Malsekiga efiko, postulo: HLB: 7-9
Malsekigo estas difinita kiel la fenomeno, kie la gaso adsorbita sur solida surfaco estas delokigita de likvaĵo. Substancoj, kiuj povas plibonigi ĉi tiun delokigan kapaciton, nomiĝas malsekigiloj. Malsekigo estas ĝenerale klasifikita en tri tipojn: kontakta malsekigo (adhera malsekigo), merga malsekigo (merga malsekigo) kaj disvastiĝa malsekigo (disvastiĝo). Inter ĉi tiuj, disvastiĝo reprezentas la plej altan normon de malsekigo, kaj la disvastiĝa koeficiento ofte estas uzata kiel indikilo por taksi la malsekigan rendimenton inter malsamaj sistemoj. Krome, la kontakta angulo ankaŭ estas kriterio por juĝi la kvaliton de malsekigo. Surfaktantoj povas esti uzataj por kontroli la gradon de malsekigo inter likvaj kaj solidaj fazoj.
En la pesticida industrio, iuj granulaj formuloj kaj polvokovreblaj pulvoroj ankaŭ enhavas certan kvanton da surfaktantoj. Ilia celo estas plibonigi la adheron kaj deponan kvanton de la pesticido sur la cela surfaco, akceli la liberigan rapidecon kaj vastigi la disvastiĝan areon de la aktivaj ingrediencoj sub humidaj kondiĉoj, tiel plibonigante la efikecon de malsanpreventado kaj kuracado.
En la kosmetika industrio, surfaktantoj agas kiel emulsiigiloj kaj estas nemalhaveblaj komponantoj en haŭtflegadaj produktoj kiel kremoj, locioj, vizaĝpurigiloj kaj ŝminkforigiloj.
Miceloj kaj Solubiligo,postuloj: C > CMC (HLB 13–18)
La minimuma koncentriĝo ĉe kiu surfaktantaj molekuloj kuniĝas por formi miceleojn. Kiam la koncentriĝo superas la CMC-valoron, surfaktantaj molekuloj aranĝas sin en strukturojn kiel sferaj, bastonformaj, lamenformaj aŭ platformaj konfiguracioj.
Solubiligaj sistemoj estas termodinamikaj ekvilibraj sistemoj. Ju pli malalta la CMC kaj ju pli alta la grado de asociiĝo, des pli granda la maksimuma aldonaĵa koncentriĝo (MAC). La efiko de temperaturo sur solubiligon speguliĝas en tri aspektoj: ĝi influas micelan formadon, la solveblecon de solubiligitaj substancoj, kaj la solveblecon de surfaktantoj mem. Ĉe jonaj surfaktantoj, ilia solvebleco akre pliiĝas kun altiĝanta temperaturo, kaj la temperaturo ĉe kiu ĉi tiu subita pliiĝo okazas nomiĝas la Krafft-punkto. Ju pli alta la Krafft-punkto, des pli malalta la kritika micela koncentriĝo.
Ĉe polioksietilenaj nejonaj surfaktantoj, kiam la temperaturo altiĝas al certa nivelo, ilia solvebleco akre malaltiĝas kaj okazas precipitaĵo, kaŭzante malklarecon de la solvaĵo. Ĉi tiu fenomeno estas konata kiel nebuliĝo, kaj la koresponda temperaturo nomiĝas la nubpunkto. Ĉe surfaktantoj kun la sama polioksietilena ĉenlongo, ju pli longa la hidrokarbona ĉeno, des pli malalta la nubpunkto; male, kun la sama hidrokarbona ĉenlongo, ju pli longa la polioksietilena ĉeno, des pli alta la nubpunkto.
Nepolusaj organikaj substancoj (ekz., benzeno) havas tre malaltan solveblecon en akvo. Tamen, aldono de surfaktantoj kiel natria oleato povas signife plibonigi la solveblecon de benzeno en akvo - procezo nomata solubiligo. Solubiligo estas malsama ol ordinara dissolvo: la solubiligita benzeno ne estas unuforme disigita en akvomolekuloj sed kaptita ene de la miceleoj formitaj de oleataj jonoj. Studoj per rentgen-difrakto konfirmis, ke ĉiuj specoj de miceleoj disetendiĝas je diversaj gradoj post solubiligo, dum la koligativaj ecoj de la tuta solvaĵo restas plejparte senŝanĝaj.
Dum la koncentriĝo de surfaktantoj en akvo pliiĝas, surfaktantaj molekuloj akumuliĝas sur la likva surfaco por formi dense pakitan, orientitan monomolekulan tavolon. Troaj molekuloj en la ĉefa fazo agregiĝas kun siaj hidrofobaj grupoj direktitaj internen, formante miceleojn. La minimuma koncentriĝo necesa por komenci la formadon de miceleoj estas difinita kiel la kritika micela koncentriĝo (KAM). Ĉe ĉi tiu koncentriĝo, la solvaĵo devias de ideala konduto, kaj klara fleksa punkto aperas sur la kurbo de surfaca tensio kontraŭ koncentriĝo. Plua pliigo de la surfaktanta koncentriĝo jam ne reduktos la surfacan tension; anstataŭe, ĝi antaŭenigos la kontinuan kreskon kaj multiplikon de miceleoj en la ĉefa fazo.
Kiam surfaktantaj molekuloj disiĝas en solvaĵo kaj atingas specifan koncentriĝsojlon, ili asociiĝas el individuaj monomeroj (jonoj aŭ molekuloj) en koloidajn agregaĵojn nomitajn miceloj. Ĉi tiu transiro ekigas subitajn ŝanĝojn en la fizikaj kaj kemiaj ecoj de la solvaĵo, kaj la koncentriĝo ĉe kiu tio okazas estas la CMC. La procezo de micelformado estas nomata miceligo.
