Е.Д. Щукин, А.В. Перцов, Е.А. Амелина - Коллоидная химия (1157045), страница 93
Текст из файла (страница 93)
Эти исследования, продолженные У. Харкинсом, Н. Адамом, Э. Ридилом, А.Н. Фрумкиным, на много лет определили развитие науки о ПАВ и их практических приложений. П. Эквалл, Г. Хартли, П.А. Ребиндер, Дж. Мак-Бэн, Б. Тамамуши, их ученики и последователи установили особенности поведения мицеллообразующих ПАВ в растворах, обусловливающие солюбилизирующее и моющее действие. Г. Квинке, Г.
Гельмгольц, М. Смолуховский открыли природу электрокинетических явлений: формирование двойного электрического слоя (д.э.с) на границе дисперсной фазы и дисперсионной среды и его взаимодействие с внешним электрическим полем или с потоком. Представления о строении и многообразных проявлениях д.э.с., вошедшие и в теорию сильных электролитов, наряду с новыми методами экспериментального изучения были развиты Ф. Гуи и Д.
Чепменом, О. Штерном, А.Н. Фрумкиным, А. Тизелиусом, Г. Кройтом, И.И. Жуковым и их научными шкапами. Ф. Доннан ввел представление об осмотическом равновесии в системах с коллоидными электролитами и обусловленном им мембранном потенциале. К.К. Гедройц, Б.П. Никольский установили закономерности ионного обмена в д.э.с. в природных и технологических системах. М. Фольмером развито (вслед за Дж. Гиббсом) учение о зарождении новой дисперсной фазы в метастабильных условиях и роли поверхностной энергии в процессах зародышеобразования.
Эти работы продолжены Р. Каишевым, Я.Б. Зельдовичем. Представления А. Дюпре об адгезии на границах фаз получили количественное выражение: на основе развитой Ф. Лондоном теории Я. Де-Бур и Г. Гамакер дали расчегдисперсионнойсоставляющей притяжения, котораяиграетособуюрольвдисперс- 429 ных системах как единственная дальнодействуюшая сила. Были предложены (А. Бузаг, позднее — Э. Вольфрам, Г.
Парфитг и др.) различные методы для экспериментальной оценки сил сцепления. Развивая учение о поверхностных силах, Б.В. Дерягин провел прецизионные измерения, а Е.М. Лифшиц разработал в дальнейшем общую теорию дисперсионного притяжения. Накопление знаний о дисперсном состоянии вещества и о роли поверхностных, в том числе злектроповерхностных явлений на границах раздела фаз открывало путь к решению центральной проблемы коллоидной химии, а именно выяснению факторов устойчивости (механизмов стабилизации) и причин разрушения разнообразных коллоидных систем (гидро- и аэрозолей, эмульсий, пен и др.). Г.
Фрейндлих ввел представления о лиофильных (термодинамически устойчивых) н лиофобных (априори неустойчивых и требующих стабилизации) дисперсиях, развивавшиеся в разные годы и в разных аспектах П.А. Ребиндером, Н.П. Песковым и их преемниками. Лиофильные системы были представлены дисперсиями биополимеров в работах А.В. Думанского, Л. Михаэлиса (изоэлектричес кое состояние), Г. Кройта. В экспериментальном изучении и длительной оживленной дискуссии о причинах стабилизации гидрофобных волей участвовали Г. Шульце и У. Гарди, Г.
Мюллер, Г. Фрейндлих, Г. Кройт, А.И. Рабинович и др. В работах Б.В. Дерягина и сотр. были сформулированы представления об основном термодинамическом факторе устойчивости коллондных систем — расклинивающем давлении в тонких слоях жидкости и о главных его составляющих. Б.В. Дерягиным совместно с Л.Д. Ландау бьша создана современная теория устойчивости и коагуляции лиофобных волей электролитами; независимо и несколько позднее эта теория была развита Е. Фе ревем и Дж. Овербе ком. П А.
Ребиндеру и его школе принадлежит вюкная роль в формировании комплекса ведущих идей современной ковлоидной химии: о механизмах действия ПАВ, об образуемом ими структурно-механическом барьере как факторе стабилизации дисперсных систем, о возникновении пространственных структур в дисперсных системах в результате сцепления частиц, о влиянии среды на механические свойства твердых тел (эффект Ребиндера).
Одним из итогов развития этих идей было выделение новой области: физико-химической механики. Уже 20-е и 30-е годы отмечены широким применением идей и методов коллоидной химии в многочисленных отраслях производства. Это в свою очередь стимулировало быстрое развитие теоретических и экспериментальных исследований в коллоидно-химических школах Англии и Голландии, Германии, Швеции, СССР и др. В СССР первая лаборатория коллоидной химии была создана в 1904 г, в Киеве А.В. Думанским, им же основан Коллоидный журнал (1935).
В 1934 г. В.А. Кистяковский возглавил в Москве Коллоидно-электрохимический институт Академии наук СССР (впоследствии преобразованный в Институт физической химии), где скяадывахпся научные школы в различных обласих поверхностных явлений А.Н. Фрумкина, П А. Ребиндера, Б В. Дерягина, М.М. Дубинина, С 3. Рогинского, К В. Чмугова. Самостоятельные кафедры коллондной химии и научные школы возникли в Московском университете (В.А. Наумов, А.И. Рабинович, П.А. Ребинаер), Ленинградском университете (И.И. Жуков), Московском химико-технологическом институте (Н.П. Песков).
