Effett ta' tixrib, rekwiżit: HLB: 7-9
It-tixrib huwa definit bħala l-fenomenu fejn il-gass assorbit fuq wiċċ solidu jiġi spostat minn likwidu. Sustanzi li jistgħu jtejbu din il-kapaċità ta' spostament jissejħu aġenti tat-tixrib. It-tixrib ġeneralment huwa kkategorizzat fi tliet tipi: tixrib bil-kuntatt (tixrib adeżiv), tixrib bl-immersjoni (tixrib immersiv), u tixrib bit-tixrid (spreading). Fost dawn, it-tixrid jirrappreżenta l-ogħla standard ta' tixrib, u l-koeffiċjent tat-tixrid ħafna drabi jintuża bħala indikatur biex tiġi evalwata l-prestazzjoni tat-tixrib bejn sistemi differenti. Barra minn hekk, l-angolu tal-kuntatt huwa wkoll kriterju biex tiġi ġġudikata l-kwalità tat-tixrib. Is-surfactants jistgħu jintużaw biex jikkontrollaw il-grad ta' tixrib bejn il-fażijiet likwidi u solidi.
Fl-industrija tal-pestiċidi, xi formulazzjonijiet granulari u trabijiet li jistgħu jitfarrku fihom ukoll ċertu ammont ta' surfactants. L-iskop tagħhom huwa li jtejbu l-adeżjoni u l-ammont ta' depożizzjoni tal-pestiċida fuq il-wiċċ fil-mira, jaċċelleraw ir-rata ta' rilaxx u jespandu ż-żona ta' tixrid tal-ingredjenti attivi f'kundizzjonijiet umdi, u b'hekk itejbu l-effikaċja tal-prevenzjoni u t-trattament tal-mard.
Fl-industrija tal-kosmetiċi, is-surfactants jaġixxu bħala emulsifikanti u huma komponenti indispensabbli fi prodotti għall-kura tal-ġilda bħal kremi, lozjonijiet, cleansers tal-wiċċ u tneħħija tal-makeup.
Miċelli u Solubilizzazzjoni,rekwiżiti: C > CMC (HLB 13–18)
Il-konċentrazzjoni minima li fiha l-molekuli tas-surfactant jassoċjaw ruħhom biex jiffurmaw miċelli. Meta l-konċentrazzjoni taqbeż il-valur tas-CMC, il-molekuli tas-surfactant jirranġaw lilhom infushom fi strutturi bħal konfigurazzjonijiet sferiċi, bħal vireg, lamellari, jew bħal pjanċa.
Sistemi ta' solubilizzazzjoni huma sistemi ta' ekwilibriju termodinamiku. Iktar ma jkun baxx is-CMC u iktar ma jkun għoli l-grad ta' assoċjazzjoni, iktar tkun kbira l-konċentrazzjoni massima tal-addittiv (MAC). L-effett tat-temperatura fuq is-solubilizzazzjoni huwa rifless fi tliet aspetti: jinfluwenza l-formazzjoni tal-miċelli, is-solubbiltà tas-solubilizzati, u s-solubbiltà tas-surfactants infushom. Għas-surfactants joniċi, is-solubbiltà tagħhom tiżdied sew maż-żieda fit-temperatura, u t-temperatura li fiha sseħħ din iż-żieda f'daqqa tissejjaħ il-punt Krafft. Iktar ma jkun għoli l-punt Krafft, iktar tkun baxxa l-konċentrazzjoni kritika tal-miċelli.
Għal surfactants mhux joniċi tal-poliossietilene, meta t-temperatura titla' għal ċertu livell, is-solubilità tagħhom tinżel sew u sseħħ preċipitazzjoni, u b'hekk is-soluzzjoni ssir imdardra. Dan il-fenomenu huwa magħruf bħala sħaba, u t-temperatura korrispondenti tissejjaħ il-punt tas-sħaba. Għal surfactants bl-istess tul tal-katina tal-poliossietilene, iktar ma tkun twila l-katina tal-idrokarburi, iktar ikun baxx il-punt tas-sħaba; bil-maqlub, bl-istess tul tal-katina tal-idrokarburi, iktar ma tkun twila l-katina tal-poliossietilene, iktar ikun għoli l-punt tas-sħaba.
