Гидрофобы это: Гидрофоб или гидрофил | Детейлинг центр Альянс

Содержание

Гидрофоб или гидрофил | Детейлинг центр Альянс

В каких же условиях лучше гидрофобный эффект на поверхности, а когда гидрофильный?

Гидрофобные покрытия образуют на обработанной поверхности тончайший защитный слой, который отталкивает воду. Гидрофобы препятствуют смачиванию поверхностей, поэтому попадающая на них жидкость мгновенно сбивается в капли, «эффект лотоса». Под собственным весом, под действием вибрации и встречного потока воздуха происходит самоочищение обработанной поверхности. Гидрофобные составы наносятся только на безупречно гладкую поверхность. В этом случае они работают в полную силу, а их действие длится положенный срок. Супергладкость – это залог качественного самоочищения автомобильного лака. Поэтому перед обработкой гидрофобом кузов машины обязательно полируется. Полировка выполняется на всех автомобилях независимо от возраста и пробега. В случае с новыми машинами и автомобилями в защитных покрытиях (керамика, плёнка) — это легкая восстановительная полировка.

Для машин с заметными повреждениями на глянце предусмотрена абразивная полировка.

Гидрофильные покрытия – это гладкая защита, снижающая сопротивление скольжению. Она заставляет влагу распределяться равномерным слоем, формируя пленку. Эта пленка под собственной тяжестью скользит и спадает с обработанной поверхности. Описанное явление получило название «эффект падающей шторы». Попутно жидкая влага захватывает с собой нерастворенную грязь, тем самым создается эффект самоочищения. Чужеродные краски также легко смываются с гидрофильного слоя без применения очистителей-растворителей.

Гидрофобная защита не подходит для лета

Гидрофобная защита является сезонной и предназначена для прохладных и холодных месяцев. Весной ее меняют на гидрофильную или гибридную защиту. Проблема в том, что на гидрофобном слое самоочищение работает только в процессе движения транспортного средства, когда есть мощный встречный поток воздуха, сдувающий воду. Если автомобиль стоит на месте, то капли на нем остаются, образуют «эффект линзы» и высыхают, прожигая защитное покрытие и лаковый слой.

На месте высохшей воды остается сухой остаток, в виде белого ореола, который под действием горячего солнца проникает в лаковый слой. Такие пятна не берет мойка. Их можно убрать только с помощью абразивной полировки. Поэтому в лето на машину наносят не гидрофобную, а гидрофильную защиту, которая заставляет воду соскальзывать пленкой, оставляя поверхность сухой и чистой.

Как получить гидрофильный эффект

Гидрофильный эффект получается в следствии нанесения на защитное покрытие специального состава придающего тот самый «эффект падающей шторы».

Когда наносится гидрофил

Гидрофил необходим в жаркое время года. Наносится через 10-14 дней с момента покрытия защитным составом при первой мойке автомобиля.

Гидрофобное покрытие для авто – виды, технологии, выбор гидрофобных покрытий

Как защитить дорогостоящую краску на кузове нового автомобиля с сиянием бриллианта и мокрого асфальта? Ведь одно неосторожное движение и могут появиться царапины и пятна, а неблагоприятные условия внешней среды в осенне-зимний период способны превратить безупречный внешний вид машины из салона в авто десятилетней давности.

Полировка кузова и гидрофобное покрытие способны надежно защитить не только краску цвета бриллиант для автомобиля, но и практически любое покрытие металла. Специальные составы водоотталкивающих веществ могут выпускаться для древесины, пластика, стекла, карбона, камня, кирпича, керамики и других поверхностей.

Новые гидрофобные покрытия выпускаются самых различных видов, которые устойчивы к воздействию влаги, отличаются не токсичным составом, индифферентностью, полностью изолируют поверхность, покрытую краской и лаком, полиролем от неблагоприятных воздействий внешней среды. Объемная ассортиментная линейка современных гидрофобных покрытий включает в себя:

силиконовые с ингибиторами коррозии;
кремнийорганические твердые покрытия;
восковые составы;
тефлоновые покрытия;
соли жирных кислот и другие вещества.

Уникальная структура, которой обладают водоотталкивающие покрытия, глубоко проникает в поры краски автомобиля или покрытия полировочного состава и создает микро поверхностную оболочку в результате кристаллизации. При этом состав кремниевых гидрофобных покрытий обладает достаточной твердостью и еще одним важным качеством, эластичностью. Покрытие для кузова может наноситься самостоятельно, а некоторые виды лучше доверить опытным специалистам.

Какой вид полировки и защитного покрытия выбрать для кузова своего автомобиля, определяет сам владелец, но современное гидрофобное покрытие – это необходимый способ защиты авто, который позволяет нанести эффективную защиту сравнительно недорого, в минимальные сроки и гарантировать защиту кузова.

Защитная кремниевая или силиконовая пленка позволяет предупредить появление новых царапин и повреждений, а также придает зеркальный блеск автомобилю. При сравнении машины до и после полировки можно отметить полную маскировку следов царапин, проявление цвета, который становится ярче, насыщеннее и приобретает глянцевый блеск. А дополнительное гидрофобное покрытие позволяет еще больше усилить эффект и сохранить безупречный внешний вид автомобиля долгие годы.

Нанести некоторые водоотталкивающие покрытия можно своими руками, а можно доверить работы высококвалифицированным специалистам компании, которая специализируется в данном сегменте современного рынка. Шикарный блеск и безупречный внешний вид автомобиля после полировки и нанесения гидрофобного покрытия может свидетельствовать о том, что владелец действительно заботится о надежной защите своего авто. Какие виды современных покрытий можно заказать на профессиональном уровне?

Технология покрытия защитной пленкой

Представляет собой защитное водоотталкивающее покрытие кузова специальной пленкой из особого состава, который позволяет замаскировать царапины и защитить от нанесения механических воздействий, появления сколов и повреждений. Данный способ защиты представляет собой один из самых доступных на современном рынке, который можно заказать по невысоким ценам.

Гидрофобное покрытие полированной поверхности авто

Полированный кузов автомобиля с глянцевым блеском можно надежно защитить при помощи специального гидрофобного покрытия, в качестве которого могут использоваться гели с высокотехнологичной структурой, создающие на поверхности равномерную и довольно прочную пленку.

Гидрофобное покрытие – это не просто защитная пленка, это новый формат твердых эластичных покрытий, в виде микро поверхностной оболочки повышенной твердости, которые обладают важными преимуществами:

высокотехнологичным составом;
обладают эффектом «лотоса», при котором мелкие капли воды соединяются в крупные и вместе с грязью смываются с поверхности авто;
надежно защищают от пыли и грязи;
предупреждают запотевание стекол и зеркал;
проявляется цвет автомобиля, который становится более ярким и контрастным;
появляется эффект глянца, особенно у машин с краской перламутрового спектра или цвета металлик;
эстетичность покрытия в любых погодных условиях.

Покрытие «жидкое стекло» для сверкающего блеска автомобиля

Каждый владелец мечтает придать максимальный блеск своему автомобилю, нанесение которого позволяет подчеркнуть стильный и престижный внешний облик нового автомобиля. При этом оптимальным вариантом может стать технология с использованием жидкого стекла, нанесение которого позволяет создавать сверхпрочное защитное покрытие.

