1. خاصية التبلل (القيمة المطلوبة لـ HLB: 7-9)
يشير التبلل إلى ظاهرة استبدال الغاز الممتص على سطح صلب بسائل. وتسمى المواد التي تعزز هذه القدرة على الاستبدال عوامل التبلل. وينقسم التبلل عموماً إلى ثلاثة أنواع: التبلل بالتماس (التبلل بالالتصاق)، والتبلل بالغمر (التبلل بالاختراق)، والتبلل بالانتشار (الانتشار).
ومن بين هذه المعايير، يعتبر الانتشار هو المعيار الأعلى للترطيب، ويستخدم معامل الانتشار بشكل شائع كمؤشر لأداء الترطيب بين الأنظمة.
بالإضافة إلى ذلك، تعد زاوية التلامس أيضًا معيارًا لتقييم فعالية التبلل.
يمكن استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي للتحكم في درجة التبلل بين السوائل والمواد الصلبة.
في صناعة المبيدات، تحتوي بعض الحبيبات والمساحيق المستخدمة في الرش على كميات معينة من المواد الفعالة سطحياً. وتهدف هذه المواد إلى تحسين التصاق المادة الفعالة وترسيبها على السطح المعالج، وتعزيز معدل إطلاق المكونات الفعالة ومساحة انتشارها في الظروف الرطبة، وتحسين فعالية الوقاية من الأمراض ومكافحتها.
في صناعة مستحضرات التجميل، وباعتباره مستحلبًا، فهو عنصر لا غنى عنه في منتجات العناية بالبشرة مثل الكريمات والمستحضرات والمنظفات ومزيلات المكياج.
2. عمليات الرغوة وإزالة الرغوة
تُستخدم المواد الفعالة بالسطح على نطاق واسع في صناعة الأدوية. ففي تركيبات الأدوية، يمكن للعديد من الأدوية قليلة الذوبان، مثل الزيوت الطيارة والسليلوز القابل للذوبان في الدهون والهرمونات الستيرويدية، أن تُشكّل محاليل شفافة وتزيد من تركيزها بفضل تأثير المواد الفعالة بالسطح في إذابتها.
تُعدّ المواد الخافضة للتوتر السطحي ضرورية في تحضير المستحضرات الصيدلانية، فهي تعمل كمستحلبات، وعوامل ترطيب، وعوامل تعليق، وعوامل تكوين رغوة، وعوامل إزالة رغوة. تتكون الرغوة من غاز محصور بغشاء سائل رقيق. تستطيع بعض المواد الخافضة للتوتر السطحي تكوين أغشية ذات قوة معينة مع الماء، حيث تحبس الهواء لتكوين رغوة تُستخدم في تعويم المعادن، وإطفاء الحرائق بالرغوة، والتنظيف. تُسمى هذه المواد بعوامل تكوين الرغوة.
أحيانًا تكون هناك حاجة إلى مواد مضادة للرغوة. ففي تكرير السكر وإنتاج الأدوية الصينية التقليدية، قد تُسبب الرغوة الزائدة مشاكل. لذا، فإن إضافة المواد الفعالة بالسطح المناسبة تُقلل من قوة الطبقة الرقيقة، وتُزيل الفقاعات، وتمنع الحوادث.
3. آلية التعليق (تثبيت التعليق)
في صناعة المبيدات، تتطلب المساحيق القابلة للبلل، والمُركّزات القابلة للاستحلاب، والمستحلبات المُركّزة كميات مُحددة من المواد الخافضة للتوتر السطحي. ولأن العديد من المكونات النشطة في المساحيق القابلة للبلل هي مركبات عضوية كارهة للماء، فإن المواد الخافضة للتوتر السطحي ضرورية لتقليل التوتر السطحي للماء، مما يُتيح ترطيب جزيئات الدواء وتكوين مُعلقات مائية.
تُستخدم المواد الفعالة بالسطح في عملية تعويم المعادن لتحقيق استقرار المعلق. من خلال التحريك وضخ الهواء من قاع الخزان، تتجمع الفقاعات الحاملة لمسحوق المعادن الفعال على السطح، حيث يتم جمعها وإزالة الرغوة منها لتركيزها، مما يؤدي إلى إثراء المادة. أما الرمل والطين والصخور الخالية من المعادن فتبقى في القاع ويتم إزالتها دوريًا.
عندما يُغطى 5% من سطح الرمل المعدني بمادة مُجمِّعة، تصبح هذه المادة كارهة للماء وتلتصق بالفقاعات، فتصعد إلى السطح ليتم تجميعها. ويتم اختيار المادة المُجمِّعة المناسبة بحيث تلتصق مجموعاتها المحبة للماء بسطح الرمل المعدني فقط، بينما تواجه مجموعاتها الكارهة للماء الماء.
4. التطهير والتعقيم
في صناعة الأدوية، يمكن استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي كمبيدات للجراثيم ومطهرات. وتنتج تأثيراتها في التطهير والتعقيم عن تفاعلات قوية مع بروتينات الأغشية الحيوية البكتيرية، مما يؤدي إلى تغيير طبيعتها أو فقدان وظيفتها.
تتميز هذه المطهرات بذوبانها العالي في الماء ويمكن استخدامها بتراكيز متفاوتة من أجل:
تطهير الجلد قبل الجراحة
تطهير الجروح أو الأغشية المخاطية
تعقيم الأدوات
·التطهير البيئي
5. فعالية التنظيف والتعقيم
تُعد إزالة بقع الشحوم عملية معقدة تتعلق بالترطيب والرغوة والإجراءات الأخرى المذكورة آنفاً.
تحتوي المنظفات عادةً على مكونات مساعدة متعددة من أجل:
• تعزيز ترطيب الجسم المراد تنظيفه
توليد الرغوة
·يوفر تأثيرات تفتيح البشرة
منع إعادة ترسب الأوساخ
تتم عملية تنظيف المواد الفعالة بالسطح كمكون رئيسي على النحو التالي:
يتميز الماء بتوتر سطحي عالٍ وقدرة ضعيفة على ترطيب البقع الزيتية، مما يجعل إزالتها صعبة. بعد إضافة المواد الفعالة سطحياً، تتجه مجموعاتها الكارهة للماء نحو أسطح الأقمشة والأوساخ الممتصة، فتفصل الملوثات تدريجياً. تبقى الأوساخ معلقة في الماء أو تطفو على السطح مع الرغوة قبل إزالتها، بينما يُغطى السطح النظيف بجزيئات المادة الفعالة سطحياً.
وأخيراً، تجدر الإشارة إلى أن المواد الخافضة للتوتر السطحي لا تعمل من خلال آلية واحدة، بل غالباً من خلال التأثير المشترك لعوامل متعددة.
فعلى سبيل المثال، في صناعة الورق، يمكن أن تُستخدم على النحو التالي:
عوامل الطهي
· عوامل إزالة الحبر من الورق المستعمل
عوامل التحجيم
عوامل التحكم في العوائق المصنوعة من الراتنج
مزيلات الرغوة
مُنعمات الأقمشة
عوامل مضادة للكهرباء الساكنة
مثبطات الترسبات
عوامل التليين
عوامل إزالة الشحوم
·مبيدات البكتيريا ومبيدات الطحالب
مثبطات التآكل
تاريخ النشر: 19 سبتمبر 2025