Sustanzi organiċi mhux polari (eż., benżin) għandhom solubilità baxxa ħafna fl-ilma. Madankollu, iż-żieda ta' surfactants bħal oleat tas-sodju tista' ttejjeb b'mod sinifikanti s-solubilità tal-benżin fl-ilma—proċess imsejjaħ solubilizzazzjoni. Is-solubilizzazzjoni hija distinta mid-dissoluzzjoni ordinarja: il-benżin solubilizzat mhux imxerred b'mod uniformi fil-molekuli tal-ilma iżda maqbud fil-miċelli ffurmati minn joni tal-oleat. Studji ta' diffrazzjoni bir-raġġi-X ikkonfermaw li t-tipi kollha ta' miċelli jespandu fi gradi differenti wara s-solubilizzazzjoni, filwaqt li l-proprjetajiet kolligattivi tas-soluzzjoni ġenerali jibqgħu fil-biċċa l-kbira l-istess.
Hekk kif il-konċentrazzjoni tas-surfactants fl-ilma tiżdied, il-molekuli tas-surfactants jakkumulaw fuq il-wiċċ tal-likwidu biex jiffurmaw saff monomolekulari ppakkjat mill-qrib u orjentat. Il-molekuli żejda fil-fażi tal-massa jinġemgħu flimkien bil-gruppi idrofobiċi tagħhom iħarsu 'l ġewwa, u jiffurmaw miċelli. Il-konċentrazzjoni minima meħtieġa biex tinbeda l-formazzjoni tal-miċelli hija definita bħala l-konċentrazzjoni kritika tal-miċelli (CMC). F'din il-konċentrazzjoni, is-soluzzjoni tiddevja mill-imġiba ideali, u jidher punt ta' inflessjoni distint fuq il-kurva tat-tensjoni tal-wiċċ vs. konċentrazzjoni. Iż-żieda ulterjuri tal-konċentrazzjoni tas-surfactants ma tibqax tnaqqas it-tensjoni tal-wiċċ; minflok, tippromwovi t-tkabbir u l-multiplikazzjoni kontinwi tal-miċelli fil-fażi tal-massa.
Meta l-molekuli tas-surfactant jinfirxu f'soluzzjoni u jilħqu limitu ta' konċentrazzjoni speċifiku, dawn jassoċjaw ruħhom minn monomeri individwali (joni jew molekuli) f'aggregati kollojdali msejħa miċelli. Din it-tranżizzjoni twassal għal bidliet f'daqqa fil-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tas-soluzzjoni, u l-konċentrazzjoni li fiha dan iseħħ hija s-CMC. Il-proċess tal-formazzjoni tal-miċelli jissejjaħ miċellizzazzjoni.
Il-formazzjoni ta' miċelli f'soluzzjonijiet akweji ta' surfactant hija proċess dipendenti fuq il-konċentrazzjoni. F'soluzzjonijiet estremament dilwiti, l-ilma u l-arja huma kważi f'kuntatt dirett, għalhekk it-tensjoni tal-wiċċ tonqos biss ftit, u tibqa' qrib dik tal-ilma pur, bi ftit molekuli ta' surfactant imxerrda fil-fażi tal-massa. Hekk kif il-konċentrazzjoni tas-surfactant tiżdied moderatament, il-molekuli jassorbu malajr fuq il-wiċċ tal-ilma, u b'hekk inaqqsu ż-żona ta' kuntatt bejn l-ilma u l-arja u jikkawżaw tnaqqis qawwi fit-tensjoni tal-wiċċ. Sadanittant, xi molekuli ta' surfactant fil-fażi tal-massa jingħaqdu flimkien mal-gruppi idrofobiċi tagħhom allinjati, u jiffurmaw miċelli żgħar.
Hekk kif il-konċentrazzjoni tkompli tiżdied u s-soluzzjoni tilħaq l-assorbiment tas-saturazzjoni, jifforma film monomolekulari ppakkjat b'mod dens fuq il-wiċċ tal-likwidu. Meta l-konċentrazzjoni tilħaq is-CMC, it-tensjoni tal-wiċċ tas-soluzzjoni tilħaq il-valur minimu tagħha. Lil hinn mis-CMC, iż-żieda ulterjuri fil-konċentrazzjoni tas-surfactant bilkemm taffettwa t-tensjoni tal-wiċċ; minflok, iżżid in-numru u d-daqs tal-miċelli fil-fażi tal-massa. Is-soluzzjoni mbagħad tkun iddominata mill-miċelli, li jservu bħala mikroreatturi fis-sintesi tat-trab nano. Biż-żieda kontinwa fil-konċentrazzjoni, is-sistema tittrasforma gradwalment għal stat kristallin likwidu.