Жидкое стекло способно восстановить безупречный внешний вид автомобиля и придать ослепительный блеск. Высокотехнологичный состав способен создавать водоотталкивающее покрытие повышенной прочности по сравнению с органическими соединениями и обладает уникальным механизмом действия.

Жидкое стекло по своему нанесению и воздействию кардинально отличается от всех других составов, и проникает внутрь пор лакокрасочного покрытия автомобиля, тем самым усиливает его молекулярную структуру. После полного наполнения пор покрытие образует на поверхности тонкую защитную пленку, которая по своей прочности вряд ли уступает настоящему стеклу. Уникальный вид покрытий создает надежную оболочку кузова и придает автомобилю ослепительный глянцевый блеск.

Важным преимуществом является долговечность покрытия, которое после нанесения долгие годы радует безупречным внешним видом и защитными качествами. Стоимость жидкого стекла на порядок выше гидрофобных покрытий.

Нанокерамика – максимальная защита кузова и сверкающий блеск

Каждый, кто хоть раз воспользовался услугами по нанесению нанокерамики, смог отметить для себя особые удобства при уходе и мойке машины, которая намного легче моется и практически не поддается воздействию химически агрессивных веществ. Водоотталкивающее нанопокрытие кузова – это инновационные технологии по защите автомобиля и приданию сверкающего блеска. Уникальный состав покрытия обусловлен использованием нанотехнологий, которые обеспечивают надежную защиту лакокрасочного покрытия кузова, а также стекол, зеркал, различных элементов и деталей в условиях воздействия влаги.

Нанокерамика позволяет защитить автомобиль от царапин, сколов, повреждений и сохранить шикарный блеск в течение долгих лет эксплуатации.

Купить кремневые гидрофобные покрытия по оптимальным ценам для долгих сроков эксплуатации автомобиля, полного сохранения эстетичного внешнего вида и качества можно в нашей компании.

Как выбрать необходимые гидрофобные покрытия?

Объемная ассортиментная линейка покрытий и услуг позволяет легко выбрать подходящий вариант и купить водоотталкивающее покрытие для своего автомобиля. Более подробно ознакомиться с наличием ассортимента и задать необходимый вопрос по эксплуатации покрытия можно высококвалифицированным менеджерам компании, которые с радостью помогут решить все проблемы, связанные с выбором гидрофобных покрытий.

Оплата и доставка продукции

Оплата за купленный товар может проводиться наличными курьеру при доставке, которая проводится сразу на следующий день или в минимальные сроки, в зависимости от месторасположения клиента. Оплатить за приобретенную продукцию можно платежными картами через терминал или систему клиент-банк, простым перечислением на наш счет. Компания проводит акции, предоставляет скидки, действуют дисконтные и бонусные программы.

Использование гибкой системы скидок позволяет купить новое покрытие с уникальной гидрофобной структурой более выгодно по сравнению с предложениями на современном рынке.

Мы поможем Вам сохранить Ваше авто в первозданном виде многие годы и предлагаем продукцию известных мировых брендов. Обращайтесь!

1. ciquartz.ru
2. carpro.ru

Аквасил, Аквастоп, Гидростоп, Гидротекс, Гидрофоб, Пента, Софэкс для защиты строительных конструкций – Статьи

Гидрофобы, такие как Аквастоп, Гидростоп, Полифлюид, Типром, также довольно востребованы сейчас. В качестве сырья для производства используется кремнийорганика либо акриловые компоненты, поэтому материалы отличаются друг от друга по условиям нанесения, срокам службы и защитным свойствам.

Специалисты компании «Сази» понимают, что заказчику важны конкретные сведения о том или ином продукте, например, преимущества герметика «Тектор» или подробная инструкция на интересующую тему, поскольку от этого зависит, будет ли покупатель доволен результатами. Выбор гидрофобизатора также может быть точным только в том случае, когда учтены все особенности и характеристики материала, нуждающегося в обработке. Итак, подробнее о некоторых гидрофобизаторах (информация взята с сайтов производителей).

Гидрофобизатор «Аквасил» по заявлению производителя может быть применен при обработке всех материалов, способных впитывать воду, от кровли до фундамента. С его участием выполняется объемная и поверхностная гидрофобизация строительных материалов, отсечная гидроизоляция и гидроизоляция наружных стен путем инъекции. Срок службы гидрофоба «Аквасил» при качественной обработке материала превышает 10 лет.

Гидрофобизатор «Аквастоп» придает водоотталкивающие свойства, длительно сохраняющиеся во времени, строительным материалам, а также, повышает их морозостойкость и трещиностойкость, препятствует загрязнению и появлению «высолов». Перед применением «Аквастоп» обрабатываемую поверхность необходимо очистить от пыли, грязи и жировых пятен.

«Гидростоп» – гидрофобизирующий бесцветный состав, который предназначен для создания водо- и грязеотталкивающего паропроницаемого слоя, надежно защищающего конструкции зданий и сооружений из бетона, газо-бетона, кирпича, камня, гипса от атмосферных осадков, грунтовых вод, образования высолов и плесени. «Гидростоп» экологически безопасен.

Гидрофобизатор «Гидротекс» проникает в толщу материала на глубину от 5 до 50 мм и эффективно защищает строительные конструкции от водонасыщения, появления высолов и грибковых образований, не меняя при этом внешний вид и фактуру материалов. Расход гидрофоба «Гидротекс» 0,2-1 л/м².

Гидрофобизирующая добавка «Пента-811» используется для поверхностной обработки ракушечника, известняка, кирпича, шифера, бетона, газобетона, пенобетона, цементно-песчаных штукатурок, мрамора, гипса, шлакоблоков с целью защиты их от впитывания влаги, для устройства отсечной гидроизоляции сооружений. При поверхностном нанесении гидрофобизатор «Пента-811» разводится водой 1:10 – 1:20, при объемном введении расход концентрата должен составлять 0,2-0,5% от массы вяжущего. Пента-811 повышает морозостойкость материалов: исследования подтвердили, что можно получить бетон морозостойкостью 500 циклов вместо 200-300.

«Софэкс-40» – водоотталкивающая пропитка, которая придает строительным материалам свойство влагостойкости. «Софэкс-40А» и «Софэкс-Гипс» используются в производстве гипсокартонных и пазогребневых плит.

Обратим внимание на то, что щелочные по составу пропитки (Гидростоп, Аквастоп, Пента-811, Софэкс-40, Аквасил, Типром Д, ГКЖ-11) не подходят для облицовочного кирпича, поскольку оставляют трудноудаляемый белый налет, но их применяют для обработки цементно-песчаных, гипсовых поверхностей и натурального камня. Если же основу материала составляют силаны и силоксаны (кремнийорганические соединения), то такие составы могут быть использованы для защиты облицовочного кирпича. Служат эти покрытия от 10 до 25 лет.

Гидрофобный – определение и примеры

Гидрофобный
прил.
/ haɪdɹəˈfəʊbɪk /
Отсутствие сродства к воде; не растворим в воде; отталкивая воду. Примером может служить гидрофобный лист лотоса, отталкивающий воду.

Гидрофобное определение

Боязнь смешивания или реакции с водой при заданном наборе параметров реакции часто обозначается как гидрофобная . В общих науках способность вещества отталкивать воду называется гидрофобностью .

