콜로이드

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콜로이드는 어디에나 있는 우리 보다,그래서 그것은 왜 이는 대부분의 사람들에 관해 알려진 것은? 지만 Michael Faraday,설립자 중 하나의 콜로이드 과학,구리에 의하여 그것보다 더 많은 세기,학생으로 우리가 보았다 우리자신을 위해 매력의 금 솔,나노미터 크기의 입자의 금산에서 물로 안정적인 콜로이드와 함께 빨간색는 청색으로 변경에 따라 추가 소금이다. 골드 솔은 현재 나노 기술을위한 빌딩 블록으로 새롭게 관심을 얻었습니다.

콜로이드는 그리스어에서 유래 한 접착제 유사 물질 인 koλλα 를 의미합니다. 용어 콜로이드를 참조하의 상태를 세분을 함축하는 분자 또는 polymolecular 입자 분산에서 중 적어도 하나의 방향으로 대략 차원 사이에 1nm1μm,또는 시스템에서 불연속을 발견 된 거리에서는 순서입니다. 그것은 필요하지 않은 모든 세 가지 차원에서 콜로이드 범위:섬유에는 두 차원은 이 범위에 얇은 필름에서는 하나의 차원에서 이 범위,수도 있습으로 분류 콜로이드. 도 아니다 그것은 필요한 단위의 콜로이드 시스템을 개별 수:지속적인 네트워크 구조,기본적인 단위의 콜로이드 치수 또한 가을은 이 클래스(예:다공성 고체,젤,foams). 콜로이드 분산 시스템에서 입자의 콜로이드의 크기는 자연을(예를 들어,고체,액체 또는 가스)분산되어 지속적인 단계의 다른 구성(또는 상태).

콜로이드는 주로 액체이지만 다른 특성을 갖는 물질입니다: 점액,젤라틴 또는 젖은 점토의 특성을 지닌 우유 또는 점성과 같은 탁도를 발생시키는 광학 중 하나입니다. 이러한 효력 발생에서 존재 고분자의 용해한 액체 및/또는 혼합하여 두 개 이상 고체,액체 또는 가스 단계로 구성됩니다. 콜로이드 과학이므로 설명에서 한 손으로는 연구의 솔루션을 고분자의,예를 들어,단백질 물 또는 솔루션의 합성 고분자 등과 같은 명확한 접착제에 대한 모델은 건설 장비가 있습니다. 다른 한편으로,그의 연구는 성분의 중 한 단계에서 예를 들어,다른,에멀젼(기름에서 물 또는 물에서 기름),솔리드에서 액체포,그리고 복잡한 리오토로핏쿠 액체 크리스탈산 비누 또는 합성 세제를 사용하는 것을 금합니다. 일부는 독자들이 기존의 문제를 감상 비누를 바를 때는 왼쪽에는 연락처로 물,에서 발생하는 진입의 물을 확대하면 하드 압축 soap.

대부분의 연구자들은 동의하는 용어 콜로이드 적용하여 중단에서 재료의 크기 범위 1μm~1000nm 포함할 수 있는 무기재료,광물성의 조각과 미네랄 침전물,biocolloids 뿐만 아니라,자연적인 유기 물질 및 기타 유기 화합물 및 분해 제품과 연결된 저렴한 및 중급 수준의 폐기물니다. 각종 노동자는 다른 크기 범위를 언급했습니다;그러나,상한은 1μm 입니다. 이 용어는 입자 또는 전체 시스템을 나타 내기 위해 사용될 수있다. 콜로이드 시스템(콜로이드 용액 또는 콜로이드 현탁액이라고도 함)은 인터페이스 및 콜로이드 과학의 주제입니다. 이 연구 분야는 스코틀랜드의 과학자 토마스 그레이엄(Thomas Graham)에 의해 1861 년에 소개되었습니다. 다음은 다양한 종류의 콜로이드 시스템에 대한 몇 가지 설명입니다.

