
【化】 surface-active film
surface; exterior; facade
【化】 surface
【醫】 superficies; surface
alive; exactly; live; product; vivid; work
【醫】 vivi-
film; membrane; theca; velamen; velum
【化】 membrane
【醫】 coat; envelope; film; lemma; membranae membranae; membranae membrane
panniculus; theca; thecae; tunic; tunica; velamen; velamenta
velamentum
表面活性膜(Surface Active Film)指由表面活性劑分子在液體界面定向排列形成的單分子層或多分子層結構。該術語在物理化學和膠體科學中具有特定含義,其英文對應詞為"surface active film"或"monomolecular film"。
根據《英漢化學化工詞彙》(科學出版社,2020年版)的釋義,表面活性膜的形成需滿足三個條件:①兩親性分子(含親水基團和疏水基團);②在氣-液或液-液界面定向吸附;③達到臨界堆積密度形成連續膜結構。美國化學會(ACS)的《膠體與界面科學術語表》指出,這類膜的厚度通常在1-100納米範圍,可通過Langmuir-Blodgett技術進行定量研究。
在工程應用領域,國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的技術報告顯示,表面活性膜具有降低界面張力、改變潤濕特性等功能,廣泛應用于石油開采中的驅油劑、日化産品的乳化體系,以及生物醫學領域的藥物遞送系統。劍橋大學膠體科學實驗室的最新研究發現,這類膜的動态粘彈性參數(如表面膨脹模量)與其穩定性能存在直接相關性。
表面活性膜是由表面活性劑分子在液體或固體表面自發排列形成的薄膜結構。其核心作用是通過降低界面張力來穩定界面,常見于溶液表面、乳液或膠體系統中。以下從多個角度詳細解釋:
表面活性劑分子具有兩親性結構——一端為親水基團(如羧酸根、磺酸基),另一端為疏水烴鍊。當達到臨界膠束濃度(CMC)時,這些分子會在界面定向排列:疏水端朝向氣相或非極性相,親水端插入水中,形成單分子層膜。例如,肥皂泡表面的彩虹色就是表面活性膜的光學幹涉現象。
類型 | 典型實例 | 應用領域 |
---|---|---|
Langmuir膜 | 硬脂酸單分子層 | 納米材料塗覆、傳感器 |
吸附雙層膜 | 磷脂雙層(類似細胞膜結構) | 藥物遞送系統、仿生材料 |
泡沫/乳液膜 | 洗滌劑穩定的泡沫界面膜 | 石油開采、食品工業 |
根據吉布斯吸附方程: $$ Γ = -frac{1}{RT} left( frac{dγ}{dln C} right)_T $$ 其中Γ為表面過剩濃度,γ為表面張力,C為溶液濃度。該公式揭示了表面活性劑濃度與膜形成的關系。
這類膜在日化産品(如洗發水)、生物醫藥(人工肺氧合膜)和環境污染治理(油污吸附)中均有重要應用。其性能可通過表面壓測定、Brewster角顯微鏡等手段表征。
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