Пена это в химии. Пена это в химии.

— Электрический ток — в настоящее время является экспериментальным методом, поскольку позволяет практически мгновенно осаждать пену, но требует высоких мер предосторожности.

Пены по своей природе похожи на конденсированные эмульсии, но дисперсная фаза представляет собой газ, а не жидкость. Пены изготавливаются из растворов поверхностно-активных веществ. Для повышения их стабильности в растворы ПАВ добавляют высокомолекулярные вещества, повышающие вязкость растворов. Пена характеризуется рядом свойств, которые полностью характеризуют пену.

  • Пенообразующая способность раствора – количество пены, выражаемое её объемом (см3) или высотой столба (м), которое образуется из заданного постоянного объема пенообразующего раствора при соблюдении некоторых стандартных условий пенообразования в течение постоянного времени.
  • Кратность пены b, которая представляет собой отношение объема пены Vп к объему раствора Vж, пошедшего на ее образование:

Пена характеризуется рядом свойств, например, β = Vn/Vj = (Vr+Vj)/Vj, где Vr — объем газа в пене.

  • Стабильность (устойчивость) пены — ее способность сохранять общий объем, дисперсность и препятствовать вытеканию жидкости (синерезису). Часто в качестве меры стабильности используют время существования («жизни») выделенного элемента пены (отдельного пузырька или пленки) или определенного объема пены.
  • Дисперсность пены, которая может быть охарактеризована средним размером пузырьков, распределением их по размерам или поверхностью раздела «раствор — газ» в единице объема пены.

Структура пен

Пены, особенно высокопенящиеся, характеризуются ячеистой мембранно-канальной структурой, в которой заполненные газом ячейки разделены расплавленными мембранами. Три мембраны, расположенные под углом 120°, сливаются, образуя канал, а четыре канала, расположенные под углом около 109°, образуют узел. Наиболее типичная форма ячейки в монодисперсной пене — пентагональный додекаэдр (додекаэдр с пятиугольными гранями), часто с 1-3 дополнительными гранями; среднее число мембран, окружающих ячейку, обычно составляет 14. В низкокаркасной пене форма ячейки почти сферическая, а размер мембран небольшой.

Пены термодинамически нестабильны, поскольку в них происходят процессы, приводящие к изменению структуры и разрушению пены. Эти процессы включают:

  • утоньшение пленок и их последующий разрыв; в результате увеличивается средний размер ячеек при разрыве пленок в объеме пены или уменьшается высота столба (слоя) пены, если разрываются пленки, отделяющие поверхностные ячейки пены от внеш. газовой среды; дисперсность пены падает.
  • Диффузионный перенос газа из малых ячеек в более крупные (в полидисперсной пене) или из поверхностных ячеек во внеш. среду; это приводит к исчезновению поверхностных ячеек и уменьшению высоты столба (слоя) пены.
  • Отекание дисперсионной среды под действием силы тяжести(синерезис) в высокостабильных пенах, приводящее к возникновению гидростатически равновесного состояния, в к-ром кратность слоя пены тем больше, чем выше он расположен; в низкократных пенах синерезис ведет к возникновению под пеной слоя жидкости.

Твёрдые пены

Системы с твердой дисперсионной средой и газообразной дисперсной фазой — G/T — часто называют твердыми пенами. Твердые пены, как и жидкие пены, обычно классифицируются как микрогетерогенные или даже грубодисперсные системы из-за большого размера пузырьков газовой фазы. Примером природных твердых пен является пемза — пористая, губчатая и твердая, очень легкая порода вулканического происхождения, которая используется в качестве абразива для полировки и шлифовки, а также в строительной промышленности для изготовления бетона из пемзы. Среди искусственных твердых пенопластов следует отметить пористое стекло и пенобетон, которые широко используются в качестве строительных и изоляционных материалов. Преимуществами этих материалов являются низкая плотность, низкая теплопроводность и высокая прочность благодаря ячеистой структуре и прочности дисперсионной среды. Здесь также следует упомянуть искусственные губки на основе полимеров (микропористая резина, различные вспененные пластмассы).

Пены в жидкости

Для образования жидкой пены необходимы три компонента: газ, жидкость и пенообразующее вещество. В некоторых случаях, однако, пенообразующий агент можно не добавлять: Это относится к некоторым вязким жидкостям, таким как тяжелые масла, расплавленное стекло и некоторые пластмассы.