La formado de miceleoj en akvaj surfaktantaj solvaĵoj estas koncentriĝ-dependa procezo. En ekstreme diluitaj solvaĵoj, akvo kaj aero estas preskaŭ en rekta kontakto, do la surfaca tensio malpliiĝas nur iomete, restante proksima al tiu de pura akvo, kun tre malmultaj surfaktantaj molekuloj disigitaj en la ĉefa fazo. Dum la surfaktanta koncentriĝo modere pliiĝas, molekuloj rapide adsorbiĝas sur la akvosurfacon, reduktante la kontaktareon inter akvo kaj aero kaj kaŭzante akran falon de surfaca tensio. Dume, kelkaj surfaktantaj molekuloj en la ĉefa fazo agregiĝas kun siaj hidrofobaj grupoj vicigitaj, formante malgrandajn miceleojn.
Dum la koncentriĝo daŭre pliiĝas kaj la solvaĵo atingas saturiĝan adsorbadon, dense pakita monomolekula filmo formiĝas sur la likva surfaco. Kiam la koncentriĝo atingas la CMC-on, la surfaca tensio de la solvaĵo atingas sian minimuman valoron. Preter la CMC, plua pliigo de la surfaktant-koncentriĝo apenaŭ influas la surfacan tension; anstataŭe, ĝi pliigas la nombron kaj grandecon de miceleoj en la ĉefa fazo. La solvaĵo estas tiam dominata de miceleoj, kiuj servas kiel mikroreaktoroj en la sintezo de nanopulvoroj. Kun daŭra pliiĝo de la koncentriĝo, la sistemo iom post iom transiras al likva kristala stato.
Kiam la koncentriĝo de akva surfaktanta solvaĵo atingas la CMC-on, la formado de miceleoj fariĝas elstara kun kreskanta koncentriĝo. Ĉi tio karakteriziĝas per fleksa punkto en la kurbo de surfaca tensio kontraŭ logaritma koncentriĝo (γ–log c-kurbo), kune kun la apero de neidealaj fizikaj kaj kemiaj ecoj en la solvaĵo.
Jonaj surfaktant-miceleoj portas altajn surfacajn ŝargojn. Pro elektrostatika altiro, kontraŭjonoj estas altiritaj al la micela surfaco, neŭtraligante parton de la pozitivaj kaj negativaj ŝargoj. Tamen, post kiam la miceleoj formas tre ŝargitajn strukturojn, la malrapidiga forto de la jona atmosfero formita de kontraŭjonoj signife pliiĝas - eco, kiu povas esti ekspluatata por ĝustigi la disperseblecon de nanopulvoroj. Pro ĉi tiuj du kialoj, la ekvivalenta konduktiveco de la solvaĵo rapide malpliiĝas kun kreskanta koncentriĝo preter la CMC, igante ĉi tiun punkton fidinda metodo por determini la kritikan micelan koncentriĝon de surfaktant-oj.
La strukturo de jonaj surfaktantaj miceleoj estas tipe sfera, konsistanta el tri partoj: kerno, ŝelo, kaj difuza elektra duobla tavolo. La kerno konsistas el hidrofobaj hidrokarbonaj ĉenoj, similaj al likvaj hidrokarbonoj, kun diametro varianta de proksimume 1 ĝis 2,8 nm. La metilenaj grupoj (-CH₂-) apud la polusaj kapgrupoj posedas partan polusecon, retenante kelkajn akvomolekulojn ĉirkaŭ la kerno. Tiel, la micela kerno enhavaskonsiderinda kvanto da kaptita akvo, kaj ĉi tiuj -CH₂- grupoj ne estas plene integritaj en la likvaĵ-similan hidrokarbonan kernon sed anstataŭe formas parton de la nelikva micela ŝelo.
La micela ŝelo ankaŭ konatas kiel la micelo-akva interfaco aŭ la surfaca fazo. Ĝi ne rilatas al la makroskopa interfaco inter miceleoj kaj akvo, sed prefere al la regiono inter miceleoj kaj la monomera akva surfaktant-solvaĵo. Ĉe jonaj surfaktant-miceleoj, la ŝelo estas formita de la plej interna tavolo de Stern (aŭ fiksa adsorba tavolo) de la elektra duobla tavolo, kun dikeco de ĉirkaŭ 0,2 ĝis 0,3 nm. La ŝelo enhavas ne nur la jonajn ĉefgrupojn de surfaktant-oj kaj parton de ligitaj kontraŭjonoj, sed ankaŭ hidratigan tavolon pro la hidratigo de ĉi tiuj jonoj. La micela ŝelo ne estas glata surfaco, sed prefere "malglata" interfaco, rezulto de fluktuoj kaŭzitaj de la termika moviĝo de surfaktant-monomeraj molekuloj.
En ne-akvaj (oleobazitaj) medioj, kie superregas oleomolekuloj, la hidrofilaj grupoj de surfaktantoj agregiĝas internen por formi polusan kernon, dum la hidrofobaj hidrokarbonaj ĉenoj formas la eksteran ŝelon de la micelo. Ĉi tiu tipo de micelo havas inversan strukturon kompare kun konvenciaj akvaj miceleoj kaj tial nomiĝas inversa micelo; kontraste, miceleoj formitaj en akvo estas nomataj normalaj miceleoj. Figuro 4 montras skeman modelon de inversaj miceleoj formitaj de surfaktantoj en ne-akvaj solvaĵoj. En la lastaj jaroj, inversaj miceleoj estis vaste uzataj en la sintezo kaj preparado de nanoskalaj medikamentportiloj, precipe por la enkapsuligo de hidrofilaj medikamentoj.
Afiŝtempo: 26-a de decembro 2025