軟物質(zhì)材料—膠體

《軟物質(zhì)材料—膠體》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、軟物質(zhì)材料—膠體第一章膠體的概述膠體（colloid）又稱膠狀分散體（colloidaldispersion）是一種均勻混合物，在膠體中含有兩種不同狀態(tài)的物質(zhì)，一種分散，另一種連續(xù)。分散的一部分是由微小的粒子或液滴所組成，分散質(zhì)粒子直徑在1nm—100nm之間的分散系；膠體的大小約相當(dāng)于一般小分子大小（約納米級(jí)）至高倍放大（如超顯微鏡）條件下的大小。膠體是一種分散質(zhì)粒子直徑介于粗分散體系和溶液之間的一類分散體系，這是一種高度分散的多相不均勻體系。第一節(jié)膠體的組成膠體粒子可以只含一個(gè)分子。例如某些天然的或合成的大發(fā)展化合物溶解于良溶劑

2、中，可被分散微單個(gè)的分子，這些分子大都符合膠體粒子大小的標(biāo)準(zhǔn)。大分子化合物膠體被稱為親液膠體（lyophiliccolloid）。膠體粒子也可以有多個(gè)分子構(gòu)成。由親水性基團(tuán)和親油性基團(tuán)組成的兩親性活性物質(zhì)在液體介質(zhì)中可以形成由多個(gè)這類分子構(gòu)成的締合體，此類締合體稱為締合膠體（associationcolloid）。當(dāng)構(gòu)成膠體粒子的物質(zhì)與分散介質(zhì)親和性不大時(shí)，必須通過(guò)外界做功，使被分散物質(zhì)以膠體的大小分散于分散介質(zhì)中，這樣形成的膠體分散體系稱為疏液膠體或憎液膠體（lyophobic）。如：溶膠，泡沫，凝膠，乳狀液等。第二節(jié)膠體的主要性

3、質(zhì)1．丁達(dá)爾效應(yīng)(膠體的光學(xué)性質(zhì))(1)產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)，是因?yàn)槟z體分散質(zhì)的粒子比溶液中溶質(zhì)的粒子大，能使光波發(fā)生散射(光波偏離原來(lái)方向而分散傳播)，而溶液分散質(zhì)的粒子太小，光束通過(guò)時(shí)不會(huì)發(fā)生散射。(2)利用丁達(dá)爾效應(yīng)可以區(qū)別溶液和膠體。2．布朗運(yùn)動(dòng)(膠體的動(dòng)力學(xué)性質(zhì))(1)產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，是因?yàn)槟z體粒子受分散劑分子從各方面撞擊、推動(dòng)，每一瞬間合力的方向、大小不同，所以每一瞬間膠體粒子運(yùn)動(dòng)速度和方向都在改變，因而形成不停的、無(wú)秩序的運(yùn)動(dòng)。(2)膠體粒子做布朗運(yùn)動(dòng)的這種性質(zhì)是膠體溶液具有穩(wěn)定性的原因之一。3．電泳現(xiàn)象(膠體的電學(xué)性質(zhì))

4、　(1)產(chǎn)生電泳現(xiàn)象，是因?yàn)槟z體的粒子是帶電的粒子，所以在電場(chǎng)的作用下，發(fā)生了定向運(yùn)動(dòng)。(2)電泳現(xiàn)象證明了膠體的粒子帶有電荷；同一膠體粒子帶有相同的電荷，彼此相互排斥，這是膠體穩(wěn)定的一個(gè)主要原因。(3)膠體粒子帶有電荷，一般說(shuō)來(lái)，是由于膠體粒子具有相對(duì)較大的表面積，能吸附離子等原因引起的。第三節(jié)膠體的應(yīng)用1、農(nóng)業(yè)生產(chǎn):土壤的保肥作用.土壤里許多物質(zhì)如粘土,腐殖質(zhì)等常以膠體形式存在。2、醫(yī)療衛(wèi)生:血液透析,血清紙上電泳,利用電泳分離各種氨基酸和蛋白質(zhì)。醫(yī)學(xué)上越來(lái)越多地利用高度分散的膠體來(lái)檢驗(yàn)或治療疾病，如膠態(tài)磁流體治癌術(shù)是將磁性物質(zhì)