입자에 대해 분산 된 상이라는 이름은 본질적으로 동일한 조성의 벌크 상 특성을 갖는 경우에만 사용해야합니다.

콜로이드라는 용어는 콜로이드계의 짧은 동의어로 사용될 수 있다. 위에 주어진 크기 제한은 고려중인 속성에 어느 정도 의존 할 것이기 때문에 단단하지 않습니다. 이 명명법은 특히 속성의 점진적인 전이가 고려 될 때 더 거친 시스템에 적용될 수 있습니다.

콜로이드 시스템에 대한 설명은 종종 구성 요소 또는 구성 요소에 번호를 매길 것을 요구합니다. 번호 매기기의 고정 규칙이 불필요하게 제한적이라고 느껴집니다. 그러나,저자가 명확하게 모든 경우에서 그는 어떻게 번호 매기기하고 특히 그는 번호에 의해 독립적인 열역학적 구성품(모든 중립)또는 종이 또는 성분의 일부 수 이오니아와 관련이 있을 수 있습에 의해 평형 조건의 조건에 의해 electroneutrality. 액체 콜로이드 시스템으로 구성의 두 개 이상의 구성 요소라고 할 수 있습 sol,예를 들어,단백질 sol,금 sol,에멀젼,계면활성제 솔루션을 위 critical micelle concentration,또는 에어로졸.

현탁액에서,고체 입자는 액체에 분산된다; 콜로이드 현탁액은 입자의 크기가 콜로이드 범위에 놓이는 것입니다. 에멀젼 액체에서,액적 및/또는 액정은 액체에 분산된다. 에멀젼에서,방울은 종종 크기면에서 콜로이드에 대한 일반적인 한계를 초과합니다. 에멀젼은 연속상이 수용액인 경우 기호 O/W 로,연속상이 유기 액체(오일)인 경우 w/O 로 표시됩니다. O/W/O 와 같은 보다 복잡한 에멀젼(즉,연속 오일 상에 분산된 수성 액적 내에 함유된 오일 액적)도 가능하다. 사진 에멀젼은 콜로이드 시스템이지만이 명명법의 의미에서 에멀젼이 아닙니다.

라텍스(복수=latices 또는 latexes)에멀젼 또는 솔로서는 각 콜로이드 입자의 번호를 포함하고 고분자.

거품 분산에서 큰 가스의 비율 양에 의하여 형태의 가스 거품 분산에서의 액체,고체,또는 젤입니다. 직경의 거품이 일반적으로 더 큰 것보다 1mm,하지만 두께의 얇은 판자 간의 거품이 종종 일반적인 콜로이드 범위.

froth 라는 용어는 거품과 상호 교환 적으로 사용되었습니다. 특히,경우의 거품을 구별될 수 있는 거품으로 그 사실 이전 안정에 의해 단단한 입자(로에서 거품-부)고 후자에 의해 수용성 물질이다.

에어로졸은 가스의 분산액입니다. 에어로졸에서 입자는 종종 콜로이드에 대한 일반적인 크기 제한을 초과합니다. 는 경우에 분산된 입자가 고체,하나의 말은 에어로졸의 단단한 입자의 경우 그들은 액체,하나의 말은 에어로졸은 액체의 입자입니다. 고체 에어로졸 및 액체 에어로졸이라는 용어의 사용은 권장되지 않습니다. 에어로졸은”고체”도”액체”도 아니지만 기체가 있습니다.

좋은 다양한 용어와 같은 먼지,연무,안개,연무,이슬비,연기,그리고 스모그 사용을 설명하는 에어로졸 자신의 속성에 따라,원산지 및입니다. 이 중 안개와 연기라는 용어 만이이 명명법에 포함됩니다.

안개는 액체 입자,특히 낮은 구름의 에어로졸입니다.연기는 연소,열 분해 또는 열 증발에서 발생하는 에어로졸입니다. 그 입자는 고체(산화 마그네슘 연기)또는 액체(담배 연기)일 수 있습니다.

