بررسی خواص شیمی فیزیکی نانوساختارهای مواد فعال سطحی زیست تخریب پذیر

در بخش اول با استفاده از داده های کشش سطحی و هدایت سنجی، خواص سطحی و ترمودینامیکی مواد فعال سطحی دوقلوی شامل استر، دودسیل استرکوات (s=3) (s نشان دهنده طول جداکننده است) و دودسیل بتائینات(s=2, 3) در حالت خالص و در حضور الکترولیت nabr تعیین شده است. سپس با استفاده از داده های اندازه گیری ویسکوزیته، اندازه گیری پراکندگی دینامیکی نور و تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی عبوری و میکروسکوپ نوری و همچنین محاسبات کوانتومی، شکل و اندازه تجمعات حاصل از این مواد فعال سطحی بررسی و نقش الکترولیت nabr بر تغییرات ساختاری محتمل مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد موقعیت گروه استری در زنجیره آب گریز و طول جداکننده تاثیر زیادی بر خواص شیمی فیزیکی و رفتار تجمعی این مواد فعال سطحی استری دارد. در غلظت های پایین (تا %wt 1/1) هر سه ماده فعال سطحی تشکیل میسل های کروی می دهند ولی در غلظت بالاتر (%wt 7/3) با توجه به موقعیت گروه استری در زنجیره آب گریز و طول جداکننده، شکل تجمعات متفاوت است. دودسیل بتائینات (s=2) به علت تشکیل میسل های کرمی شکل، تشکیل ژل می دهد. دودسیل بتائینات (s=3) وسیکل های بزرگ و دودسیل استرکوات (s=3) میسل های استوآن های کوتاه که با میسل های کروی وجود دارند تشکیل می دهد. در دودسیل استرکوات (s=3) و دودسیل بتائینات (s=3)، افزایش نمک تنها باعث رشد میسل شده، اما در دودسیل بتائینات (s=2)، باعث تغییر میسل های کرمی شکل به ساختارهای چند لایه ای شده است. در بخش دوم اثر ماده فعال سطحی آنیونی سدیم دودسیل سولفات (sds) بر خواص شیمی فیزیکی و رفتار تجمعی دودسیل استرکوات (s=3) و دودسیل بتائینات (s=3) در حالت خالص و در حضور الکترولیت kcl مطالعه شده است. موقعیت و جهت گیری پیوند استری در زنجیره آب گریز نقش مهمی در خواص شیمی فیزیکی و پارامتر برهم کنش در فاز تجمع و تشکیل تک لایه سیستم مخلوط دوتایی مواد فعال سطحی دوقلوی استری با sds دارد، به طوری که هم افزایی بالایی برای سیستم مخلوط دودسیل استرکوات (s=3)/ sds مشاهده می شود ولی در سیستم دودسیل بتائینات (s=3)/ sdsهم افزایی کمتری مشاهده شد. در غیاب kcl هر دو ماده فعال سطحی میسل تشکیل می دهند و بعد از مخلوط شدن با sds تغیییر شکلی مشاهده نمی شود و فقط رشد میسل وجود دارد. اما در حضور kcl رفتار تجمعی این مواد فعال سطحی نسبت به موقعیت پیوند استری در زنجیره آب گریز کاملا متفاوت است. دودسیل استرکوات (s=3) در حضورkcl ، نانو ذرات مکعبی تشکیل می دهد و با افزایش غلظت ماده فعال سطحی یک تغییر فاز به میسل وجود دارد. در مقابل دودسیل بتائینات (s=3) تشکیل وسیکل می دهد و با افزایش غلظت ماده فعال سطحی به میسل تبدیل می شود. شکل تجمعات دودسیل استرکوات (s=3) در اثر اضافه شدن sds، از نانو ذرات مکعبی به نانو ذرات استوآن های و کشیده تبدیل می شود، اما ساختارهای وسیکلی دودسیل بتائینات (s=3)در اثر مخلوط شدن با sds، همچنان کروی و وسیکل می مانند. در بخش سوم اثر دما بر خواص شیمی فیزیکی و ترمودینامیکی مواد فعال سطحی استری بررسی شده است. پارامترهای ترمودینامیکی از قبیل انرژی آزاد تشکیل میسل، آنتالپی تشکیل میسل و آنتروپی تشکیل میسل از داده های کشش سطحی و هدایت سنجی محاسبه شده و پدیده جبران آنتالپی- آنتروپی ارزیابی شده است; سپس سهم هر کدام از انرژی های آزاد به انرژی آزاد کل تشکیل میسل از طریق مدل ناگاراجان محاسبه گردیده است. نتایج نشان داد با افزایش دما، cmc افزایش و max? کاهش می یابد که علت آن افزایش حرکات مولکول هاست به طوری که تعداد ماده فعال سطحی کمتری روی سطح قرار می گیرد و تجمع در غلظت بالاتری اتفاق می افتد. پدیده جبران آنتالپی-آنتروپی در هر دوی این مواد فعال سطحی مشاهده شد و بر اساس ?h*mic پایداری میسل های دودسیل استرکوات (s=3) نسبت به دودسیل بتائینات (s=2) بیشتر است. مقایسه انرژی آزاد کل تشکیل میسل بدست آمده از مدل ناگاراجان با مقادیر انرژی آزاد تجربی نشان می دهد که توافق نسبتا خوبی بین مدل و تجربه وجود دارد.