Химики ТГУ выяснили тайну гидрофобного эффекта
Адсорбция – это явление концентрирования вещества на поверхности раздела фаз, широко используемое в технике, быту и повседневной жизни. Например, в основе моющего действия средства для мытья посуды или очистки воды в фильтре лежит именно адсорбция.
– Ценность и новизна работы в том, что впервые предложен метод определения механизма адсорбции малорастворимого поверхностно-активного вещества (ПАВ) на границах раздела «раствор – инертные металлы», – рассказывает Нина Калашникова. – Ранее никто не применял подобный подход для изучения механизма адсорбции, а он позволяет избежать многих критических ошибок.
Для наглядности приведём бытовой пример. Представьте, что мы изучаем, как капля масла из смеси с водой оседает на металлической поверхности сковородки. До исследования имелись лишь достаточно трудоёмкие методы, и было сложно понять, почему именно происходит оседание, особенно когда вещество не растворяется полностью. А учёные ТГУ показали, что основной причиной является гидрофобный эффект: вода как бы выталкивает ПАВ (каплю) на границу раздела, независимо от того, граничит раствор с воздухом или с металлом.
Знание механизма адсорбции ПАВ на металлических поверхностях необходимо при изучении электрохимических процессов, таких как электрокатализ и коррозия, для разработки водоотталкивающих покрытий. Понимание того, каким образом ведёт себя вещество на границе с металлом, способствует более эффективному контролю этих процессов.
Пока исследование химиков ТГУ носит больше теоретический характер, однако в планах – расширение исследования: изучение механизма адсорбции для соединений различной природы и строения. В целом результаты работы могут быть использованы в проведении научных исследований в Южном федеральном университете (Ростов-на-Дону), Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (Москва) и в других научно-образовательных центрах страны, а также в учебных курсах по физико-химическим основам адсорбционных явлений, электрохимическим методам исследования, теории межмолекулярных взаимодействий и защите от коррозии.
– На данный момент мы находимся на этапах анализа и рассмотрения возможных направлений практического применения, – поясняет Нина Калашникова. – Наше исследование открывает интересные перспективы, и мы, конечно, будем рады сотрудничеству с коллегами и специалистами, которым близка эта тема. Хочу выразить искреннюю благодарность всем, кто был рядом со мной на этом пути. Особые слова признательности – моему научному руководителю Геннадию Ивановичу Остапенко, который был настоящим наставником. Его критический взгляд и терпение помогли мне преодолеть трудности и научиться мыслить глубже. Также выражаю благодарность Александру Сиясатовичу Буневу, директору Центра медицинской химии ТГУ, где непосредственно проводилось наше исследование, за его активное участие и помощь в решении организационных вопросов. Спасибо коллегам и друзьям, которые поддерживали меня. Их участие в дискуссиях, советы и моральная поддержка были огромной мотивацией двигаться вперёд.