zsmk-neft.ru

Гидрофобный что такое: Гидрофобность — Что такое Гидрофобность?

02.08.2023
/
By alexxlab
/
0 Comment

Гидрофобность | это… Что такое Гидрофобность?

Капелька росы на гидрофобной поверхности листа

Капля воды на гидрофобной поверхности травы

Гидрофобность (от др.-греч. ὕδωρ — вода 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

  • 1 Химические основы
  • 2 Сверхгидрофобность
  • 3 См. также
  • 4 Примечания
  • 5 Ссылки

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 V
5+ 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

  • Гидрофильность
  • Флотация

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

  • Webtool to calculate and plot the hydrophobicity of proteins.
  • Hydrophobicity applied — hydrophobic interaction chromatography (dutch)

Что такое гидрофобный пух | День сурка

Статья-обзор о свойствах пуха: плюсы, минусы, современные достижения в обработке изделий. Чем гидрофобный пух отличается от обычного и где применяется.

  1. Как пух согревает
  2. Как влага воздействует на пух
  3. Как получают гидрофобный пух
  4. Где применяется водостойкий пух

До появления синтетических утеплителей основным наполнителем в зимних куртках и спальниках служил натуральный пух.


На сегодняшний день именно пух (по сравнению со всеми известными легкими утеплителями, не принимая в расчет натуральный мех) максимально эффективно сохраняет тепло, вырабатываемое человеком. Непревзойденная легкость этого природного материала служит предметом зависти для всех изобретателей синтетических утеплителей. Однако, у этого функционального и долговечного материала есть один существенный недостаток – пух боится воды. Усовершенствованный тип водостойкого пуха обладает необходимыми свойствами по устойчивости к влаге. В этой статье разберемся в преимуществах гидрофобного пуха.

Как пух согревает

Принцип работы утеплителей заключается в удерживании теплого воздуха, который образует тело человека. Именно воздух, заключенный внутри рыхлого утепляющего материала, наделен низкой теплопроводностью, то есть, попросту говоря, не позволяет теплу рассеиваться. Хорошие «зрелые» и упругие пушинки имеют сильно разветвленную систему тончайших ворсинок. Такая структура способна удержать большое количество воздуха.

К тому же, сама пушинка имеет крайне низкий вес. Легкий и объемный материал, долговечный и способный быстро расправляться после различных сжатий, — это и есть идеальный утеплитель, то есть пух.

Как влага воздействует на пух

Осадки, конденсация и пот заставляют микроворсинки пуха слипаться, что сильно влияет на объем воздуха, удерживаемый пухом. Даже тонкая струйка воды способна легко проникать внутрь пуха, свободно течь по ворсинкам, оставляя мельчайшие капельки на их поверхности. Намокший пух превращается в комок, совсем перестает согревать. А высыхает пух довольно долго, не менее суток при условии сухой и ветреной погоды.

На протяжении многих лет производители пуховых спальников и курток защищали натуральный утеплитель от дождей и влаги с помощью внешних водонепроницаемых (часто мембранных) материалов. Это хороший вариант, однако, он не помогает в ситуациях, когда человек потеет, и влажные испарения все равно проникают внутрь пухового наполнителя. Да и часто в спорте и активном отдыхе не малое значение имеет вес одежды и снаряжения.

Любители легких и теплых вещей хотят какую-то более невесомую защиту от влаги, чем достаточно тяжелые мембранные ткани.

Как получают гидрофобный пух

«Гидрофобный» означает невосприимчивый, стойкий к влаге, а в нашем случае – способный согревать даже во влажной среде.
Водостойкий (гидрофобный) пух обрабатывается на молекулярном уровне специальным стойким водоотталкивающим покрытием DWR. Оно наносится на пух на стадии очистки еще до того, как утеплитель попадает внутрь курток и спальников. Водостойкое наномолекулярное покрытие не создает ощутимой прибавки веса для пуха и не слепляет ворсинки пуха между собой. То есть

гидрофобный пух (на примере Marmot Down Defender) наделен следующими преимуществами:

  • Остается сухим и объемным в десять раз дольше, чем обычный пух.
  • Имеет малый вес.
  • Удерживает на 150% больше воздуха, чем классический пух во влажном состоянии.
  • Высыхает на 30% быстрее.
  • Безопасен для здоровья взрослых людей и детей.
  • Экологичен.
  • Соответствует европейскому стандарту качества Bluesign.

Такое покрытие довольно устойчиво к стиркам (разные производители указывают от 10 до более 20 циклов стирок, которые способен выдержать их водостойкий пух). Также существуют специальные средства для стирки пуха, способные поддерживать и даже восстанавливать гидрофобные свойства натурального наполнителя.

Где применяется водостойкий пух

Гидрофобный пух с успехом используется в городских пуховиках, что актуально при переменчивой погоде, во время мягких зим и межсезонья. Спортсмены и любители активного отдыха на природе отдают предпочтение легким пуховикам и спальникам с водостойким пухом, поскольку такие изделия более практичны в походных условиях, не боятся влаги, согревают и во влажном виде, быстрее высыхают.

Мужские пуховики купить

Женские пуховики купить

Нам будет приятно, если Вы расскажете о нашей статье друзьям.

Определение

в кембриджском словаре английского языка

Примеры гидрофобных

гидрофобных

Поскольку трифторметильные группы гидрофобны , они помогают лекарству проникать в организм и достигать места действия.

Из Phys.Org