Жидкая пена состоит из массы пузырьков, разделенных тонкой пленкой жидкости. Размер и форма этих пузырьков зависит от многих факторов, включая тип жидкости, способ приготовления пены и ее «возраст». Размер пузырьков варьируется от маленьких сфер диаметром менее десятой доли миллиметра до неправильных многогранников со средним диаметром более 5 см. Физические свойства пены различных жидкостей также различны. Пена яичного белка, например, имеет вдвое меньший удельный вес, чем пена моющего средства.

Стабилизация пены

Точное знание механизма стабилизации пены пенообразователем необходимо для разработки средств пожаротушения и для пивоваренной промышленности. Здесь решающее значение имеет образование пены. В производстве джемов и мармеладов, например, технологи заинтересованы в обратном. Они хотят избавиться от пены.

Из-за специфической структуры молекул такие пенообразователи, как мыла, белки, гликозиды, некоторые жирные кислоты и эфиры, обладают общим свойством: при растворении в воде они не равномерно распределяются в объеме, а концентрируются в поверхностном слое. Толщина этого слоя составляет всего 1-2 молекулы. Во время образования пены этот слой, в котором сконцентрирован пенообразующий агент, окружает каждый пузырек газа. Поскольку вязкость, эластичность и механическая прочность этого вещества намного выше, чем у основной жидкости, оно действует как эластичная оболочка. В результате скорость коалесценции и схлопывания пузырьков значительно замедляется. В целом, это было понятно и раньше, но детали механизма пенообразования стали известны лишь недавно.

Десять лет интенсивных исследований ученых из Англии и США помогли английским ученым Райдилу и Дэвису недавно сформулировать новую теорию. Согласно этой теории, существует несколько способов влияния пенообразователя на стабильность пузырьков в пене. Во-первых, он снижает поверхностное натяжение и увеличивает поверхностную вязкость жидкости. Это снижает скорость удаления пенообразователя с границ раздела между пузырьками в области низкого давления, где три или более пузырьков лежат рядом друг с другом, так называемая область крыши. Во-вторых, поскольку молекулы многих пенообразователей несут электрический заряд и концентрируются на стенках пузырьков, возникают электростатические силы отталкивания. Эти силы стремятся разделить стенки соседних пузырьков.

Оба эффекта вместе приводят к тому, что стенки пузыря имеют толщину не менее одной миллионной сантиметра. В-третьих, пенообразователь, сконцентрированный в стенках пузырьков, препятствует выходу газа из пузырьков и повышает устойчивость стенок к механическим и термическим воздействиям.

Проверка с помощью очень точных измерительных приборов подтвердила теоретические выкладки Райдила и Дэвиса.

Твердые пены

Твердые пены отличаются от жидких тем, что граничные стенки, разделяющие пузырьки, во много раз устойчивее. Но даже они со временем разрушаются, особенно под воздействием тепла, ультрафиолетового излучения, химических веществ или механических нагрузок.

Для производства жестких пен не требуется использование пенообразователей. Пеностекло, например, может быть изготовлено путем простого вдувания газа в массу стекла, нагретую до температуры, немного превышающей температуру его размягчения. Поверхность стекла, контактирующая с атмосферой, холоднее основной массы, поэтому вязкость поверхностного слоя настолько высока, что пузырьки газа не могут проникнуть в него и остаются в стекле. Для получения пены часто используются пенообразователи, такие как казеинаты и смолы. Обычный метод вспенивания заключается в измельчении пластика вместе с небольшим количеством, например, азоизобутиронитрила, а затем нагревании смеси до температуры около 130 С. Пенообразующее соединение разлагается и образует пену.

Пенообразующее соединение разлагается, выделяя азот, и пластик «вспенивается» определенным образом — образуется либо губка, либо твердая пена, в зависимости от типа пластика.

Другой метод получения твердой пены заключается в нагревании вещества до расплавления и последующем выдерживании его под высоким давлением. Это растворяет газы, присутствующие в расплаве. Если давление внезапно сбросить, газ выходит из раствора в виде пузырьков. Если во время этого процесса материал охлаждается, он застывает — образуется пена. Этот процесс происходит в природе, когда расплавленная лава извергается из области очень высокого давления внутри вулкана на холодной поверхности земли.

Вспененные пластмассы, легкие материалы и даже вспененные металлы сегодня начинают превосходить обычные материалы. Это делает необходимым более точное измерение свойств пены, таких как стабильность, плотность, вязкость, эластичность и электропроводность.