После второй мировой войны на фоне общего интенсивного развития естественных наук быстрый прогресс охватывает и все основные направления коллоидной химии. При этом особенно выделяется прогрессирующий интерес к лиофильным системам (мицеллярным и микроэмульсионным) в связи с перспективами использования мицеллярного катализа и других микрогетерогенных процессов, с изучением специфических мезоморфных фвз, пространственных и двумерных жидко-кристаллических структур, поисками средств дяя повышения нефтеотдачи пластов и т.
д. Разрабатываются новые прецизионные методы измерения сил взаимодействия между поверхно- 430 стями и частицами дисперсных фаз в разных средах, а также методы изучения тонких пленок и мембран. Это послужило количественной основой прогресса в понимании факторов устойчивости, процессов переноса, в раскрытии механизма структурообразования. К новым мощным методам исследования строения дисперсных систем следует отнести малоугловое рассеяние рентгеновских лучей и медаенных нейтронов, динамическое светорассеяние. Исюпочительное внимание уделяется всевозможным биоорганическим объектам в связи с изучением ксллоидно-химических процессов в различных органах и тканях живых организмов (например, процессы смачивания в альвеолах легких и в глазе, отложение холесте рина в кровеносных сосудах, образование камней в почках и желчном пузыре и т. п.), с профилактикой и терапией многих заболеваний, а также с разнообразными задачами охраны среды.
Продолжается активное развитие ряда других направлений коллоидно-химической науки и смежных областей знания: учения об аэрозолях (играющего важную роль в создании методов защиты окружающей среды от загрязнения); физико-химии электроповерхностных явлений, включая коллоидно-хнмическне аспекты борьбы с коррозией; термодинамики поверхностных явлений и фазовых равновесий в дисперсных системах, теории электрокинетическнх и оптических свойств коллоидных дисперсий; изучения каллоидных свойств дисперсий ВМС (включая методы получения полимерных покрытий, особенности латексной полимеризации); исследований специфических коллоидно-поверхностных эффектов в кристаллах; особенностей смачивания и других поверхностных явлений в высокотемпературных системах.
Энергично развивается физико-химическая механика природных дисперсных систем (глннистые минералы, уголь, торф и др.); конструкционных и строительных материалов (стали, сплавы, керамика, материалы на основе минеральных вяжущих веществ); коншкта твердых поверхностей, трения, смазывающего действия.
Крупные коллоидно-хнмические центры складываются, преимущественно при университетах, почти во всех европейских странах, в США н Канале, Японии, Австралии. В 60-х годах вырастают новые самостоятельные институты: Институт химии поверхностей (Стокгольм), Институт коллоидов и поверхностей при Университете Кларксон (Потопам, США), Институт ксллоидной химии и химии воды им.
А.В. Думанского (Киев). В 1979 г. организуется Международная Ассоциация ученых в области коллоидов и поверхностей. Регулярно проводятся международные конференции по химии коллоидов и поверхностей, международные конгрессы и конференции по ПАВ, региональные (европейские) и национальные конференции по различным направлениям изучения поверхностных снл, ПАВ, биоколлоидов, микроэмульсий, пен, физико-химической механики, механохимии и др. Быстро растет число публикаций — в трудах этих совещаний и в периодических изданиях: Коллоидном журнале, 1.
Сойом апд 1пгегГасе Бс!епсе, Сойомз апд БпгГасез, 1. 13!зрегз!оп Бс!енсе апо' тесйпо!оду, Езпйпвпг, Сойо!д апд Ро!ушег Бс!енсе. Важную роль в публикации обзоров по актуальным направлениям играют специальные серии монографических сборников: БшГасе апд Сойом Бс!епсе (начиная с 1963 г.); Адтапсеа !и Сойоы апб 1пгеггасе Бс!епсе: Ргойгеьз ш БцгГасе Бс!енсе; Песец! Ргодгезз !и БпгГасе апо' Мешбгапе Бс!енсе; Бгпд!ез !и 1пгегГасе Бс!енсе и др. Эти издания наряду с рекомендованными в данной книге учебниками, учебными пособиями и монографиями могут сл)окнть дополнительной литературой по главным разделам курса.
В последние годы интерес к коллоипной химии, или, более широко, науке о коллоидах и поверхностях резко возрос, что проявляется и в многочисленных научных международных конференциях, посвя- 431 шенных различным коллоидно-химическим проблемам и в возникновении многих новых журналов и периодических изданий по коллоидно-химической тематике. Вместе с тем происходит процесс дифференциации, вьщеления из коллоидной химии и возникновения на стыке с ней новых научных дисциплин. К числу таких можно отнести упомянутые выше нанохимию и супрамолекулярную химию, науку о мембранах, коллоидную химию высокомолекулярных соединений, теорию нуклеации (зародышеобразования) и многое другое. Широкое применение в разных областях знания нашли разработанные в недрах коллоидной химии такие методы исследования, как атомно-силовой микроскоп, фотон-корреляционная спектроскопия,получение и применение пленок Ленгмюра — Блоджетг и др. Среди различных наиболее перспективных направлений исследования можно выделить изучение взаимодействия полиэлектролитов с поверхностно-активными веществами, исследование поверхностных сил, возникающих при адсорбции природных и синтетических высокомолекулярных веществ, проблемы физико-химической геомеханики и механохимии, физико-химическую (капиллярную) гидродинамику процессов смачивания и растекания, пен и эмульсий, применение численных методов для анализа кинетики и механизмов различных коллоидно-химических процессов и многое-многое другое.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
