表麵活性劑的基本性質盡管表麵活性劑的結構不盡相同, 但它們(men) 具有相同的基本性質——吸附和聚集。溶於(yu) 水時, 表麵活性劑容易在空氣/水表麵吸附(富集), 形成排列整齊的單層膜(圖2(a))。除了空氣/水表麵, 表麵活性...
表麵活性劑的基本性質
盡管表麵活性劑的結構不盡相同, 但它們(men) 具有相同的基本性質——吸附和聚集。溶於(yu) 水時, 表麵活性劑容易在空氣/水表麵吸附(富集), 形成排列整齊的單層膜(圖2(a))。除了空氣/水表麵, 表麵活性劑還能夠在油/水界麵富集並降低界麵張力, 改變油/水界麵膜的結構和性質。在表麵活性劑的輔助下, 油、水能夠形成乳液, 廣泛應用於(yu) 日常生活和工農(nong) 業(ye) 生產(chan) 。它們(men) 亦能夠吸附於(yu) 固體(ti) 表麵, 提高固體(ti) 基底的潤濕性。通過吸附降低表/界麵張力, 是表麵活性劑的基本性質之一。
表麵活性劑吸附於(yu) 空氣/水表麵形成單分子膜以及表麵活性劑水溶液中形成的典型聚集體(ti) 結構(b)。球形膠束和囊泡的一部分被切除, 以便揭示內(nei) 部結構。為(wei) 了更好地展示, 單分子膜和各聚集體(ti) 尺寸並未按同一表活劑的真實比例給出。
表麵活性劑過多、在空氣/水表麵達到飽和吸附的時候, 則容易在體(ti) 相聚集(aggregation)。由於(yu) 多數表麵活性劑會(hui) 首先聚集成膠束(micelle), 因而這一濃度稱為(wei) 臨(lin) 界膠束濃度(critical micellar concentration, cmc)。表麵活性劑所形成的聚集體(ti) 種類多樣, 具體(ti) 與(yu) 表麵活性劑的結構和濃度, 以及外在條件密切相關(guan) , 典型的如球形的、棒狀的、碟狀的和蟲狀的膠束；單層的或多層的囊泡；層狀的、六角狀的、立方狀的液晶, 以及包含三維網絡的凝膠等, 。這種聚集過程, 因為(wei) 是自發的,因而也被稱為(wei) 自組裝(self-assembly)。這些結構是軟物質和納米科技領域的重要研究對象；同時, 由於(yu) 這種由無序到有序的自發轉變與(yu) 熵增定律背道而馳, 因而具有極高的科學研究價(jia) 值。
表麵活性劑典型功能, 以碳氫表麵活性劑為(wei) 例。(a) 增溶。分別為(wei) 稀土配合物在兩(liang) 性離子表麵活性劑蠕蟲狀膠束中的增溶(i)[19]和富勒烯C60在嵌段共聚物膠束中的增溶(ii)。(b) 陰離子表麵活性劑輔助分散單壁碳納米管模型(左)及分散液的熒光光譜(右) 。(c) 烷基糖苷乳化-水體(ti) 係, 水相被染為(wei) 綠色, 被染為(wei) 紅色[22]。(d) 十八烷基蔗糖酯穩定的特級初榨橄欖油泡沫。(e) Pluronic F127作為(wei) 軟模板與(yu) 矽納米顆粒作為(wei) 硬模板協同形成的Pt-Ru納米顆粒
