проф. Филиппова О.Е., с.н.с. Шибаев А.В.
«Самосборка как способ получения новых молекулярных систем»
5 курс, 10 семестр, 32 часа
- Поверхностно-активные вещества (ПАВ) и их ассоциация.
- Типы ПАВ
- Адсорбция ПАВ на поверхности воды. Поверхностное натяжение. Уравнение адсорбции Гиббса. Изотерма адсорбции. Поверхностная активность. Модель Лангмюра. Определение поперечного размера и длины молекул ПАВ из величины предельной адсорбции. Изотерма Лангмюра. Энергия адсорбции.
- Мицеллообразование. Термодинамика мицеллобразования. Модель закрытой ассоциации. Модель псевдофазового разделения. Энтропия и энтальпия мицеллообразования. Модель Тенфорда. Критическая концентрация мицеллообразования и факторы, ее определяющие. Методы определения критической концентрации мицеллообразования. Точка Крафта. Способы получения ПАВ с пониженными точками Крафта. Форма мицелл и факторы, ее определяющие. Модель с учетом кривизны и модель молекулярной упаковки. Предсказание формы мицелл с использованием параметра молекулярной упаковки. Сферические и глобулярные мицеллы. Цилиндрические мицеллы. Бислойные структуры: ламели и везикулы. Обратные мицеллы. Методы исследования формы мицелл. Определение агрегационных чисел мицелл.
- Образование эмульсий. Эмульсии и микроэмульсии. Прямые и обратные эмульсии. Правило Банкрофта. Гидрофильно-липофильный баланс. Мультикомпонентные эмульсии.
- Применение ПАВ
- Червеобразные мицеллы ПАВ и сетки на их основе.
- Условия и способы образования цилиндрических мицелл. Типы ПАВ, образующие цилиндрические мицеллы
- Аналогия между червеобразными мицеллами ПАВ и полимерами. Концентрационные режимы червеобразных мицелл.
- Кинетические процессы в червеобразных мицеллах и их аналогия с динамическими полимерами. Время жизни и время рептации червеобразных мицелл. Модель Кейтса.
- Сетки червеобразных мицелл ПАВ. Условия их образования и свойства. Модель Максвелла для описания реологических свойств сеток червеобразных мицелл.
- «Мягкие» нанокомпозиты на основе ПАВ и наночастиц. Адсорбция ПАВ на поверхности твердых частиц. Определение величины адсорбции. Модель Лангмюра. Изотерма Лангмюра. Уравнение Фрейндлиха. Определение удельной поверхности адсорбента. Факторы, влияющие на адсорбцию ПАВ на поверхности. Правило Ребиндера. Типы адсорбционных слоев. Взаимодействие цилиндрических мицелл с наночастицами. Влияние наночастиц на реологические свойства мицеллярных гелей. Функциональные свойства «мягких» нанокомпозитов на основе червеобразных мицелл ПАВ и наночастиц.
- Комплексы полимер - ПАВ. Образование мицелл на полимере. Гелеобразование, вызванное ПАВ. Термодинамика мицеллообразования. Критическая концентрация агрегации и ее определение. Фазовое поведение в системе полимер - ПАВ: агрегативное и сегрегативное фазовое разделение.
- Гидрофобно модифицированные полиэлектролиты. Получение. Реологическое поведение в водных растворах. Применение.
- Полимерные сетки, построенные на основе «лабильных» связей. Сетки с динамическими ковалентными, ионными, водородными связями. Сетки, построенные за счет агрегации спиралевидных полимерных структур. Сетки на основе взаимодейстия «гость-хозяин». Двойные сетчатые структуры: дизайн, механические свойства, применения, достоинства и недостатки. «Гибридные» двойные сетки. Двойные сетки, построенные полностью на основе «лабильных» связей.
- Интерполиэлектролитные комплексы. Термодинамика комплексообразования. Влияние длины цепи полимера и низкомолекулярной соли. Стехиометричные и нестехиометричные интерполиэлектролитные комплексы. Применение.