Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Мицеллы (micelles)

Ключевые слова:  наноазбука

Автор(ы): Наноазбука (первая версия)

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

18 декабря 2008

«Вот идет Еж по лесу, похрюкивает, ножками-коротышками по корешкам постукивает. Лис на него.

Еж брык! - и стал шариком.

Поди-ка, сунься к нему, - кругом колючки»

В.Бианки, "Как Лис Ежа перехитрил"

Наверняка вы видели в поле или в лесу живого ежика… или хотя бы на картинке – маленький, беззащитный – как, наверное, ему трудно жить среди опасных хищников! Конечно, при встрече с лисой еж не может вступить с ней в бой, нет у него страшных зубов, да и размеры не те. Но природа не зря подарила ему острые иголки – при приближении опасности ежик мгновенно сворачивается в клубок, и лисице ничего не остается, как колоть о них свой нос – вот же он, близко, а не достанешь. Вы спросите, при чем здесь мицеллы? Дело в том, что поведение ежа в моменты опасности очень похоже на поведение мицелл в «недружественной» среде.

Мицеллы – это ассоциаты «амфифильных молекул», поверхностно-активных веществ (ПАВ), обладающих полярной гидрофильной «головой» и неполярным углеводородным «хвостом». Если такое вещество растворить в любой жидкости, молекулы ПАВ будут собираться на ее поверхности (см. «пленки Ленгмюра-Блоджетт»), до тех пор, пока их концентрация не достигнет некоторого предельного значения, называемого критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). Причем, молекулы ПАВ будут обращаться к жидкой фазе тем концом, который ближе по химической природе к молекулам растворителя. Выше же критической концентрации мицеллообразования молекулы начнут «съеживаться», образуя замкнутые ассоциаты, гидрофильная или гидрофобная часть которых полностью замкнута в объеме мицеллы (Рис.1). Если мы растворяем ПАВ в полярной среде (например, в воде), то наружу будут обращены полярные части молекул, а мицеллы будут называться «прямыми». Если же молекулы ПАВ поместить не в воду, а, например, в неполярное масло, то они словно ежик свернутся в клубки, выставив наружу свои гидрофобные хвосты, как иголки. Такие мицеллы носят название «обращенных».

Движущей силой такого поведения молекул является уменьшение межфазного натяжения на границе «мицелла-растворитель». Величина ККМ сильно зависит от природы ПАВ, длины углеводородного радикала, электролита и pH раствора. Чем длиннее углеводородный радикал и слабее полярная группа, тем ниже нужна концентрация ПАВ, чтобы вызвать мицеллобразование. При увеличении концентрации ПАВ мицеллы могут деформироваться и приобретать несферическую форму. Так можно получить несферические типы мицелл: цилиндрические, гексагонально упакованные, ламеллярные и др. Если взять растворитель сложного состава, смешав компоненты согласно диаграмме состояния «полярный растворитель – неполярный растворитель – ПАВ», то можно получить микрогетерогенные системы, полярная и неполярная фазы которых пространственно разделены мономолекулярной пленкой ПАВ в объеме кажущейся однородной жидкости (см. «микроэмульсии»).

Мицеллярные системы активно используют для синтеза «наноструктур» и «наноматериалов». Так, синтез в обращенных мицеллах, является на сегодня самым распространенным способом формирования однородных по размеру наночастиц, а прямые мицеллы применяют для темплатного синтеза «цеолитов», «мезопористых нанокомпозитов» и т.д. В природе мицеллоподобные структуры образуются в крови, в межтканевой жидкости, в липосомах и рибосомах, а также служат основными компонентами при транспорте липидов, а также в процессах биоминерализации.

Литература

Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А., “Коллоидная химия. Учебник для студентов вузов”, Изд.: Высшая школа, 2006 г., 444 стр.


В статье использованы материалы: Нанометр


Средний балл: 8.6 (голосов 7)

 


Комментарии
Владимир Владимирович, 18 декабря 2008 14:12 
Ой!

1) Micelles (в названии)

2) поведение мицелл в «недружественной» среде.
А какие среды будут "дружественными", а какие "недружественными" амфифильным молекулам и их мицеллам? (Это будет верно только для части амфифила)

3) Если такое вещество растворить в любой жидкости, молекулы ПАВ будут собираться на ее поверхности (см. «пленки Ленгмюра-Блоджетт»), до тех пор, пока их концентрация не достигнет некоторого предельного значения, называемого критической концентрацией мицеллообразования (ККМ).
А что, мицеллы образуются на поверхности? Два различных явления (мицеллообразование и поведение амфифильных молекул на поверхности) хорошенько перепутаны!