Что означает гидрофобный? Слово гидрофобность происходит от двух греческих слов « hydro », что означает « вода, », и « phobos, », что означает « страх, ». В биологии и химии термин « гидрофобный » описывает вещества, которые часто проявляют свойство гидрофобности, известные как гидрофобные вещества.

Что делает молекулу гидрофобной? Эти типы молекул неполярны.Итак, если вас спросят, «Являются ли неполярные молекулы гидрофобными или гидрофильными?» Точнее, неполярные молекулы не имеют тенденций иметь отдельные заряды, следовательно, не образуются положительные и отрицательные полюса. Более того, можно сделать вывод, что электрические заряды в неполярных молекулах равномерно распределены по всей молекуле. Ученые очень хорошо продемонстрировали, что «подобное растворяется в подобном». Следовательно, гидрофобные вещества смешиваются с неполярными жидкостями, которые в основном являются органическими растворителями. Является ли вода гидрофобной? Здесь стоит упомянуть, что вода полярна, поэтому связь между водой и гидрофобными молекулами очень мала. Помимо гидрофобных материалов, в литературе упоминается несколько супергидрофобных материалов [1].

Супергидрофобные материалы обычно имеют угол контакта с водой более 150 градусов и, таким образом, они сопротивляются смачиванию (способность жидкости поддерживать контакт с твердой поверхностью). Однако супергидрофобность молекул не упоминается как химическое свойство вещества, а является результатом межфазного натяжения.Форма, которую образуют капли воды на гидрофобных материалах, называется эффектом лотоса . Наиболее распространенные примеры эффекта лотоса можно легко увидеть как появление капель воды на поверхности листьев лотоса, и это также используется в текстильной промышленности для целей самоочистки [2].

Биологическое определение:
Гидрофобный означает отсутствие сродства к воде; не растворим в воде; отталкивая воду. Примеры гидрофобных молекул включают алканы, масла, жиры и жирные вещества в целом. Сравнить: гидрофильные

Примеры гидрофобных молекул

Как в быту, так и в промышленности можно найти различные гидрофобные вещества. Алканы, масла, жиры, жирные соединения и большинство органических соединений являются гидрофобными по своей природе. Применения гидрофобных веществ включают удаление нефти из водных растворов, борьбу с разливами нефти и процесс химического разделения для отделения неполярных элементов от полярных. Очень часто наблюдается, что когда масло или жиры смешиваются с водой, образуются два отдельных слоя, которые не смешиваются друг с другом из-за того, что вода полярна, а жиры и гуси неполярны, особенно гидрофобны.

Рисунок 1: Эффект лотоса (а) Лист лотоса (б) СЭМ-изображения микропапилл на листе лотоса (в) изображение воды на листе лотоса (г) Микро- и наномасштаб сосочков на листе лотоса (воспроизведено с работы Бунг Вэй Чиенг) , 2019, Функционализация оксида графена с помощью гамма-облучения гидрофобных материалов.Источник.

Примеры гидрофобности можно найти как у животных, так и у растений. Многие растения являются гидрофобными по своей природе, что свидетельствует о наличии гидрофобных покрытий на поверхности листьев. Основная задача покрытия – избежать адсорбции воды и дождя листьями, которые в основном прерывают поступление питательных веществ. У растений поток нитритов основан на потоке воды от корней к листьям. Следовательно, если поверхность листьев не является гидрофобной, то процесс осмоса и, следовательно, осмотическое давление будут нарушены, что сильно повлияет на питание растений. Явление гидрофобности на листе лотоса продемонстрировано на рисунке 1. Кроме того, изображение микропапилл на листе лотоса, полученное с помощью СЭМ, также показано на том же рисунке, что и части (b) и (c).

У птиц процесс гидрофобности не менее важен. Гидрофобная природа тела и перьев птиц предотвращает проникновение воды в их тела, что позволяет избежать чрезмерного набора веса и помогает им плавно летать.

Гидрофобные и гидрофильные вещества

Что такое гидрофильные? Гидрофильные вещества – это водолюбивые молекулы, полярные по своей природе.Они легко растворимы в воде, и примерами таких веществ являются сахар, соль, крахмал и целлюлоза. Степень, в которой поверхность гидрофильных молекул притягивает молекулы воды, называется гидрофильностью .

С другой стороны, гидрофобный, как объяснялось ранее, является водоотталкивающим и, следовательно, из-за своей неполярной природы не смешивается с водой. -Ch4, -Ch3-Ch4, -R-C6H5 и C2h3 – одни из наиболее распространенных химических групп, обнаруживаемых в гидрофобных веществах, в то время как -OH, -COO- и -NH- – некоторые химические соединения, обнаруженные в гидрофильных веществах.

Гидрофобный и липофильный

Часто можно увидеть, что такие термины, как гидрофобный и липофильный, объединяются, но эти два слова демонстрируют очень разные концепции. Гидрофобные вещества – это водоотталкивающие вещества, а липофильные – жиролюбивые молекулы. В различной литературе можно увидеть, что большинство гидрофобных веществ являются липофильными по природе, за исключением силиконов и фторуглеродов.

Гидрофобные взаимодействия

Отношения между водой и гидрофобами хорошо описаны в контексте гидрофобных взаимодействий.Относительное смешивание воды с жиром – очень удобный пример такого взаимодействия. Термодинамика гидрофобных взаимодействий гласит, что когда гидрофобное вещество падает в водную среду, водородные связи в молекуле воды разрываются, освобождая место для гидрофобного вещества, но это не означает, что молекула воды будет реагировать с гидрофобными материалами. Более того, для разрыва прочной водородной связи в систему необходимо подвести тепло, и, таким образом, реакция будет эндотермической. Новые водородные связи образуют ледяную клеточную структуру, известную как клатратная клетка, вокруг поверхности гидрофоба.Такая ориентация клатратной клетки делает систему более структурированной, а общая энтропия (мера беспорядка) системы снижается. Кроме того, сила гидрофобных взаимодействий зависит от температуры, количества атомов углерода, присутствующих в гидрофобе, а также формы и размеров гидрофобной молекулы [3].

Биологическое значение гидрофобных взаимодействий

Гидрофобные взаимодействия очень важны для сворачивания белка, что делает его стабильным и биологически активным.Взаимодействия дадут возможность белку уменьшить свою поверхность и избежать нежелательных взаимодействий с молекулой воды. Точно так же фосфолипидные двухслойные мембраны, присутствующие в каждой клетке человеческого тела, также зависят от гидрофобных взаимодействий для их выживания и оптимального функционирования.

Преимущества гидрофобов

Использование гидрофобных веществ в быту и промышленности дает множество преимуществ. Гидрофобы обычно представляют собой поверхностные материалы с низким энергопотреблением, которые сопротивляются смачиванию и обладают улучшенной коррозионной стойкостью.Такие вещества используются для усовершенствованных приборов обнаружения влажности и для предотвращения попадания влаги в трубки с обогревом и системы передачи аналитических проб. Кроме того, гидрофобы также используются в системах медицинской диагностики ВЭЖХ, улучшенных разделении и коррозионной стойкости. Точно так же гидрофобные поверхности используются в красках против биообрастания для обуви, рафинировании металлов, пятно-устойчивых тканях, разделении масла и воды, в текстильной промышленности и производстве огнестойкой и водонепроницаемой одежды [4].