겔은 유한하고 일반적으로 다소 작은 항복 응력을 갖는 콜로이드 시스템입니다. 준비 과정에서 겔 단계를 통과 한 실리카겔과 같은 물질은 부적절하게 젤이라고합니다.

용어 xerogel 사용을 위한 이러한 건을 열고 밖으로 구조물;그리고 또한 건 아웃 컴팩트한 고분자 젤 같은 젤라틴 또는 고무가 있습니다.

에어로젤이라는 용어는 구조의 개방성이 크게 유지 될 때 사용됩니다.

콜로이드 분산제될 수 있습 lyophobic(소수성,경우에 분산 매체 수용액)또는 lyophilic(친수성). Lyophilic 솔 형성되는 자발적으로 할 때 드라이 일관된 물자(예를 들어,젤라틴,고무,soap)게 연락을 분산 매체;그러므로 그들은 열역학적으로 보다 안정적인 초기 상태에서의 드라이 콜로이드 플러스 물질 분산 매체입니다. Lyophobic 졸(예를 들어,금 졸)은 매질에서 자발적인 분산에 의해 형성 될 수 없다. 그들은 열역학적으로 불안정과 관련하여 분리로 거시적인 단계이지만,그들이 남아 있을 수 있습니다 긴 시간에 확정 상태입니다.

Lyophilic 솔으로 구성되어 협회 colloids 는 집계는 작은 분자의 형성된 역암 및 고분자에서는 분자 자신이 콜로이드 크기입니다.

lyophobic 과 lyophilic colloid 의 혼합물은 보호 된 lyophobic colloid 를 형성 할 수있다.

동결 건조물(친수성,친 유성,친 유성 등)이라는 용어)및 lyophobic(lipophobic 등)는 또한 매체와 특정 원자 그룹의 상호 작용의 특성을 기술하는데 사용될 수있다. 이 사용법에서 용어는”용매 선호”(물 선호,지방 선호 등)의 상대적 질적 의미를 갖습니다.)및”용제 거부”(물 거부,지방 거부 등),각각.

약관을 선호하는 솔벤트는 용매를 거절하기 위해 차등 프로세스는 일반적으로 의미에서의 선호하는 용매를 위 자체가 또는 선체 위에 용이지만,때때로 선호하는 하나의 솔벤트(예를들면,물)다른 이상(예를 들어,석유).

콜로이드 전해질은 이온을 제공하는 전해질이며,그 중 적어도 하나는 콜로이드 크기입니다. 따라서이 용어는 소수성 졸,이온 연관 콜로이드 및 고분자 전해질을 포함한다.

콜로이드 이온의 전하와 반대되는 전하를 갖는 낮은 상대 분자 질량의 이온을 카운터 이온이라고합니다.

는 전해질은 고분자 물질에 녹이기에 물이나 다른 이온화 solvent,dissociates 을 제공 polyions(polycations 또는 polyanions)–곱 청구온–과 함께 해당하는 금액의 이온의 작은 담당하고 반대를 등록하십시오. 작은 전하의 이온이없는 폴리 케이션 및 폴리 아니온으로 해리되는 고분자 전해질도 생각할 수있다. 폴리 전해질은 폴리 산,폴리베이스,폴리 솔트 또는 폴리 암폴 라이트 일 수있다.

콜로이드 시스템의 모든 입자가(거의)동일한 크기 인 경우 시스템을 모노 디스 퍼스라고합니다.

콜로이드 시스템에서 몇 개의 입자 크기 만 발생하면 시스템은 paucidisperse 이고 많은 입자 크기가 발생하면 polydisperse 입니다.

