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

 

Микрочасы
Микрочасы

От Homo sapiens к homo digital
Ведущие IT-компании – Intel, Polymedia, Lego Education и ЕМС2 в сотрудничестве с ведущими российскими вузами объявили об открытии под эгидой Министерства образования и науки Российской Федерации Республиканского Ресурсного центра на базе Петрозаводского государственного университета. Основными направлениями работы центра станут программы и курсы по радиоэлектронике, робототехнике, программированию и другим междисциплинарным направлениям в области науки и техники.

Четверо российских ученых получили медали ЮНЕСКО «За вклад в развитие нанонауки и нанотехнологий»
Восемь человек, включая четверых представителей России, удостоены медали ЮНЕСКО «За вклад в развитие нанонауки и нанотехнологий». Награды лауреатам вручила Генеральный директор этой организации Ирина Бокова.

Комплексное развитие «Технополиса «Новый Звездный»: РЦИ, новый испытательный комплекс и и улучшения в социальной инфраструктуре
в «Технополисе «Новый Звездный» состоялось сразу три важных события: открытие Регионального центра инжиниринга, запуск нового испытательного стенда ПАО «Протон-ПМ» и вручение ключей от квартир в Новых Ляда

Мобильная молекулярная диагностика
Юлия Кондратенко
Наши смартфоны мощнее компьютеров, которые использовались при запуске миссий «Аполлон». Но, что еще замечательнее, их возможности шире. Уже созданы специальные насадки, которые позволяют использовать смартфоны для микроскопии и даже для диагностики глазных болезней. А теперь американские ученые разработали насадку и программу для смартфона, чтобы превратить его в своеобразную минилабораторию для сверхбыстрой молекулярной диагностики.

Мастерская чудес
Ермолаев Алексей Сергеевич
Биотехнологическая лаборатория МСХА имени К.А. Тимирязева – необычная лаборатория. Это то, что можно назвать «инкубатором юных умов». Здесь занимаются научными изысканиями с первых дней поступления в университет и, иногда, даже до начала учебной деятельности. Все студенты, желающие постигать не только теорию, но и методы биотехнологии растений могут заняться наукой с первых дней обучения

ДиРОС – научная семья
Остапенко Валентина Сергеевна
Лаборатория дозиметрии и радиоактивности окружающей среды в МГУ была образована через год после Чернобыльской аварии. Сфера деятельности находилась под грифом «секретно», что только подогревало интерес общественности. Особенный всплеск в жизни лаборатории произошел в последние годы, собрался прекрасный коллектив молодых сотрудников, студентов, аспирантов, каждый из которых занимается тем, что ему, действительно, интересно

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.