Похожие посты:

Стабильность (устойчивость) пены:

Стабильность (прочность) пены — это ее способность сохранять свой объем, дисперсность и способность предотвращать потерю жидкости (синерезис). Чаще всего измеряемым объектом является один пузырек или небольшой объем пены.

Параметр зависит от различных условий — наличия и типа давления, включения поверхностно-активных веществ. Пены, полученные с помощью неионных растворов, например, менее стабильны, чем пены, полученные при естественном атмосферном давлении. Пены под давлением и пены с анионными ПАВ в составе смеси сохраняют свои свойства гораздо дольше.

Стабильность пены во времени является важным параметром для рассмотрения этой хондроскопической системы как структурированной, т.е. со стабильными свойствами тела. Однако он напрямую зависит от типа и наличия стабилизаторов.

Дисперсность пены:

Этот параметр характеризуется несколькими критериями:

— средний размер пузырька,

— распределение размеров пузырьков,

— на границе раздела между раствором и газом на единицу объема пены.

Этот параметр обычно выражается жесткостью пены, то есть способностью пены поглощать и сопротивляться определенным механическим нагрузкам, которые влияют на ее деформацию или изменение конечного объема. Даже достаточно текучие пены очень жесткие, потому что любое внешнее воздействие, каким бы малым оно ни было, увеличивает минимальную поверхностную энергию, отвечающую за равновесное состояние раствора.

Электрическая проводимость пены:

Электропроводность пены зависит исключительно от объема жидкой дисперсной фазы и ее прямой удельной проводимости, поскольку газообразный компонент раствора не способен проводить электричество.

Когда лучи света проникают в слой сферической пены, они поглощаются и рассеиваются раствором. В полиэдрических растворах рассеяние происходит в основном здесь, поскольку жидкий компонент в таких дисперсных системах очень мал.

Стабильность

Стабилизация

Эффект полосы Марангони (2)

Стабилизация пены обусловлена ван-дер-ваальсовыми силами между молекулами в пене, электрическими двойными слоями, создаваемыми диполярными ПАВ, и эффектом Марангони, который действует как восстанавливающая сила для ламелей.

Эффект Марангони зависит от пенообразующей жидкости, которая загрязняется. Обычно поверхностно-активные вещества в растворе снижают поверхностное натяжение. Поверхностно-активные вещества также прилипают к поверхности и образуют слой, как показано ниже.

Для возникновения эффекта Марангони пена должна иметь надрезы, как показано на первом рисунке. Такое вдавливание увеличивает площадь локальной поверхности. ПАВ имеют большее время диффузии, чем основная масса раствора, поэтому ПАВ меньше концентрируется в углублении.

Кроме того, растяжение поверхности увеличивает поверхностное натяжение впадины относительно окружающей среды. Поскольку время диффузии ПАВ велико, эффект Марангони успевает развиться. Разница в поверхностном натяжении создает градиент, который заставляет жидкость течь от участков с более низким поверхностным натяжением к участкам с более высоким поверхностным натяжением. На втором изображении пленка находится в равновесии после возникновения эффекта Марангони.

Дестабилизация

Рыбчинский и Хадамар разработали уравнение для расчета скорости пузырьков, поднимающихся в пене, предполагая, что пузырьки имеют сферическую форму с радиусом r.

u = 2 gr 2 9 h 2 (r 2 — r 1) (3 h 1 + 3 h 2 3 h 1 + 2 h 2)<\ displaystyle u =>>>(\ rho _ — \ rho _ ) \ левая (<\ frac<3 \ eta _ +3><3 \ eta _ +2>>\ right) \!>

со скоростью в сантиметрах в секунду. ρ 1 и ρ 2 — плотности газа и жидкости в г/см и 1 и η 2, соответственно, вязкость газа и жидкости, г/см — с; g — ускорение в см/с.

Однако, поскольку плотность и вязкость жидкости намного выше, чем у газа, плотностью и вязкостью газа можно пренебречь, что приводит к новому уравнению для скорости подъема пузырьков:

Однако эксперименты показали, что возможна более точная модель подъема пузырьков:

Расхождения обусловлены эффектом Марангони и капиллярным давлением, которые влияют на предположение, что пузырьки имеют сферическую форму. Для кривой Лапласа давления на границе раздела газ-жидкость два основных радиуса кривизны в точке — R 1 и R 2. Для кривой границы раздела давление в одной фазе больше, чем давление в другой фазе. Капиллярное давление P c определяется уравнением:

Где γ — поверхностное натяжение. Пузырь, показанный ниже, представляет собой газ (фаза 1) в жидкости (фаза 2), где точка A представляет верхнюю часть пузыря, а точка B — нижнюю часть пузыря.

