При дальнейшем повышении концентрации ПАВ и РP = 1.0 самопроизвольно формируется ламеллярная структура в виде чередующихся параллельно располо-женных плоских бислоев ПАВ и воды (см. рис. 12,d ). Такие ламеллярные структуры соответствуют области перехода от “прямых“ мицелл (РP <1) к “обратным“ мицеллам (РP>1), т.к. последующий рост концентрации ПАВ приводит к “обращенным“ мицелл-лярным системам, в которых вода и ПАВ меняются местами. При этом ПАВ начинает выполнять роль межмицеллярной среды, а вода образует центральную часть мицеллы, и трансформации с ростом содержания ПАВ проходят в обратной последовательности: ламеллярная структура " область биконтиниумов " гексагональная плотейшая упаковка цилиндрических мицелл " хаотичная упаковка цилиндрических мицелл " сфрические мицелллы, вплоть до образования чистой фазы ПАВ.
Процессы мицеллообразования чрезвычайно широко распространены в биологии, т.к. белки, липиды, липопротеины и многие другие важнейшие компоненты живых клеток обладают свойствами ПАВ [42,[148],[149]], диссоциируя в водных растворах по реакциям ROOH " ROО- или ROH " R+ (или ROH2+) с образованием соответст-вующих анионных или катионных форм, которые могут взаимодействовать с компо-нентами воды и водных растворов. Многие важнейшие массообменные процессы в живых организмах осуществляются с помощью везикул размером от 0.25 - 1 мкм (см. рис.13 е). Формирование везикул характерно для ПАВ с 2-3 хвостами, что обеспечивает значения РP ~ 1.0 уже при малых концентрациях ПАВ. Такие везикулы являются важнейшим компонентом плазмы крови, образуются также из флуктуирующего материала мембран печени, тонких кишок и других органов живого организма. Строение везикул позволяет им замыкать в своем внутреннем пространстве ферменты, компоненты лекарств, энзимы, ДНК и другие жизненно важные компоненты экзоген-ного (пищевого) и эндогенного (внутреннего) происхождения, и обеспечивать их транспорт между участками живого организма. Точность доставки осуществляется через молекулярный механизм узнавания, благодаря которому везикула «прилипает» к участкам мембран заданного строения, где внедряется и передает строго по адресу доставляемый ей биокомплекс. Механизмы образования и «раскрытия» таких везикул основаны на фрустрации.
На взаимодействии неорганических ионов водных растворов с зарядами на поверхности белков, липидов, липопротеинов, и т.д. основана биоминерализация. Ее распространенные простейшие примеры - образование панцирей морских микроор-ганизмов и растений за счет селективной сорбции [Ca(OH)(H2O)X]+ или [Si(OH)5(H2O)X]- с последующей химической поликонденсацией (рис.16). Эти меха-низмы могут быть условно записаны как S-I+ и S+I-, где S – анионы или катионы ПАВ, а I – катионы или анионы неорганического компонента.
Рис.16. Силикатные или известковые оболочки кораллов, радиолярий и
диатомитов (слева нап-раво).
На идее биомине-ра-лизации основано первое объяснение механизма образования алюмосиликатной мезофазы, обнаруженной авторами [123,124] в условиях синтеза цеолитов типа ZSM-5 в в присутствии катионов алкилтриметиламмония СnH2n+1N+(CH3)3 при n = 8-16. Авторы [123,124] назвали этот механизм жидкокристаллическим темплатированием (LCT в англоязычной аббревиатуре). Суть этого механизма показана на рис. 17.
Согласно этому механизму, ионы СnH2n+1N+(CH3)3 образуют цилиндрические ми-целлы Sm +, на поверхности которых собирается монослой алюмосиликатных ПСА Im-, которые далее поликонденсируются с образованием жесткого неорганического каркаса, сохраняющегося после удаления ПАВ. Удаление ПАВ в первых работах осущест-влялось путем прокалки на воздухе при 500- 7000С, позже стали отрабатываться варианты экстракционного удаления, допускающего многократное использование ПАВ. В [123,124] предложено два варианта механизма синтеза: осаждение анионов I- на поверхность Sm+ мицелл ПАВ с последующим формированием гексагонально-упорядоченной мезофазы или осаждение неорганических анионов на поверхность уже заранее сформированной упорядоченной жидкокристаллической мезофазы из ПАВ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.