5、制成膠體粒子，作為藥物的載體，在磁場(chǎng)作用下將藥物送到病灶，從而提高療效。　3、日常生活:制豆腐原理(膠體的聚沉)和豆?jié){牛奶,粥,明礬凈水?！?、自然地理:江河人?？谔幮纬扇侵?其形成原理是海水中的電解質(zhì)使江河泥沙所形成膠體發(fā)生聚沉?！?、工業(yè)生產(chǎn):制有色玻璃(固溶膠),冶金工業(yè)利用電泳原理選礦,原油脫水等.在金屬、陶瓷、聚合物等材料中加入固態(tài)膠體粒子，不僅可以改進(jìn)材料的耐沖擊強(qiáng)度、耐斷裂強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等機(jī)械性能，還可以改進(jìn)材料的光學(xué)性質(zhì)。有色玻璃就是由某些膠態(tài)金屬氧化物分散于玻璃中制成的。國(guó)防工業(yè)中有些火藥、炸藥須制成膠體。一些納

6、米材料的制備，冶金工業(yè)中的選礦，是有原油的脫水，塑料、橡膠及合成纖維等的制造過(guò)程都會(huì)用到膠體。6、應(yīng)用實(shí)例：（1）免疫膠體金醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用：氯金酸(HAuCl4)在還原劑作用下，可聚合成一定大小的金顆粒，形成帶負(fù)電的疏水膠溶液。由于靜電作用而成為穩(wěn)定的膠體狀態(tài)，故稱膠體金。圖1-1膠體金圖1-2曲霉毒素b1膠體金檢測(cè)試紙膠體金標(biāo)記，實(shí)質(zhì)上是蛋白質(zhì)等高分子被吸附到膠體金顆粒表面的包被過(guò)程。吸附機(jī)理可能是膠體金顆粒表面負(fù)電荷，與蛋白質(zhì)的正電荷基團(tuán)因靜電吸附而形成牢固結(jié)合。用還原法可以方便地從氯金酸制備各種不同粒徑、也就是不同顏的膠體金顆粒

7、。這種球形的粒子對(duì)蛋白質(zhì)有很強(qiáng)的吸附功能，可以與葡萄球菌A蛋白、免疫球蛋白、毒素、糖蛋白、酶、、激素、牛血清多肽綴合物等非共價(jià)結(jié)合，因而在基礎(chǔ)研究和臨床實(shí)驗(yàn)中成為非常有用的工具。（2）膠體電池的應(yīng)用：膠體電池屬于鉛酸蓄電池的一種發(fā)展分類，最簡(jiǎn)單的做法，是在硫酸中添加膠凝劑，使硫酸電液變?yōu)槟z態(tài)。電液呈膠態(tài)的電池通常稱之為膠體電池。膠體電池與常規(guī)鉛酸電池的區(qū)別，從最初理解的電解質(zhì)膠凝，進(jìn)一步發(fā)展至電解質(zhì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的電化學(xué)特性研究，以及在板柵和活性物質(zhì)中的應(yīng)用推廣。其最重要的特點(diǎn)為：用較小的工業(yè)代價(jià)，沿已有150年歷史的鉛酸電池工業(yè)路子制造

8、出更優(yōu)質(zhì)的電池，其放電曲線平直，拐點(diǎn)高，比能量特別是比功率要比常規(guī)鉛酸電池大20%以上，壽命一般也比常規(guī)鉛酸電池長(zhǎng)一倍左右，高溫及低溫特性要好得多。圖1-3GEL系列膠體閥控式密封鉛酸蓄電池　圖1-4膠體電池第四節(jié)膠體化學(xué)的展望膠體化