4) В природе мицеллоподобные структуры образуются в крови, в межтканевой жидкости, в липосомах и рибосомах, а также служат основными компонентами при транспорте липидов, а также в процессах биоминерализации.

И клеточные мембраны прежде всего! (поскольку мицеллы были определены выше в широком смысле)

И не удержусь: про ежиков - туманные аналогии получились
Трусов Л. А., 18 декабря 2008 14:24 
ну, наноазбука не жжот во всех смыслах.
ждем вторую редакцию.
Владимир Владимирович, 18 декабря 2008 14:28 
Да нет!
Многие статьи (большинство) очень хорошие!
А остальные будут такими же замечательными!
(Зря что ли, столько букв понаписали )
Трусов Л. А., 18 декабря 2008 18:16 
в том, что я писал, сделали некорректные исправления и перепутали рисунки. и получился бред.
А то, что я предлагал исправить, послали подальше
Владимир Владимирович, 18 декабря 2008 19:33 
Так какие же звери-редиски это тогда делали?
Пресс-центр, 18 декабря 2008 23:06 
Л В А, 21 декабря 2008 00:25 
Насколько сия диаграмма состояния отвечает реальности?
Владимир Владимирович, 21 декабря 2008 01:20 
Сия диаграмма опирается на простые геометрические предпосылки и в общем виде прекрасно работает (отражает реально наблюдаемые фазы) для широкого круга физико-химических систем.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Год Змеи
Год Змеи

Физический фейерверк в МГУ 26 октября
В воскресенье, 26 октября Лаборатория научного творчества организует Физический фейерверк для учеников 3-5 классов. Приглашаем всех желающих!

Физика коррелированных электронов в соединениях переходных металлов
22 октября в 17.00 и 24 октября в 17.00 Даниил Хомский, профессор Кельнcкого университета (Германия) прочитает лекции в Российском квантовом центре.

ФИОП РОСНАНО реализует 6 новых образовательных программ
Фонд инфраструктурных и образовательных программ РОСНАНО завершил очередные конкурсные процедуры, по итогам которых будут созданы 6 новых образовательных программ повышения квалификации

О влиянии случайных колебаний на свойство живой клетки
Александр Марков
Свойства организма определяются не только генами и средой, но и случайным шумом, который неизбежно присутствует на всех уровнях биологической организации начиная с молекулярного. Наблюдение за жизнью бактериальных клеток в реальном времени позволило голландским биологам напрямую оценить вклад этого малоизученного фактора в изменчивость бактерий по таким важным параметрам, как скорость роста, уровень экспрессии генов и концентрация ферментов. Как выяснилось, все эти показатели подвержены сильным хаотическим колебаниям, причем флуктуации разных подсистем клетки сложным образом влияют друг на друга.

Нобелевские премии — 2014
Алексей Левин
В первый понедельник октября из Стокгольма начали поступать сообщения о присуждении Нобелевских премий 2014 года. В этом году три естественнонаучных премии года получили 9 ученых - о них и об их открытиях в данной статье.

О синтезе гексакарбонил сиборгия
Игорь Иванов
Международный коллектив ученых синтезировал и исследовал гексакарбонил сиборгия, Sg(CO)6, — соединение нестабильного элемента с атомным номером 106 с монооксидом углерода, — а также сравнил его с аналогичными соединениями нестабильных изотопов молибдена и вольфрама, гомологов сиборгия. Это самое сложное экспериментально полученное химическое соединение, в состав которого входит трансактиноид, то есть элемент с атомным номером выше 103. В химических свойствах трансактиноидов наиболее сильно проступают эффекты теории относительности для внутренних электронов, поэтому изучение химии трансактиноидов позволяет уточнить всю теорию расчета электронной структуры тяжелых атомов.

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.

Проектная деятельность с точки зрения учителя

Это специальный опрос для учителей и представителей школ, которых мы просим оценить значимость предлагаемых материалов, мероприятий и перспективы их дальнейшего совершенствования на пути эффективного взаимодействия школ и ВУЗов. В опросе могут также участвовать школьники, студенты и аспиранты, особенно со своими критическими замечаниями в комментариях.

Проекты или прожекты?

Проектная деятельность школьников становится все более популярной, фактически превращается в "обязаловку" для школ и их воспитанников. При этом, что это такое и как с этим быть, знают не очень многие. Этот небольшой опрос ставит себе целью оценить, как сейчас понимаются вопросы проектной деятельности всеми потенциальными участниками этого непростого процесса.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.