Пузырь для гидростатического давления

На вершине пузырька в точке A давление в жидкости принимается равным p 0, как и в газе. На дне пузыря в точке B существует гидростатическое давление:

PB, 1 = p 0 + g ρ 1 z, 1 = p_ + g \ rho _ z \!>PB, 2 = p 0 + g ρ 2 z, 2 = p_ + g \ rho _ z \!>

Где p 1 и p 2 — плотности газа и жидкости соответственно. Разность гидростатических давлений в верхней части пузырька равна 0, а разность гидростатических давлений в нижней части пузырька на границе раздела составляет gz (p 2 — p 1). Если предположить, что радиусы кривизны в точке A равны и обозначаются R A, и что радиусы кривизны в точке B равны и обозначаются R B, то разность капиллярного давления между точками A и B составляет

Эксперименты и характеристики

Поскольку пена является многомасштабной системой со многими явлениями и универсальной средой, ее можно изучать различными методами. Учитывая различные масштабы, экспериментальными методами являются дифракционные методы, в основном методы рассеяния света (DWS, см. ниже, статическое и динамическое рассеяние света, рентгеновское и нейтронное рассеяние) на субмикронных масштабах или микроскопические методы. Если рассматривать систему как непрерывную, то ее объемные свойства могут характеризоваться не только светопропусканием, но и проводимостью. Соотношение «структура-объем» более точно представлено, в частности, акустикой. Организация между пузырьками была исследована численно путем последовательных попыток развить минимальную поверхностную энергию, либо случайным образом (модель Потта), либо детерминированно (эволюция поверхности). Временная эволюция (т.е. динамика) может быть смоделирована с помощью этих моделей или с помощью модели пузырьков (Durian), которая учитывает движение отдельных пузырьков.

Тонкую структуру можно наблюдать, освещая пену лазерным светом или рентгеновскими лучами и измеряя коэффициент отражения пленок между пузырьками. Общую структуру можно наблюдать с помощью рассеяния нейтронов.

Стандартный оптический метод рассеяния света (или диффузии), многократное рассеяние света в сочетании с вертикальным сканированием, является наиболее широко используемым методом для наблюдения за дисперсионным состоянием продукта и, таким образом, для обнаружения и количественной оценки явлений дестабилизации. Он подходит для всех концентрированных дисперсий без разбавления, включая пены. Когда свет проходит через образец, он отражается от пузырьков. Интенсивность обратного рассеяния прямо пропорциональна размеру и объемной доле дисперсной фазы. Таким образом, обнаруживаются и контролируются локальные изменения концентрации (дренаж, коалесценция) и общие изменения размера (созревание, коалесценция).

Области применения

Жидкие пены

Жидкие пены могут использоваться в огнезащитных пенах, применяемых для тушения пожаров, особенно при горении нефти.

В некотором смысле, хлеб с дрожжами — это пена, потому что дрожжи заставляют хлеб подниматься, создавая крошечные пузырьки газа в тесте. Тесто традиционно понимается как пена с закрытыми порами, в которой поры не связаны между собой. Когда тесто разрезается, газы выделяются в выдавленных пузырьках, но из остальной части теста газы не выходят. Если тесту дать подняться слишком сильно, оно превращается в пену с открытыми ячейками, с которыми связаны газовые карманы. Если на поверхности теста сделать надрезы или разломить его другим способом, то из него может выйти большое количество газа, и тесто разрушится. Открытая структура распластанного теста легко узнаваема: Он состоит не из отдельных пузырьков газа, а из газового пространства, заполненного нитями мучного теста и водой. Недавние исследования показали, что 99% пористой структуры хлеба связано в большом вакууме, так что закрытопористая пена влажного теста преобразуется в твердую открытопористую пену в хлебе.

Уникальное свойство газожидкостных пен с очень высокой удельной поверхностью используется в процессах химической пенной флотации и пенного фракционирования.

Твердых пен

Твердые пенопласты — это класс легких ячеистых инженерных материалов. Эти пенопласты обычно делятся на два типа в зависимости от их пористой структуры: пенопласты с открытыми порами (также известные как решетчатые пенопласты) и пенопласты с закрытыми порами. Когда растворение клеток достаточно высоко, оба типа можно считать твердыми или «прочными» материалами, которым можно приписать предсказуемые механические свойства.