Измерение гидрофобности

Гидрофобность может быть измерена различными аналитическими методами, такими как хроматография гидрофобного взаимодействия , измерение угла смачивания и измерение розового и бенгальского . Здесь стоит упомянуть, что идентификация групп, присутствующих в частице, очень важна при измерении гидрофобности. Наиболее частый метод, который использовался для расчета гидрофобности поверхности, – это расчет краевого угла между каплями воды и самой поверхностью.Контактный угол более 90 градусов обычно поддерживается каплей воды, текущей по гидрофобной поверхности, и сохраняет сферическую форму. Более того, супергидрофобные материалы обладают относительно большим углом смачивания, превышающим 150 градусов.

Рис. 2. Краевой угол смачивания воды на гидрофильных и гидрофобных поверхностях (Воспроизведено из Boung Wei Chieng, 2019, «Функционализация оксида графена с помощью гамма-облучения гидрофобных материалов»). Источник.

При контакте с гидрофильными поверхностями капли воды разлетаются далеко, а угол смачивания обычно невелик и составляет менее 90 градусов.Краевой угол смачивания воды между каплей воды и различными поверхностями показан на рис. 2. Для супергидрофильных угол составляет менее 5 градусов, для гидрофильных – менее 90 градусов, а для гидрофобных и супергидрофобных – углы 90 °. 150 градусов и 150-180 градусов соответственно. Можно сделать вывод, что чем больше угол смачивания между каплей воды и гидрофобами, тем сильнее взаимодействие жидкость-жидкость, а не взаимодействие поверхности жидкости, что делает поверхность гидрофобной [5].

Заключение

Можно сделать вывод, что гидрофобные вещества – это те вещества, которые не смешиваются с водой. Гидрофобы смешиваются с неполярными жидкостями, которые в основном являются органическими растворителями. Вода – это полярная молекула, поэтому связь между водой и гидрофобными веществами очень мала, и, таким образом, они образуют два отдельных и разных слоя друг с другом при контакте. Алканы, масла, жиры и жирные соединения имеют гидрофобную природу. Процесс гидрофобности можно найти как у растений, так и у птиц.У растений прерывание потока питательных веществ предотвращается гидрофобным слоем, присутствующим на поверхности листьев, который предотвращает проникновение воды через них. Следовательно, поток воды остается от корня к верхушке растения, доставляя необходимые питательные вещества из почвы к месту назначения. Точно так же у птиц гидрофобность предотвращает попадание воды в тела птиц через перья и кожу, а также водных животных, которые в конечном итоге избегают их набухания и помогают им плавно летать.Кроме того, измерение гидрофобности может быть выполнено путем вычисления краевого угла смачивания между каплей воды и поверхностью гидрофобного вещества. Контактный угол более 90 градусов обычно поддерживается каплей воды, текущей по гидрофобной поверхности, и сохраняет сферическую форму. Более того, супергидрофобные материалы обладают относительно большим углом смачивания, превышающим 150 градусов.

Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы узнали о термине «гидрофобный».

Драпировка операционного поля

В идеале барьерные материалы предотвращают перемещение мусора и бактерий из нестерильных участков на операционное поле на время операции. Проникновение бактерий зависит от времени, и количество колониеобразующих единиц (КОЕ) увеличивается после 90 минут операции. ¹⁷ Следовательно, простыни должны быть экономичными и легко стерилизованными, и они должны сохранять свои барьерные свойства не менее 90 минут даже после стирки, стерилизации и повторного использования.Ткани, предназначенные для повторного использования, состоят из переплетенных волокон, пересекающихся под прямым углом. Число нитей на квадратный дюйм отражает плотность переплетения, и чем выше число, тем плотнее переплетение и тем эффективнее барьер.

Тканые ткани многоразового использования делятся на две категории: хлопчатобумажный муслин с плотностью 140 нитей на квадратный дюйм и хлопок пима с плотно скрученными волокнами, сплетенными в 270 нитей на квадратный дюйм (58 нитей / см ²). ² Хлопковый муслин не является хорошей преградой.Он мгновенно позволяет бактериям проходить во влажном состоянии (обозначено как зачеркнутый ), а также может происходить проникновение бактерий в сухом виде, поскольку размер его пор составляет от 50 до 100 мкм, что достаточно велико для прохождения бактерий (от 5 до 12 мкм). ¹⁸ С другой стороны, хлопок пима имеет достаточно плотное переплетение, чтобы предотвратить проникновение чешуек кожи, но он легко позволяет проникать бактериям во влажном состоянии. Процесс химической обработки Quarpel делает хлопчатобумажную ткань водостойкой, обеспечивая фторохимическое покрытие в сочетании с пиридинием или меламиновым гидрофобным веществом.Этот процесс делает хлопок пима эффективным барьером для 75 стирок. ¹⁹ Необходимо записывать количество стирок, которым подвергается каждый кусок ткани, чтобы гарантировать его замену до того, как барьерные свойства станут неэффективными.

Недостатком многоразовых тканых материалов является то, что они могут выдерживать разрывы или проколы от зажимов для полотенец (поэтому на операционном поле следует использовать только непроникающие зажимы) и игл, которые нарушают их барьерную функцию, хотя отверстия можно заделать с помощью пластырей из вулканизированной ткани. .Эти пластыри обычно препятствуют проникновению пара в автоклаве, поэтому этот материал становится далеко не идеальным барьером.

Одноразовые материалы изготавливаются из целлюлозы, древесной массы, полиэфиров или синтетических полимерных волокон, сформованных в листы и скрепленных вместе. Барьерные свойства различных нетканых материалов сильно различаются. ¹⁷ Полимерные ингредиенты в этих барьерах имеют тенденцию быть более непроницаемыми, но только ингредиенты с усиленной полиэтиленовой или пластиковой пленкой предотвращают проникновение влаги и сухости в точки давления.² Хотя одноразовые простыни приводят к меньшему количеству частиц в операционной (из-за отсутствия ворса хлопка), количество бактерий в воздухе аналогично количеству многоразовых простыней. Однако сообщается, что они уменьшают количество бактерий, выделяемых из хирургической раны, на величину до 90% по сравнению с системами драпировки тканью, а частота инфицирования хирургической раны снижается до коэффициента. ^20,21 Поскольку разница между двумя материалами кажется небольшой, выбор часто основывается на экономичности и удобстве.Несмотря на то, что стоимость одноразовых комплектов халатов и драпировок выше, чем многоразовых комплектов, одноразовые комплекты обеспечивают самые высокие нормы прибыли. Когда в хирургии ожидается большой объем жидкости (например, при коликах или артроскопической хирургии), нетканые одноразовые материалы должны быть материалом выбора для барьерных простыней. ²²

Перед перемещением пациента в операционную, пациента следует накрыть чистой салфеткой, а его ступни должны быть покрыты полиэтиленовыми пакетами или другими водонепроницаемыми покрытиями для предотвращения загрязнения стопы и дистальных отделов конечностей.После того, как пациент размещен в комнате и завершена окончательная подготовка места операции, на операционном поле начинается драпировка, которая перемещается наружу.