그들의 크기 때문에,콜로이드 입자를 통해 전달할 수 있는 일반 필터,지를 통해 매우 미세한 입구에서 반투 멤브레인과 같은 양피지입니다. 액체는 반투막을 통해 흐를 수 없지만 액체가 다른쪽에 있으면 천천히 그것을 통해 확산됩니다. 콜로이드 분산액은 여과에 의해 정제될 수 없지만,외부에 순수한 물들이 있는 반수성 백에 넣음으로써 투석될 수 있다. 용해 된 불순물은 그 다음 콜로이드 입자가 그 안에 투옥 된 채로 백을 통해 점차적으로 확산된다. 는 경우 프로세스의 투석을 수행을 완료되면,이 현탁액이 자주 나누,또는 정기 때문에,안정성의 콜로이드 시스템에 자주에 의존한 전기 요금에 개별적인 입자,이들을 차례로 일반적으로의 존재에 의존 녹 전해질.

개인적인 콜로이드 입자가 너무 작아서 함께 볼 수 일반 현미경을 만들 수 있습니다 보이는 수단으로의 초 현미경,또는 어두운 분야 현미경으로 관찰합니다. 는 경우 콜로이드 분산 현미경으로 배치 및 광속 빛의 감독을 통해 한쪽에서,경로의 광속가 보이는 비산에서 콜로이드 입자입니다. 이 같은 현상은 어두워 진 방에서 빛의 광선의 경로를 볼 수있게하지만 현미경에서는 빛의 별도의 깜박임이 관찰됩니다. 입자는 것으로 볼 수 있에서 임의의 동작의 결과로 브라운 운동,그리고 그들의 속도는 정확하게 계산에 대한 분자의 크기는 콜로이드 입자입니다. 입자는 전자 현미경으로 직접 볼 수 있습니다. 일부 콜로이드는 콜로이드의 입자에 의한 빛의 산란 인 틴달 효과 때문에 반투명합니다. 다른 콜로이드는 불투명하거나 약간의 색을 가질 수 있습니다. 서브 μm 입자의 콜로이드 분산은 응집에 안정하거나 불안정 할 수있다. 브라운 운동은 입자가 연속적인 움직임에 있음을 보장하여 확산 이론에 의해 결정되는 속도로 충돌을 일으킨다. 높은 계면 자유 에너지 때문에,동결 건조 콜로이드는 열역학적으로 불안정하고 응집하는 경향이있다. 이것은 일반적으로 바람직하지 않으며 콜로이드 과학자들은 그것이 발생하는 것을 막는 것을 목표로합니다.

안정한 분산에서,입자 간 반발력이 지배하기 때문에 입자 충돌은 응집을 초래하지 않는다. 약 0.1μm 보다 큰 입자가 밀도에 따라 침전되지만 무기한으로 분산 된 상태로 유지됩니다. 불안정한 분산액에서,충돌은 골재 형성으로 이어진다;더 큰 응집체는 상대 밀도에 따라 침전물 또는 크림이다.

안정한 분산에서의 반발력은 오래 전에 기원에서 전기적인 것으로 확인되었다. 표면 전위는 표면 전하의 존재로 인해 고체 입자와 주변 액체 사이의 계면에 존재합니다. 을 유지하는 전기 중립성,이온의 반대 전에 존재하는 중간에 끌리는 가까운 입자 표면의 결과로,확산층의 높게 집중한 카운터-이온입니다. 이 층에서 카운터 이온의 농도는 수십 나노 미터의 거리에 걸쳐 표면에서 기하 급수적으로 붕괴됩니다. 생성 된 이온 구름을 전기 이중층의 확산 영역이라고합니다. 입자-입자 충돌에서,이온 구름의 중첩은 입자를 떨어져 밀어내는 삼투압 반발력을 야기한다.