Открытопористые пенопласты содержат поры, которые соединены между собой, образуя взаимосвязанную сеть, которая является относительно мягкой. Пенопласты с открытыми порами заполняются окружающим газом. При заполнении воздухом получается относительно хороший изоляционный материал, но когда открытые ячейки заполняются водой, изоляционные свойства ухудшаются. Последние исследования были посвящены свойствам открытоячеистой пены в качестве изоляционного материала. Были получены биопены из пшеничного глютена/TEOS, обладающие такими же изоляционными свойствами, как и пены, полученные из нефти. Пенопласты представляют собой открытоячеистые пенопласты.

Закрытоячеистые пенопласты не имеют взаимосвязанных пор. Пенопласты с закрытыми порами обычно имеют более высокую прочность на сжатие благодаря своей структуре. Однако пенопласты с закрытыми порами, как правило, более плотные, требуют больше материала и, соответственно, более дороги в производстве. Пенопласты с закрытыми порами могут быть заполнены специальным газом для лучшей изоляции. Пенопласты с закрытыми порами более стабильны по размерам, имеют более низкий коэффициент водопоглощения и более высокую прочность, чем пенопласты с открытыми порами. Все виды пенопластов часто используются в качестве основного материала в композитных материалах с многослойной структурой.

Первым известным применением ячеистых твердых материалов в технике является древесина, которая в сухом виде представляет собой пенопласт с закрытыми порами, состоящий из лигнина, целлюлозы и воздуха. С начала 20-го века использовались различные типы специально изготовленных жестких пен. Благодаря низкой плотности эти пенопласты отлично подходят для использования в качестве теплоизоляторов и средств плавучести, а их легкость и сжимаемость делают их идеальными упаковочными и прокладочными материалами.

Пенная жизнь

Самец бойцовой рыбки маскирует икру в слое пузырьков («Наука и жизнь» №11, 2018)

Пена — удивительное вещество, без которого невозможно помыться, испечь хлеб, сделать зефир или потушить пожар. Использовать пену для своих нужд могут не только люди (см. «Наука и жизнь» № 3, 2008, статья «Легкий как воздух, жидкий как вода»), но и животные, особенно те, чья жизнь зависит от их способности производить пену. Они делают это так искусно, что вполне могут соперничать с людьми.

Пена Уэйра — Фелана («Наука и жизнь» №11, 2018)

Пена состоит из множества пузырьков, которые соприкасаются друг с другом. Было установлено, что наиболее выгодной формой мыльного пузыря в пенной композиции с точки зрения минимизации поверхностного натяжения является додекаэдр. На фото: пена Вейр-Фелан. Каждый из пузырей выглядит как угловой шар, состоящий из 12 взаимосвязанных пятиугольников с гранями. Фото.

На первый взгляд, пену довольно сложно представить в качестве объекта научного исследования: Как можно изучать мыльные пузыри? Можно, и даже нужно. Пена давно привлекает внимание физиков-химиков. Сначала бельгийский физик Жозеф Плато (1801-1883) обнаружил, что она состоит из многогранников, разделенных ребрами — каналами, заполненными жидкостью. Его исследования продолжил британский физик и инженер лорд Кельвин (1824-1907), в честь которого названа одна из семи основных физических единиц СИ — градус Кельвина. На основе сложных расчетов он показал, что ячейки, образованные пузырьками пены, можно рассматривать как элементарные многогранники, на которые делится пространство. Этот процесс называется укладкой (по аналогии с мощением дороги булыжниками). Это должно быть сделано таким образом, чтобы объем ячеек был одинаковым, а площадь поверхности стенок минимальной. Столетие спустя, в 1993 году, ученые из Тринити-колледжа в Дублине, Денис Уэйр и Роберт Фелан, сумели уточнить решение Кельвина. Они предложили покрыть комнату многогранниками с 12 и 14 меньшими поверхностями.

Не только мыло, но и желчь или экстракты некоторых растений, таких как мыльнянка, корень лаванды (Gypsophila) или кора панамы (Quilea), становятся пузырчатыми при добавлении воды. Но почему одни вещества пенятся, а другие нет? Ответ на этот вопрос буквально лежал на поверхности, вернее, плавал на ней.

Фобии и филии

Рассмотрите, как выглядят капли росы. Иногда капли росы на листьях выглядят так, как будто они отлиты из стекла, настолько совершенна их форма. Совершенство формы обусловлено взаимным притяжением молекул в воде (как и в любой другой жидкости). Молекулы, находящиеся у поверхности капли, не имеют «соседей» снаружи, поэтому общая сила их притяжения направлена к центру капли. Это приводит к своеобразной усадке поверхности. В физике это явление называется поверхностным натяжением.