Простыни накладываются на все видимые поверхности пациента, обеспечивая барьер для аэрозолизации мусора с нехирургически подготовленных участков кожи животного. При наложении простыни руки хирурга в перчатках располагаются на стороне простыни, вдали от кожи животного, и защищаются за счет загибания внешней поверхности простыни на руки (рис. 10-2).Часть простыни, которая должна примыкать к надрезу, сначала позиционируется, а затем перемещается по периферии в желаемое место, а не наоборот. Желательно плотно задрапировать, не оставляя обнаженной лишней кожи. Простыни обычно размещают по четырехквадрантному методу, с отдельными простынями в каждом квадранте, оставляя открытой прямоугольную область операционного поля. Рекомендуется повторить этот процесс, чтобы дважды закрыть область, непосредственно прилегающую к операционному полю.

Самоклеящиеся простыни полезны, когда необходимо обнажить большие площади для топографической ориентации и пальпации.Целью нескольких слоев драпировки является создание водонепроницаемого барьера, охватывающего всего пациента. Когда дистальная конечность задрапирована, можно использовать квадрантный метод. Однако часто предпочтительнее обеспечить доступ ко всей окружности конечности, особенно во время ортопедических процедур. В таком случае стопу часто покрывают резиновой перчаткой и накладывают окружную драпировку, оборачивая сначала стопу, а затем проксимальную конечность. Затем на стопу и половину листа, которая была наложена на проксимальную конечность, накладывается самоклеящаяся стерильная простыня (Ioban 2, Ethicon, Somerville, NJ).Затем через стопу надевается лист с оконным проемом и закрепляется вокруг конечности проксимальнее места операции (рис. 10-3).

Поскольку существует риск загрязнения во время драпировки, лучше всего надевать двойные перчатки во время драпировки, сразу после этого снимая внешние перчатки.

Операционное поле определяется областями выше и на уровне хирургической раны (Рисунок 10-4). Даже если они покрыты драпировкой, области ниже уровня раны следует считать загрязненными, а не частью операционного поля.

Гидрофобные взаимодействия – Химия LibreTexts

Гидрофобные взаимодействия описывают отношения между водой и гидрофобами (молекулы с низкой растворимостью в воде). Гидрофобы представляют собой неполярные молекулы и обычно имеют длинную цепочку атомов углерода, которые не взаимодействуют с молекулами воды. Смешивание жира и воды – хороший пример такого взаимодействия. Распространенное заблуждение состоит в том, что вода и жир не смешиваются, потому что силы Ван-дер-Ваальса , действующие на молекулы воды и жира, слишком слабы.Тем не менее, это не так. Поведение капли жира в воде больше связано с энтальпией и энтропией реакции, чем с ее межмолекулярными силами.

Причины гидрофобных взаимодействий

Американский химик Вальтер Каузманн обнаружил, что неполярные вещества, такие как молекулы жира, имеют тенденцию слипаться вместе, а не распределяться в водной среде, потому что это позволяет молекулам жира иметь минимальный контакт с водой.

Изображение выше показывает, что когда гидрофобы объединяются, они меньше контактируют с водой.Они взаимодействуют в общей сложности с 16 молекулами воды до того, как они сойдутся вместе, и только с 10 атомами после взаимодействия.

Термодинамика гидрофобных взаимодействий

Когда гидрофоб падает в водную среду, водородные связи между молекулами воды разрываются, освобождая место для гидрофоба; однако молекулы воды не вступают в реакцию с гидрофобами. Это считается эндотермической реакцией, потому что при разрыве связей в систему передается тепло. Молекулы воды, искаженные присутствием гидрофоба, образуют новые водородные связи и образуют ледяную структуру клетки, называемую клатратной клеткой вокруг гидрофоба.Эта ориентация делает систему (гидрофобную) более структурированной с уменьшением общей энтропии системы; поэтому \ (\ Delta S <0 \).

Изменение энтальпии (\ (\ Delta H \)) системы может быть отрицательным, нулевым или положительным, потому что новые водородные связи могут частично, полностью или чрезмерно компенсировать водородные связи, разорванные входом гидрофоба. Однако изменение энтальпии несущественно для определения спонтанности реакции (смешения гидрофобных молекул и воды), поскольку изменение энтропии (\ (\ Delta S \)) велико.

По формуле энергии Гиббса

\ [\ Delta G = \ Delta H – T \ Delta S \ label {eq1} \]

с маленьким неизвестным значением \ (\ Delta H \) и большим отрицательным значением \ (\ Delta {S} \), значение \ (\ Delta G \) окажется положительным. Положительный знак \ (\ Delta G \) указывает на то, что смешение гидрофобных молекул и молекул воды не происходит самопроизвольно.

Образование гидрофобных взаимодействий

Смешивание гидрофобов и молекул воды не происходит самопроизвольно; однако гидрофобные взаимодействия между гидрофобами являются спонтанными.Когда гидробоиды объединяются и взаимодействуют друг с другом, энтальпия увеличивается (\ (\ Delta H \) положительна), потому что некоторые водородные связи, которые образуют клатратную клетку, будут разорваны. Разрушение части клатратной клетки приведет к увеличению энтропии (\ (\ Delta S \) положительно), поскольку ее образование уменьшает энтропию.

Согласно уравнению \ (\ ref {eq1} \)

\ (\ Delta {H} \) = небольшое положительное значение
\ (\ Delta {S} \) = большое положительное значение

Результат: \ (\ Delta {G} \) отрицательный, поэтому гидрофобные взаимодействия являются спонтанными.

Сила гидрофобных взаимодействий

Гидрофобные взаимодействия относительно сильнее, чем другие слабые межмолекулярные силы (например, Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия или водородные связи). Сила гидрофобного взаимодействия зависит от нескольких факторов, включая (в порядке силы воздействия):

Температура : С повышением температуры также увеличивается сила гидрофобных взаимодействий. Однако при экстремальной температуре гидрофобные взаимодействия денатурируют.
Число атомов углерода в гидрофобах : Молекулы с наибольшим числом атомов углерода будут иметь самые сильные гидрофобные взаимодействия.
Форма гидрофобов : Алифатические органические молекулы взаимодействуют сильнее, чем ароматические соединения. Разветвления в углеродной цепи уменьшают гидрофобный эффект этой молекулы, а линейная углеродная цепь может вызывать наибольшее гидрофобное взаимодействие. Это происходит потому, что углеродные ответвления создают стерические препятствия, поэтому двум гидрофобам сложнее очень тесно взаимодействовать друг с другом, чтобы минимизировать их контакт с водой.

Биологическое значение гидрофобных взаимодействий

Гидрофобные взаимодействия важны для сворачивания белков. Это важно для поддержания стабильности и биологической активности белка, поскольку это позволяет белку уменьшаться на поверхности и уменьшать нежелательные взаимодействия с водой. Помимо белков, существует множество других биологических веществ, выживание и функции которых зависят от гидрофобных взаимодействий, например, двухслойные фосфолипидные мембраны в каждой клетке вашего тела!

Иллюстрация того, как белок меняет форму, позволяя полярным областям (синий) взаимодействовать с водой, в то время как неполярные гидрофобные области (красные) не взаимодействуют с водой.(CC BY-SA 3.0; Трешфрд).

Список литературы

Аткинс, Питер и Хулио де Паула. Физическая химия для наук о жизни. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета. 2006. 95.

.
Чанг, Раймонд. Физическая химия для биологических наук. Саусалито, Калифорния: Edwards Brothers, Inc., 2005. 508-510.
Гаррет, Реджинальд Х. и Чарльз М. Гришем. Биохимия. Бельмонт, Калифорния: Томас Брукс / Коул. 2005. 15.

