Víztaszító tulajdonság _
Hidrofóbicitás ( más görög szóból ὕδωρ . "víz" + φόβος "félelem, félelem") - a víz taszító tulajdonsága, a molekula fizikai tulajdonsága, a "vágy" a vízzel való érintkezés elkerülésére [1] . Magát a molekulát ebben az esetben hidrofóbnak nevezzük .
A hidrofób molekulák általában nem polárisak , és "előnyben részesítik", ha más semleges molekulák és nem poláris oldószerek közé tartoznak . Ezért a nagy α érintkezési szögű hidrofób felületen lévő víz cseppekké gyűlik össze. És ha hidrofób folyadékokat adunk a vízhez, a sűrűségtől függően, azok izolált rögökben gyűlnek össze, vagy szétoszlanak a víz felszínén, mint az olajnál.
Az alkánok , olajok , zsírok és más hasonló anyagok molekulái hidrofóbok. A hidrofób anyagokat az olaj víztől való megtisztítására, az olajszennyeződések eltávolítására, valamint a poláris és nem poláris anyagok elválasztására szolgáló kémiai eljárásokra használják.
A "hidrofób" szót gyakran a " lipofil " - "zsírszerető" szó szinonimájaként használják, bár ez nem teljesen helyes. Valójában a hidrofób anyagok általában lipofilek, de vannak kivételek közöttük - például szilikonok , fluoroplasztikus anyagok .
A termodinamika szerint az anyag minimális energiájú állapotba kerül, a kötődés pedig csökkenti a kémiai energiát . A vízmolekulák polarizáltak , és képesek hidrogénkötéseket kialakítani egymással , ami megmagyarázza a víz számos egyedi tulajdonságát. Ugyanakkor a hidrofób molekulák nem polarizálódnak, és nem képesek hidrogénkötéseket kialakítani, így a víz taszítja az ilyen molekulákat, és inkább önmagán belül alakít ki kötéseket. Ez a hatás határozza meg a hidrofób kölcsönhatást, amelyet nem teljesen helyesen neveznek, mivel ennek forrása a hidrofil vízmolekulák egymás közötti kölcsönhatása. [2] Tehát két nem elegyedő fázis (hidrofil és hidrofób) olyan állapotba kerül, hogy érintkezésük felülete minimális lesz. Ez a hatás megfigyelhető a fázisszétválasztás jelenségénél , amely például egy víz-olaj emulzió szétválasztása során következik be .
A szuperhidrofób anyagok felülete rendkívül ellenáll a nedvesedésnek ( a vízzel való érintkezési szög nagyobb, mint 150°). A természetben található anyagok közül sok betartja Cassier törvényét , és szubmikron szinten kétfázisú, és az egyik összetevő a levegő . A lótusz effektus ezen az elven alapul. A nanotechnológia szuperhidrofób biomimetikus anyagára példa a nanotűs film.. Kimutatták, hogy a vanádium-pentoxid felülete képes váltani a szuperhidrofóbitás közöttés szuperhidrofilitás UV - sugárzás hatására [3] . E tanulmány szerint bármely felület hasonló tulajdonságokkal ruházható fel, ha V 2 O 5 rozetta alakú részecskékből álló szuszpenziót viszünk fel rá , például tintasugaras nyomtatóval . Itt a hidrofóbicitást rétegközi légüregek is okozzák (2,1 nm -rel elválasztva ). Az UV sugárzás hatásmechanizmusa az, hogy elektron - lyuk párokat hoznak létre , amelyekben a lyukak reakcióba lépnek a kristályrács oxigénatomjaival, oxigénüres helyeket hozva létre a felszínen, és az elektronok V 5+ -ot V 3+ -ra redukálnak . Az oxigén-üres helyeket víz fedi, és a vanádium felületének ilyen vízfelvétele hidrofilné teszi. Hosszan tartó sötétben tartózkodás esetén a vizet oxigén helyettesíti, és a hidrofilitás elveszik.