архитектурно строительных терминов] Гидрофобность – способность бетона не смачиваться капельно жидкой влагой; возникает при введении в состав или при обработке поверхности… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • ГИДРОФОБНОСТЬ — (от гидро... и греч. phobos страх боязнь), неспособность вещества (материала) смачиваться водой. К гидрофобным веществам относятся, напр., многие металлы, жиры, воски, кремнийорганические жидкости. Гидрофобность частный случай лиофобности …   Большой Энциклопедический словарь

  • ГИДРОФОБНОСТЬ — (от гидро... (см. ГИДРО... (часть сложных слов)) и греч. phobos страх, боязнь), неспособность вещества (материала) смачиваться водой. К гидрофобным веществам относятся, напр., многие металлы, жиры, воски, кремнийорганические жидкости.… …   Энциклопедический словарь

  • гидрофобность — сущ., кол во синонимов: 1 • лиофобность (3) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • гидрофобность — олеофильность Способность поверхности материала воспринимать жирную печатную краску и отталкивать воду или увлажняющий раствор. Гидрофобностью обладают печатающие элементы печатной формы способа плоской печати. [http://ofyug.ru/useful/abc/306]… …   Справочник технического переводчика

  • гидрофобность — hidrofobiškumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos nesugebėjimas sudaryti molekulinių ryšių su vandens molekulėmis. atitikmenys: angl. hydrophobicity vok. Wasserabstoßungsfähigkeit, f rus. гидрофобность, f pranc …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • гидрофобность — hidrofobiškumas statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiagos nesugebėjimas sudaryti molekulinių ryšių su vandens molekulėmis. atitikmenys: angl. hydrophobity rus. гидрофобность …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • гидрофобность — hidrofobiškumas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. hydrophobity vok. Hydrophobie, f; Wasserabstoßungsfähigkeit, f rus. гидрофобность, f pranc. hydrophobie, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Гидрофобность — ж. отвлеч. сущ. по прил. гидрофобный Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Книги

Другие книги по запросу «Гидрофобность» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.