Авторы и авторство

Гидрофобы не боятся! Гидрофобный эффект с точки зрения маленьких парней – The Bumbling Biochemist

Гидрофобы не боятся! Вода просто хулиган! Неуклюжий биохимик приходит им на помощь с PSA о ГИДРОФОБИЧЕСКОМ ЭФФЕКТЕ – что это такое, а что нет – потому что легко запутаться, особенно когда используются «несправедливые» слова, такие как «страх».

Вы знаете, как в футболе (или «футболе», как его называют в большинстве стран мира) защита «образует стену» перед воротами, чтобы защищать их во время пенальти? Движение игроков у стены ограничено, и они не очень удобны. К счастью, у них есть только одна «сторона» цели, которую нужно защищать – но что, если бы цель не была «односторонней»? Что, если бы по мячу можно было попасть ногой с любой из 4-х сторон? Вам понадобится еще более обширная стена – и это приведет к тому, что больше защитников выйдет из строя с точки зрения их свободы заниматься другими делами – например, забивать собственные голы. Чем больше цель, тем больше игроков вам нужно для игры в стену, но, по крайней мере, у вас все еще есть одна цель. Но что, если у вас было много целей? И каждого из них нужно было окружить со всех 4 сторон? Ну, это отстой…

Но – если бы вы могли сжать все эти цели вместе, чтобы сформировать одну гигантскую цель, тогда вам нужно было бы окружить только одну цель – и хотя для защиты потребуется больше игроков, чем для одной меньшей цели, это займет много меньше игроков, чем если бы вам приходилось защищать множество одиночных маленьких ворот, благодаря тому, что площадь поверхности (потенциальные точки входа мяча) становится меньше, чем объем (пространство внутри ворот, куда вы не хотите, чтобы мяч уходил).3 = 64

Удвоив длину стороны, вы увеличили площадь поверхности в четыре раза, но в восемь раз? (умноженное на 8) громкость. Соотношение S.A. / V для меньшего куба было 24: 8 = 3: 1. Но для большего куба 96:64 = 3: 2. Вы можете видеть, что объем растет быстрее, чем площадь поверхности. Таким образом, мы можем защитить больший объем ворот с меньшим количеством игроков, сжимая маленькие голы вместе. И это похоже на биохимический феномен, называемый ГИДРОФОБНЫЙ ЭФФЕКТ.

Молекулы воды выстраиваются в «клетки», называемые клатратами, вокруг «гидрофобных» молекул, которые не предлагают возможности связывания (в крайних случаях, например, жиры и масла, которые с трудом смешиваются с водой) – вроде тех защитных стен, которые образовались вокруг голы в футболе.

Об этом эффекте существует множество заблуждений. Слово «гидрофобный» буквально означает «боится воды» – но я ненавижу этот термин – и, как вы знаете, я сторонник антропоморфизации молекул – это не моя проблема. На самом деле, проблема (и) – у меня много проблем 😛 но, что касается гидрофобов, вот пара…

Во-первых, я не считаю «справедливым» называть их «испуганными», особенно потому, что, как мы увидим, проблемы в этих отношениях не у гидрофобов….Я предпочитаю толкование «избегание воды» – но даже это не очень хорошо их характеризует – лучшим описанием было бы избегание воды или исключение воды. Потому что дело не в том, что гидрофобов отталкивает вода или что-то еще – и вода даже не отталкивает их – они просто не предлагают многого в плане благоприятного взаимодействия. Напротив, молекулы воды предлагают множество привлекательных возможностей для взаимодействия с другими молекулами воды, поэтому молекулы воды бы предпочли проводить время, болтаясь с другими молекулами воды.

Итак, гидрофобы действительно не имеют большого значения во взаимодействиях, названных в их честь – вместо этого именно вода, оптимизирующая себя, является реальным источником «гидрофобного эффекта».

Молекулы воды действительно «липкие» по отношению друг к другу, потому что они очень полярны – в основном атомы (например, два атома водорода и кислород в H2O) имеют меньшие части, называемые субатомными частицами – положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны в плотном центральном ядре. с облаком отрицательно заряженных электронов, носящихся вокруг.Атомы могут образовывать связи, разделяя электроны, но они не всегда делятся честно. Кислород гораздо более электроотрицателен (поглощает электроны), чем водород, поэтому он притягивает их общие электроны ближе к себе, делая O частично отрицательным (δ-), а Hs частично положительным (δ +). А противоположные заряды притягиваются, так что H одной молекулы воды могут зависать с O другой. Каждая молекула воды может образовывать до 4 «водородных связей» (Н-связей) с другими молекулами.

В отличие от сильных ковалентных связей, удерживающих Hs с O в каждой отдельной молекуле воды, эти межмолекулярные связи более слабые, поэтому они могут слипаться и отклеиваться.Пока молекулы воды обладают достаточной энергией для временного разрыва связей, молекулы воды могут перемещаться и исследовать, разрываясь и формируя взаимодействия с другими молекулами воды во время движения. Эти молекулы воды могут занимать множество различных «состояний», и термин, который мы используем для описания этого, – высокая энтропия (также известная как «беспорядок» или «случайность»)

Но они не могут легко взаимодействовать с гидрофобными молекулами, которые характеризуются своей неполярностью (электроны распределены равномерно, поэтому нет частично или полностью заряженных областей) и, следовательно, не предлагают заманчивых возможностей для заряда. Таким образом, каждая молекула воды, которая должна находиться рядом с частью гидрофоба, имеет часть своей липкости «скрытой» и ограничена в возможностях связывания – она может занимать меньше «состояний» и, следовательно, имеет более низкую энтропию (менее неупорядоченная)

Мы используем термин, называемый свободной энергией, G, чтобы описать, насколько «удобна» молекула – он учитывает энтропию (S) (этот беспорядок), а также нечто, называемое энтальпией (H), которая имеет отношение к энергии связи. . Молекулы спонтанно взаимодействуют, делая их более удобными (уменьшая свободную энергию), и мы описываем это с помощью уравнения

ΔG = ΔH – TΔS

Это говорит о том, что изменение (сокращенно дельта, Δ) свободной энергии равно изменению энтальпии (имеют ли новые взаимодействия больше или меньше энергии, чем старые) минус температура (в Кельвинах), умноженная на изменение энтропии (действительно ли молекулы теперь у вас больше свободы?) Отрицательный G – это «хорошо» (означает, что реакция благоприятна) – и вы можете получить его, если новые связи будут намного менее энергичными (их легче удерживать вместе) и / или молекулы получат свободу движения.

