مطالعه ساختاری افرونهای کلوئیدی گازی به روش هدایت الکتریکی

افرون کلمه ای یونانی به مفهوم کف است که برای متمایز کردن نوعی از حبابهای دو جداره از حبابهای معمولی در سال 1971 توسط پروفسور سا پیشنهاد شد. افرونهای کلوییدی گازی حبابهای میکرونی پایداری هستند که ساختار آنها متشکل از هسته مرکزی گازی و غشا نازک صابونی است. روش تولید افرون از طریق اختلاط بسیار سریع (8-6 هزار دور بر دقیقه) یک محلول بسیار رقیق از ماده فعال سطحی (چند میلی مولار) میسر است. سطح فصل مشترک و نیز پایداری زیاد و همچنین جدا شدن آسان از فاز پیوسته از خصوصیات منحصر به فرد سوسپانسیون افرونهای کلوییدی گازی است که آنها را از دیگر پدیده ها متمایز کرده و کاربردهای متفاوتی را برای آنها ممکن ساخته است. از جمله این کاربردها استخراج یونهای سنگین فلزی، افزایش ضریب انتقال جرم، تصفیه سوسپانسیونها، بیوتکنولوژی، سیال حفاری چاههای نفت، مهندسی بافت و جدا کردن آلودگیهای محیط زیست می باشد. از آنجاییکه حبابهای افرونی دانسیته کمتری از مایع دارند، به هنگام سکون سوسپانسیون ، به طرف سطح مایع حرکت کرده و دو فازی می شوند و اصطلاحا پدیده تخلیه روی می دهد. تا کنوم مطالعه پدیده دو فازی شدن معمترین روش در بررسی خصوصیات و ساختار افرونهای کلوییدی گازی بوده است . در این روش با استفاده از یک استوانه مدرج، سرعت حرکت فصل مشترک ما بین فاز پراکنده (کف) و فاز پیوسته (توده مایع) مورد بررسی قرار می گیرد. بر اساس این روش، فرایند تخلیه به دو فاز ماکروسکوپی و میکروسکوپی تقسیم می شود. در فاز ماکروسکوپی، مایع بالک (حدودا 90 درصد کل توده مایع ) تحت تاثیر نیروی جاذبه، سریعا از میان حبابها تخلیه می شود. در فاز میکروسکوپی، فیلم نازک مایع بین دو حباب محصور در مرزهای پلاتیو، تحت تأثیر فشار مویینگی و جاذبه واندروالس تخلیه می شود. در این رساله، مطالعه ساختاری و کاربردی سوسپانسیون افرونهای کلوییدی گازی مد نظر بوده است. مطالعه ساختاری سوسپانسیون افرونهای کلوییدی گازی با شناخت بهتری از افرونها و پایداری آنها، اطلاعات گسترده ای را در زمینه های کاربردی در اختیار قرار میدهد. از این رو شناخت ساختاری افرونها در این رساله از جایگاه ویژه ای برخوردار است. بدین منظور هدایت الکتریکی انتگرالی و دیفرانسیلی مایع شفاف تخلیه شده از سوسپانسیون افرونی، برای اولین بار، مطرح و مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج حاصل از آن، با اندازه گیری های مربوط به تغییرات غلظت ماده فعال سطحی در محلول پیوسته، در طول فرایند تخلیه مقایسه شده است. نتایج حاصل نه تنها یکدیگر را تأیید می کنند، بلکه بر سه فازی بودن پدیده تخلیه اذعان دارند. سه مرحله شناسایی شده تخلیه عبارتند از مرحله اولیه با هدایت الکتریکی کم، مرحله دوم با هدایت الکتریکی ثابت و مرحله سوم با هدایت الکتریکی افزایشی. در ادامه، به شناسایی توانایی افرون در جداسازی گلوکوآمیلاز پرداخته شده است. از این رو در روش اختلاطی و یکپارچه در phهای متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده حاکی از توانمندی سوسپانسیون افرونی در جداسازی آنزیم گلوکوآمیلاز به روش یکپارچه و به کمک ماده فعال سطحی کاتیونی بوده است.