آب‌گریز

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
قطره شبنم بر برگی با خاصیت هیدروفوب
قطره‌های آب بر سطح هیدروفوب گیاه

آب‌گریز یا هیدروفوب (به انگلیسی: Hydrophobe) در شیمی و زیست‌شناسی سلول کاربرد دارد و یک پدیدهٔ فیزیکی در مولکول‌ها است که از آب دوری می‌کنند.[۱][۲] مولکول‌های آب‌گریز غیرقطبی هستند و به همین خاطر تمایل به دیگر مولکول‌ها و حلال‌های غیرقطبی دارند. این مولکول‌های آب‌گریز در درون آب به هم پیوسته و تشکیل میسل می‌دهند. متقابلاً آب بر روی سطوح هیدروفوب زاویه‌تماس بسیار بزرگی به خود می‌گیرد و بشکل قطره‌های کروی درمی‌آید. مثال‌هایی از مولکول آب‌گریز شامل نفت، آلکن‌ها، روغن و چربی می‌شوند. از مواد هیدروفوب در صنعت بعنوان شوینده چربی (درکنار مواد لیپوفیل)، جداکننده‌های نفت از آب و برای زدودن ذرات غیرقطبی از سطوح قطبی استفاده می‌شود.

پس‌زمینه شیمی[ویرایش]

طبق اصول ترمودینامیک، ذرات به سطوح پایین‌تر انرژی تمایل دارند. آب یک مولکول قطبی است و از خصلت‌های شگرف آن این است که توانایی ایجاد پیوند هیدروژنی دارد. اما مولکول‌های آب‌گریز بعلت غیرقطبی بودن نمی‌توانند با مولکول‌های آب پیوندی ایجاد کنند. در نتیجه از هم دور شده تا جایی که مولکول‌های آب با هم پیوند ایجاد می‌کنند، سطوح برخورد بین دو نوع مولکول به کمینه و حداقل رسیده و پدیده جداشدگی ایجاد می‌شود.[۳]

زاویه تماس[ویرایش]

قطره‌ای از مایع بر سطح جامد که قطره را فشار هوای اطراف احاطه کرده است. زاویه تماس, θC، زاویهٔ میان سه فاز مایع، جامد و گاز (هوا) است.

زاویهٔ‌تماس در مبحث هیدروفوب-هیدروفیل به زاویه‌ای گفته می‌شود که آخرین لبهٔ یک مایع با سطح زیرین خود ایجاد می‌کند. هر چه این زاویه (در شکل θC) بزرگ‌تر باشد، نسبت هیدروفوبیک بین دو ماده بیشتر است. مثلاً قطرهٔ آب بر روی برگ نیلوفرآبی حجم کروی‌تری بخود گرفته و زاویه بازتری ایجاد می‌کند.

هرچه این زاویه بازتر باشد احتمال خیس شدن سطح زیرین کم‌تر می‌شود، تا جایی‌که مثلاً قطره آب بر روی برگ نیلوفرآبی زاویه‌ای حدود ۱۵۰ درجه ایجاد می‌کند.[۴] امروزه بیشتر از گذشته از این پدیده برای ساخت پارچه‌های ضدآب استفاده می‌شود.[۵]

زیست‌سلول[ویرایش]

نوشتار اصلی: غشای یاخته

در غشای سلول سد لیپیدی غشای سلول را از نفوذ آب نگهداری می‌کند. ساختار هر لایه از غشاء از مولکول‌های فسفولیپید تشکیل شده‌است. انتهای فسفات هر مولکول فسفولیپید در آب محلول بوده و آب‌دوست است و انتهای دارای ساختار اسید چرب فقط در چربی‌ها محلول بوده و آب‌گریزاست. بخش‌های هیدروفیل دو سطح غشاء به هم نزدیک بوده و اسید چرب در دوطرف آن معلق هستند. این پدیده منجر به عدم نزدیکی و نفوذ آب درون ماتریکس برون‌سلولی به سلول می‌شود.

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. Aryeh Ben-Na'im Hydrophobic Interaction Plenum Press, New York, ISBN 0-306-40222-X
  2. آشنایی با مواد اولیه در شوینده‌ها
  3. Goss (2003). "Rules of Thumb for Assessing Equilibrium Partitioning of Organic Compounds: Successes and Pitfalls". Journal of Chemical Education 80 (4): 450. doi:10.1021/ed080p450. 
  4. Definition of superhydrophobic states 19 (21). 2007. doi:10.1002/adma.200700934. 
  5. دانشنامه رشد: شیمی‌نساجی