Допустим, у вас есть море молекул воды, и вы бросаете туда гидрофоба. Некоторым молекулам воды придется зависнуть вместе с ней – этого не избежать – и поскольку вокруг молекулы воды очень много места, ей придется разорвать некоторые из своих связей вода-вода, чтобы сделать это. А это требует вложений энергии (без получения взамен лучшего сцепления), так что у вас будет + ΔH

.
А теперь представьте, что вы продолжаете капать гидрофобами. Каждый раз, когда молекула воды меняет взаимодействие с водой на взаимодействие с гидрофобом, она должна «тратить энергию», поэтому вы продолжаете накапливать «энтальпийные штрафы».»И теряет возможности связывания – значит, у вас также есть« энтропийные штрафы ». Но если все эти гидрофобы объединятся, меньшему количеству молекул воды придется отказаться от «лучших» возможностей, предлагаемых водой.
Но у гидрофобов нет внутреннего желания собираться вместе – вместо этого молекулы воды вокруг них как бы удерживают их вместе, «протягивая руку» к другим молекулам воды в своей сети (помните, что каждая молекула воды может образовать до 4 Н-связи), они сближаются (вроде того, как поверхностное натяжение может привести к тому, что капли воды останутся сферическими – когда гидрофобы объединяются, молекулы воды высвобождаются из клатратной клетки, что приводит к увеличению энтропии (+ ΔS). И это компенсирует энергию, которую вы должны вложить (ΔH), чтобы разбить отдельные клетки, когда вы их объединяете. Таким образом, гидрофобный эффект обусловлен ЭНТРОПИЕЙ.
Я говорил о гидрофобах как о целых молекулах – но также могут быть молекулы, части которых гидрофобны, а другие гидрофильны (могут образовывать положительное взаимодействие с водой). И это в случае с белками. Эффект гидрофобного исключения фактически является основной движущей силой сворачивания белка.
Белки записываются в виде длинных цепочек «букв», называемых аминокислотами – существует 20 общих аминокислот, и у них есть общий «каркас», поэтому они могут соединяться вместе, а уникальные «боковые цепи» отходят (что-то вроде амулета в амулете браслет).Некоторые из амулетов гидрофобны, и вы можете думать о них как о «футбольных воротах» – если вы можете собрать цели вместе, вам не нужно отводить столько игроков «от игры», чтобы охранять ее.
Когда белки производятся, молекулы воды должны перемещаться, чтобы приспособиться к ним, и это объединяет гидрофобные области (объединяя цели), обычно внутри трехмерной структуры белка. Но вода должна идти на некоторые компромиссы, поэтому остаются доступные гидрофобные участки – разные белки имеют разные уровни такой доступной «гидрофобности»
Мы изучали гидрофобный эффект между водой и одним типом гидрофобных веществ.Но поскольку «все контролирует» вода, она может объединять различные типы гидрофобов, чтобы максимизировать взаимодействия вода-вода и минимизировать взаимодействия вода-гидрофобная область. Таким образом, гидрофобные части разных молекул могут «слипаться» – чтобы мы могли заставить гидрофобные части белка прилипать к гидрофобным гранулам, что является теорией, лежащей в основе хроматографии гидрофобного взаимодействия (HIC).
Это в основном противоположность более распространенной ионообменной хроматографии.Вы все еще заставляете белки избирательно прилипать к маленьким шарикам (смоле) внутри колонки, но вместо того, чтобы заставить белки прилипать к противоположно заряженным шарикам на основе электростатических взаимодействий при низких концентрациях соли, а затем нарушая эти взаимодействия, увеличивая соль, в HIC вы заставляете белки прилипать на основе ГИДРОФОБНОГО ЭФФЕКТА при высоких концентрациях соли, а затем заставляете их «отклеиваться», уменьшая количество соли.
Это связано с идеей ИОННОЙ СИЛЫ, которую мы обсуждали вчера.Если вы хотите узнать об этом больше, посетите http://bit.ly/saltystrangeness
.
Но основная идея состоит в том, что «соль» – это нейтральная комбинация катиона (положительно заряженная частица) и аниона (отрицательно заряженная частица), и когда вы вставляете соль, такую как NaCl, в воду, она не просто растворяется. , он также диссоциирует, что означает, что Na + и Cl- расщепляются. Итак, теперь вместо нейтрального твердого тела вокруг плавает группа заряженных частиц. И это создает своего рода «туман» – анионы болтаются рядом с + заряженными предметами, а катионы – рядом с заряженными предметами, и это защищает заряженные молекулы друг от друга.Таким образом, более высокое содержание соли -> более высокая туманность (ионная сила) -> труднее найти партнеров по специфическому связыванию. Поскольку это нарушает зарядовые («электростатические») взаимодействия, это делает гидрофобные взаимодействия более важными.
Другой способ думать об этом заключается в том, что гидрофобный эффект более выражен при высоких концентрациях определенных солей, потому что соль как бы отвлекает молекулы воды, что оставляет «меньше воды» для сольватации белка – это обнажает гидрофобные области и облегчает процесс водные клетки должны сливаться, чтобы белок мог прилипнуть к гидрофобным группам, прилипшим к смоле.Существуют разные типы смол HIC с разными гидрофобными группами, выступающими на гранулах – однажды я попробовал фенилсефарозную смолу, которая имеет кольцевую структуру, но есть и другие варианты, такие как октил и бутил, которые имеют прямую цепь.
При ионообменной хроматографии вы начинаете с низкого содержания соли, когда электростатические реакции сильнее. Это позволяет заряженным белкам связывать противоположно заряженную смолу (отрицательно заряженные белки связываются с анионообменной колонкой (которая имеет отрицательно заряженную смолу), а положительно заряженные белки связываются с катионообменной колонкой (которая имеет положительно заряженную смолу). ).Затем, когда вы увеличиваете концентрацию соли, вы увеличиваете ионную силу, затуманивая вещи, экранируя партнеров по связыванию и, таким образом, ослабляя электростатические взаимодействия белок-смола. Так как смола никуда не денется, нужно уйти именно белку – он потечет! через колонку и в ожидающий блок или трубку. http://bit.ly/ionexchangechromatography
Мы также используем солевые эффекты в кристаллографии, регулируя концентрацию соли на «соленую» или «соленую», чтобы белки группировались, и вы можете узнать больше об этом здесь: http: // bit.ly / 2PEpwgf
Еще
по упомянутым темам (и другим) # 365DaysOfScience All (со списком тем) 👉 http://bit.ly/2OllAB0
Hydrophobe | Психология вики | Фэндом
Оценка | Биопсихология | Сравнительный | Познавательная | Развивающий | Язык | Индивидуальные различия | Личность | Философия | Социальные |
Методы | Статистика | Клиническая | Образовательная | Промышленное | Профессиональные товары | Мировая психология |
Биологический: Поведенческая генетика · Эволюционная психология · Нейроанатомия · Нейрохимия · Нейроэндокринология · Неврология · Психонейроиммунология · Физиологическая психология · Психофармакология (Указатель, Схема)
Капля росы на гидрофобной поверхности листа
Капли воды на гидрофобной поверхности травы
Hydrophobe (от греческого (гидрос) «вода» и (фобос) «страх») в химия относится к физическому свойству молекулы, которая отталкивается от массы воды.
Гидрофобные молекулы обычно неполярны и поэтому предпочитают другие нейтральные молекулы и неполярные растворители. Гидрофобные молекулы в воде часто группируются вместе. Вода на гидрофобных поверхностях будет иметь большой угол смачивания.
Химический фон []