Meta l-konċentrazzjoni ta' soluzzjoni ta' surfactant akweju tilħaq is-CMC, il-formazzjoni ta' miċelli ssir prominenti biż-żieda fil-konċentrazzjoni. Dan huwa kkaratterizzat minn punt ta' inflessjoni fil-kurva tat-tensjoni tal-wiċċ kontra l-konċentrazzjoni logaritmika (kurva γ–log c), flimkien mal-emerġenza ta' proprjetajiet fiżiċi u kimiċi mhux ideali fis-soluzzjoni.
Il-miċelli tas-surfactants joniċi jġorru karigi għoljin fil-wiċċ. Minħabba l-attrazzjoni elettrostatika, il-kontrojoni huma attirati lejn il-wiċċ tal-miċelli, u jinnewtralizzaw parti mill-karigi pożittivi u negattivi. Madankollu, ladarba l-miċelli jiffurmaw strutturi ċċarġjati ħafna, il-forza ta' ritardament tal-atmosfera jonika ffurmata mill-kontrojoni tiżdied b'mod sinifikanti—proprjetà li tista' tiġi sfruttata biex taġġusta d-dispersibilità tat-trabijiet nano. Għal dawn iż-żewġ raġunijiet, il-konduttività ekwivalenti tas-soluzzjoni tonqos malajr biż-żieda tal-konċentrazzjoni lil hinn mis-CMC, u dan jagħmel dan il-punt metodu affidabbli biex tiġi ddeterminata l-konċentrazzjoni kritika tal-miċelli tas-surfactants.
L-istruttura tal-miċelli tas-surfactant joniku hija tipikament sferika, u tikkonsisti fi tliet partijiet: qalba, qoxra, u saff doppju elettriku diffus. Il-qalba hija magħmula minn ktajjen ta' idrokarburi idrofobiċi, simili għall-idrokarburi likwidi, b'dijametru li jvarja minn madwar 1 sa 2.8 nm. Il-gruppi tal-metilin (-CH₂-) biswit il-gruppi tar-ras polari għandhom polarità parzjali, u jżommu xi molekuli tal-ilma madwar il-qalba. Għalhekk, il-qalba tal-miċelli fihaammont konsiderevoli ta' ilma maqbud, u dawn il-gruppi -CH₂- mhumiex integrati għalkollox fil-qalba tal-idrokarburi li tixbaħ likwidu iżda minflok jiffurmaw parti mill-qoxra tal-miċella mhux likwida.
Il-qoxra tal-miċelle hija magħrufa wkoll bħala l-interfaċċja miċelle-ilma jew il-fażi tal-wiċċ. Ma tirreferix għall-interfaċċja makroskopika bejn il-miċelli u l-ilma iżda pjuttost għar-reġjun bejn il-miċelli u s-soluzzjoni monomerika akwea tas-surfactant. Għal miċelli tas-surfactant joniku, il-qoxra hija ffurmata mis-saff Stern l-aktar intern (jew is-saff ta' adsorbiment fiss) tas-saff doppju elettriku, bi ħxuna ta' madwar 0.2 sa 0.3 nm. Il-qoxra fiha mhux biss il-gruppi tar-ras jonika tas-surfactants u porzjon ta' kontrojoni marbuta iżda wkoll saff ta' idratazzjoni minħabba l-idratazzjoni ta' dawn il-joni. Il-qoxra tal-miċelle mhijiex wiċċ lixx iżda pjuttost interfaċċja "mhux maħduma", riżultat ta' varjazzjonijiet ikkawżati mill-moviment termali tal-molekuli monomeriċi tas-surfactant.
F'mezzi mhux akweji (ibbażati fuq iż-żejt), fejn jippredominaw il-molekuli taż-żejt, il-gruppi idrofiliċi tas-surfactants jinġemgħu 'l ġewwa biex jiffurmaw qalba polari, filwaqt li l-katini idrokarburiċi idrofobiċi jiffurmaw il-qoxra ta' barra tal-miċella. Dan it-tip ta' miċella għandu struttura inversa meta mqabbla mal-miċelli akweji konvenzjonali u għalhekk jissejjaħ miċella inversa; għall-kuntrarju, il-miċelli ffurmati fl-ilma jissejħu miċelli normali. Il-Figura 4 turi mudell skematiku ta' miċelli inversi ffurmati minn surfactants f'soluzzjonijiet mhux akweji. Fi snin reċenti, il-miċelli inversi ntużaw ħafna fis-sintesi u l-preparazzjoni ta' trasportaturi ta' drogi fuq skala nanometrika, partikolarment għall-inkapsulament ta' drogi idrofiliċi.
Ħin tal-posta: 26 ta' Diċembru 2025