DLVO 이론의 콜로이드 안에 의해 개발되 Derjaguin 및 란다우며 베 웨 및 Overbeek1940 년대 동안,제안이 균형을 불 전기이중층력(긍정적인 규칙에 의해)및 매력적인 van der Waals 력(에 의해 부정적인회)사이에 존재하는 모든 중요합니다. 이 두 힘은 비슷한 범위와 크기 인 것으로 밝혀졌습니다. 전기력은 입자가 서로 접근함에 따라 기하 급수적으로 증가하고 매력적인 힘은 분리의 역 동력으로 증가합니다. 결과적으로,이러한 가산력은 포텐셜 에너지 대 분리 곡선으로 표현 될 수있다. 긍정적 인 결과는 에너지 장벽과 반발력에 해당하는 반면 부정적인 결과는 매력과 따라서 집계에 해당합니다. 일반적으로 기본 이론과 그 이후의 수정은 콜로이드 안정성을 이해하기위한 건전한 기초를 제공한다고 간주됩니다.

동결 건조물 콜로이드(거대 분자)의 표면에 의한 동결 건조물 콜로이드의 흡착은 추가적인 반발력을 야기한다. 고분자 첨부 표면을 형성하는 루프와 같은 구성에 열차의 세그먼트의 표면에 부착된 루프와 꼬리 의 세그먼트 확장 밖으로 액체 단계입니다. 연구,주로 1960 년대와 1970 년대,확인에 자연의 반발력에서 발생하는 이러한 흡착입니다. 이러한 조합의 반발 엔트로피,에서 발생하는 제한된 발생 사유의 흡착 분자면 두 입자가 충돌;및 삼투 반발에서 발생하는 증가의 농도 세그먼트에서 겹치는 지역의 흡착된 레이어에서 입자 입자 접촉입니다. 특별한 조건을 제외하고,포화 흡착층의 존재는 항상 응고에 대한 분산액의 총 안정화로 이어진다. 이전 간행물은이 효과를 콜로이드 보호라고 언급했지만 현재는 멸균 안정화라고합니다.

1.1 환경의 중요성 colloids

Colloids 은 환경이 중요하기 때문에 그들의 상호 작용을 추적하는 유기 및 무기오염물질과 같은 금속하고 지속적인 유기 오염물(Pop),에서 중요한 역할을 bio-통풍 및 화학적 순환의 오염물질이 스며들고 있습니다. 또한,콜로이드는 미량 금속의 분화에 영향을 미치는 중요하고 종종 지배적 인 리간드이다(Geckeis et al.,2002)및 환경 시스템의 다른 오염 물질과 미생물 병원균의 행동에 영향을 미친다. 강어귀,호수 및 강에서의 오염 물질 수송에서 이들 콜로이드의 중요성은 오랫동안 인식되어왔다(Tessier et al.,1994),잠재적 인 생태 및 인간 건강 영향. 점점 더 인식하는 바이오 흡수 및 bioeffects 오염 물질의 많은 생물 같은 미생물,필터링하고 이물질로부터 지류,생선,과도 포유류에 변경 될 수 있습니다 복잡한 방법으로 협회에 의하여 콜로이드와될 수 있는 생물학적 또는 nonbiologically 생산(윌킨슨과 Buffle,2004). 거래의 최근 작품에 초점을 맞추고있다-바이오의 통풍관 무료금속 콜로이드 바인딩금속(예를 들어,팬과 왕,2003;Wang 및 Guo,2000;Carvallho et al.,1999),지만 상당한 진전이 필요합니다.

에도 불구하고 명백한 중요성이 부족하다의 정량적인 이해의 구조 수중의 콜로이드와는 방법에 관한 것이 그들의 환경이”기능”에서 추적 오염 물질과 병원균 규정(Muirhead 및 납,2003). 또한,힘 및 전자 현미경(Muirhead and Lead,2003;Mondi et al. 본 발명은 형광 상관 분광법(fcs,Lead et al.,2003),필드 흐름 분별(FFF;Lyven et al. 본 발명은,광분광학,광분광학,광분광학,광분광학,광분광학,광분광학,광분광학 등이다., 2001). 그러나,이러한 방법의 대부분은 현재 교란되지 않은 환경 콜로이드 시스템의 연구에 사용되지 않고있다.

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