Согласно термодинамике, материя стремится находиться в низкоэнергетическом состоянии, а связывание снижает химическую энергию. Вода электрически поляризована и способна образовывать водородные связи внутри, что придает ей многие из ее уникальных физических свойств.Но поскольку гидрофобы электрически не поляризованы и не могут образовывать водородные связи, вода отталкивает гидрофобов в пользу связывания с собой. Именно этот эффект вызывает гидрофобное взаимодействие, которое само по себе неправильно названо, поскольку энергетическая сила исходит от гидрофильных молекул. ^[1] Таким образом, две несмешивающиеся фазы (гидрофильная и гидрофобная) изменятся так, что их соответствующая межфазная площадь будет минимальной. Этот эффект можно визуализировать в явлении, называемом разделением фаз.
См. Также []
Гидрофил
Амфифилы
Смачивание
Ссылки []
↑ Госс, К. У. и Р. П. Шварценбах (2003): «Практические правила для оценки равновесного разделения органических соединений: успехи и подводные камни». ЖУРНАЛ ХИМИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ 80 (4): 450-455. [1]
Внешние ссылки []
Гидрофобное взаимодействие в сферически-симметричной водяной бане
Авиль Хаимович
CHE210D Весна 2009 Финал Проект
Сводка
Гидрофобное взаимодействие (HI), пожалуй, самая важная движущая сила живых организмов.В В этой работе я демонстрирую фундаментальную особенность HI: представление о том, что это в основном вызвано средой. Я использую моделирование Монте-Карло, чтобы достичь этой задачи.
Фон
HI по существу описывает ассоциация неполярных молекул в водной среде. По иронии судьбы, в то время как эти молекулы почти инертны в вакууме, они практически связываются в воде. Таким образом, считается, что присутствие воды является основной причиной HI.
Методы моделирования
Сферически-симметричная модель для воды используется тот, который был оптимизирован с помощью многомасштабной относительной энтропии процедура [1].А для гидрофобов используется обычная (метановая) модель. Растворитель взаимодействует с растворенными веществами через правила смешивания Лоренца-Бертело. Моделирование конструкции (периодический) ящик с 216 свободно движущимися молекулами воды. Определенное количество гидрофобные молекулы,, ограничены в центре, и один гидрофобной молекуле позволяют перемещаться вдоль единственной оси (реакция координата интереса). Этот сценарий является простым представлением опосредованного водой ассоциация между парой неполярных молекул, имеющих одинаковый размер разная энергетика.Соответствующий потенциал средней силы оценивается с помощью итеративного метода плоской гистограммы, мультиканонический алгоритм [2]. Это мера HI; что важно, это линейный сочетание прямых взаимодействий между парой (потенциальная энергия) и косвенные взаимодействия среды (свободная энергия).
Результаты и интерпретация
Определенное моделированием демонстрирует колебательное поведение, сравнимое с энергетика с работами, использующими более реалистичные модели воды [3,4].С участием возрастающий (относительный сила стационарного гидрофоба), энергетика становится лишь незначительно более выраженной. В то время как энергетика взаимодействия в свободном пространстве линейно масштабируется с, энергетика масштаба гораздо слабее с. Это связано с тем, что потенциальная энергия между гидрофобными молекулами имеет небольшой вклад в HI. Вдоль те же линии, влияние водной среды на HI становится еще более доминирующим. поскольку гидрофобная пара отделена (учитывая, что внутренняя лунка масштабируется, а внешняя – масштабируется).Это просто объясняется тем, что гидрофобы едва чувствуют друг друга за пределами радиуса Ван-дер-Ваальса. Тем не менее, есть много неуверенности в себе. Его статистику можно значительно улучшить, вызвав более сложный метод плоской гистограммы (т. е. матрица перехода алгоритм). Для последующей работы также будет интересно изучить подробнее реалистичные конфигурации многих тел (например, две неподвижные молекулы, построенные как гантели вместо того, чтобы перекрывать друг друга).
Рисунок: зависимость из на . The верхний график представляет собой разделительное расстояние для нескольких. Каждая кривая сдвинута так, чтобы энергетическая ценность его барьера равна нулю. Для наглядности столбцы ошибок приведены только для (все остальные имеют сопоставимые ошибки). Обратите внимание, что при удвоении обе лунки лишь немного углубляются. Дно На графике представлены обе скважины в разрезе. Показан закон масштабирования для каждого тренда. Для Для сравнения также дана скважина со свободным пространством (Леннард-Джонс). Обратите внимание, что наклон для скважины со свободным пространством существенно круче, чем для двух скважин.
Фильм
Movie.avi
В фильме изображены гидрофобное взаимодействие. Это нулевая итерация (невозмущенный канонический ансамбль) для (гидрофобы энергетически эквивалентны). В молекулы воды серые, а гидрофобные – желтые. Для прозрачность, размер молекул воды уменьшен. Обратите внимание, что движущаяся гидрофобная молекула определяет координату своей реакции по кривой выше.
Исходный код
источник.почтовый индекс
Список литературы
1. Хаимович А., М.С. Shell, Аномальное водоподобное поведение в сферически-симметричные модели воды, оптимизированные по относительной энтропии. Физическая химия Химическая физика, 2009. 11 (12): с. 1901-1915 гг.
2. Берг, Б.А. и T. Neuhaus, Многоканонический ансамбль: новый подход к моделированию фазовые переходы первого рода. Physical Review Letters, 1992. 68 (1): п. 9.
3. Могхаддам, М.С., Шимидзу С., Х.С. Чан, Температурная зависимость трех тел. Гидрофобные взаимодействия: & nbsp; Потенциал средней силы, энтальпии, энтропии, Теплоемкость и неаддитивность. Журнал Американского химического общества, 2005. 127 (1): p. 303-316.
4. Чаплевский, C., et al., Молекулярное происхождение антикооперативности в гидрофобных Ассоциация. The Journal of Physical Chemistry B, 2005. 109 (16): p. 8108-8119.
Комплексообразование циклодекстрин – гидрофоб в ассоциативных полимерах
Мы разрабатываем новый метод, основанный на реологии, для изучения комплексообразования циклодекстринов с гидрофобами в растворах гидрофобно модифицированных ассоциативных полимеров.Ассоциативные полимеры имеют гребнеобразную структуру с гидрофобными группами, случайно прикрепленными к основной цепи полимера. Межмолекулярные взаимодействия между гидрофобными группами образуют временную сеть, приводящую к сгущению растворов полимеров. При добавлении циклодекстринов (ЦД) к раствору гидрофобы инкапсулируются в гидрофобной полости циклодекстринов. Это снижает вязкоупругие свойства раствора полимера на несколько порядков. Мы используем наличие динамического равновесия между CD, адсорбированным на гидрофобах, и свободным CD в растворе, чтобы разработать изотерму адсорбции типа Ленгмюра на основе реологии для оценки константы связывания для молекулярного комплексообразования.Модель основана на предположении, что количество адсорбированного CD пропорционально уменьшению модуля упругости раствора полимера из-за инкапсуляции сетевых переходов посредством CD. Влияние температуры на константу связывания изучается для оценки энтальпии и энтропии комплексообразования. Эксперименты проводятся как с α-, так и с β-CD при различных концентрациях полимера и температурах, чтобы оценить относительную силу связывания CD. При данной температуре и концентрации полимера α-ЦД имеет более низкую константу связывания по сравнению с таковой β-ЦД, что указывает на более высокое сродство α-ЦД к адсорбции на гидрофобах.Поскольку α-ЦД имеют меньший размер кольца, они могут плотно прилегать к гидрофобам, и ассоциация приводит к более высокому изменению энтальпии и энтропии.
У вас есть доступ к этой статье
Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова? .