Жан-Батист Шарден. Мыльные пузыри («Наука и жизнь» №11, 2018)

Жан-Батист Шарден. Мыльные пузыри. 1734

Наиболее распространенные формы пузырчатки встречаются, например, в листьях кувшинок, жимолости, многих водных растений (кувшинка, лотос, водяная лилия) и в плодах сливы и айвы. Листья и плоды этих растений покрыты тонким слоем растительных восков, которые благодаря своей молекулярной структуре обладают водоотталкивающими свойствами. Такие вещества называются гидрофобными (от греческого hydros — «вода» и phobos — «страх»).

Другие вещества, напротив, любят воду и поэтому называются гидрофильными (от греческого philia, что означает «любовь»). Разницу нетрудно заметить: Гидрофильные вещества растворимы в воде, а их молекулы полярны, то есть одна часть молекулы слабо положительно заряжена, а другая — слабо отрицательно. Когда капля воды (молекулы которой также полярны) попадает на гидрофильную поверхность, она немедленно растекается и пытается занять как можно большую площадь поверхности.

Наконец, существуют молекулы, которые имеют как гидрофильные, так и гидрофобные группы — они называются амфифилами (от греческого amphis — «оба»). Они образуют тонкий слой на поверхности воды, гидрофильные части которого обращены к воде, а гидрофобные — к воздуху. В результате внешние молекулы воды в капле приобретают гидрофильных соседей, снижая поверхностное натяжение и образуя пену. По сути, мыльный пузырь — это тонкий слой воды между двумя слоями амфифильных молекул. Но не только мыло или шампунь обладают этими свойствами. Большинство липидов, из которых состоят клеточные мембраны всех живых организмов, и молекулы почти всех белков, без которых немыслимо явление жизни, также являются амфифильными. Эти молекулы заслуживают особого упоминания.

Поведение капли воды при попадании на гидрофобную, гидрофильную поверхности и при добавлении к ней амфифильного вещества — лаурилсульфата («Наука и жизнь» №11, 2018)

Поведение капли воды при контакте с гидрофобной (а) и гидрофильной (б) поверхностями и при добавлении амфифильного вещества лаурилсульфата (в). Заряженная часть молекулы показана красным цветом. Рисунки Ильи Конышева. Фото a : Steffan Enborm / Wikimedia Commons / CC BY 2.0. Фото b : Konstanttin / ru.depositphotos.com. Фото c : brianguest / ru.depositphotos.com.

Не только зефир

Как можно отличить два раствора — раствор белка и раствор соли, если они находятся в бутылках без этикеток? Любой студент-биохимик скажет вам, что нужно просто встряхивать контейнеры: Там, где есть белок, сразу же образуется пена. Конечно, этот метод не лишен недостатков, но на практике он используется не так уж редко. Образование пены из яичных белков можно встретить в повседневной жизни: опытные кулинары добавляют яичные белки в тесто для получения пушистой текстуры, делают меренги, безе и зефир, взбивают с ними сливки.

Пенные «сугробы» в Чили, вызванные нашествием оболочника из рода Pyura («Наука и жизнь» №11, 2018)

Сверкающие «лавины» в Чили, вызванные нашествием алой пиуры. Фото: ncbi.nlm.nih.gov

Молекулы белка очень большие: молекулярный вес среднего белка в 3000 раз превышает молекулярный вес молекулы воды, и они состоят из 20 различных аминокислот, как бусинки. Свойства и функции отдельных белков зависят от взаимного расположения и обмена аминокислотных остатков. Как правило, в водных растворах гидрофобные аминокислоты скрыты внутри решетки белка, а гидрофильные находятся на поверхности. Но природа придумала некоторые исключения, которые очень полезны для тех, у кого они есть.

Речь идет о так называемых поверхностно-активных белках. Их аминокислотная цепочка расположена таким образом, что гидрофобные и гидрофильные участки четко различаются. То же самое относится и к молекуле лаурилсульфата в шампунях. Благодаря «биполярности» белка ПАВ, он образует на поверхности жидкости своеобразную толстую пленку из одной молекулы. Этот белок покрывает поверхность наших альвеол и не дает им разрушаться. Без сурфактанта альвеолы разрушились бы, как мокрый пластиковый пакет, и дышать было бы невозможно.

Оцените статью
Uhistory.ru
Добавить комментарий