От производства полимеров до книгопечатания

Углеводороды практически нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в водном растворе мыла: они поглощаются ядрами мицелл. Это явление называется солюбилизацией или коллоидной растворимостью и играет важную роль в производстве полимеров. Молекулы мономера — первичного вещества, из которого получается полимер, — при эмульгировании в водном растворе мыла переходят из капелек в ядра мицелл, где идет полимеризация. Образуется латекс — высокодисперсная взвесь частиц полимера, напоминающая сливки. Полимеризация в эмульсиях очень удобна для изготовления пленочных изделий: в латекс макают металлический цилиндр, и, после того как вода испарится, на нем образуется сплошная пленка из слившихся друг с другом частиц полимера.

Поглощая жидкий углеводород, керосин или гептан, пластинчатые мицеллы мыла разбухают, становятся круглыми и больше не могут сцепляться в каркас. Даже концентрированные растворы мыл — гели — при этом разжижаются, превращаясь в текучие жидкости, их вязкость понижается в сотни тысяч раз. Так можно управлять образованием пространственных структур в дисперсных системах — их превращают в твердые тела или в легко текучие жидкости. С помощью мыл можно загущать, или, как говорят в технике, «отверждать», жидкое горючее — керосин, бензин или спирт. Таким горючим пользуются полярники, геологи, туристы.

Человеческие потребности разнообразны. Нам необходимо научиться отмывать грязь, но не менее важно наносить ее на чистую поверхность. Что такое печатание книг и иллюстраций, как не нанесение на бумагу устойчивых загрязнений? Процесс печатания можно рассматривать как сложный комплекс тонко управляемых поверхностных явлений. В литографии на поверхность гладкого камня — известняка — или металлическую печатную форму наносят жирной краской рисунок. Краска содержит поверхностноактивные вещества (обычно жирные кислоты). Благодаря им одни участки формы смачиваются краской, но не смачиваются водой, а другие после обработки водным раствором гидрофильного поверхностноак-тивного вещества (крахмала, декстрина, поливинилового спирта) во влажном состоянии не воспринимают краску и становятся пробельными местами. В этом процессе очень важно сделать резкую границу между двумя такими участками и сохранить ее надолго, чтобы с одной формы получить много оттисков.

Поверхностноактивные вещества — наши незаметные и незаменимые друзья. Они помогают нам управлять поверхностными процессами, которые имеют решающее значение во взаимодействии различных тел — твердых, жидких и газообразных. Не думайте, что поверхностные явления и процессы характерны только для техники, не менее важны они и в природе. Вот быстро бежит по зеркалу пруда водомерка — ее лапки не смачиваются водой. По той же причине прилипает к поверхности воды и не тонет личинка малярийного комара. Чтобы избавить окрестность от малярии, надо покрыть пруд тончайшей нефтяной пленкой.

Капли росы и дождя не смачивают восковую поверхность листьев, а потому не закрывают поры, и растения дышат свободно. Силы смачивания помогают влаге подниматься по стеблям и стволам растений. И наоборот, благодаря тому что плазма крови не смачивает стенки самых тонких капиллярных сосудов, облегчается кровообращение, кровь не свертывается. Образование и рассеивание тумана и облаков — все это поверхностные явления. Мелкие зародышевые капельки же растут за счет конденсации пара и слияния друг с другом — идет дождь. Это связано с проявлениями поверхностной энергии.

Но если множество процессов в природе, в организмах растений и животных вызвано особыми свойствами поверхностей, то не научится ли человек управлять ими так же, как сейчас он управляет подобными процессами в технике? На этот вопрос можно дать утвердительный ответ. Физико-химия поверхностных явлений и дисперсных систем — наука быстро развивающаяся, и от нее надо ожидать очень много нового и ценного.

перейти к началу страницы