Galvenā atšķirība starp hidrofobu un superhidrofobu ir to saskares leņķis pret ūdens pilieniem. Ūdens pilienu saskares leņķis uz hidrofobām virsmām ir lielāks par 90 grādiem, tāpēc tas atgrūž ūdeni. Turpretim ūdens pilienu saskares leņķis uz superhidrofobiskas virsmas ir lielāks par 150 grādiem, kas izraisa ne tikai ūdens atgrūšanu, bet arī ūdens ripošanu no virsmas.
Gan hidrofobās, gan superhidrofobās virsmas ir ūdeni atgrūdošas virsmas. Hidrofobā mijiedarbība raksturo atgrūšanos starp ūdeni un citām vielām, savukārt superhidrofoba nozīmē intensīvāku nekā hidrofobu.
Kas ir hidrofobija?
Hidrofobā mijiedarbība ir atgrūšanas spēki starp ūdens molekulām un citām vielām. Tas ir mijiedarbības veids, kas ir pretējs hidrofilajai mijiedarbībai (pievilkšanās spēks starp ūdens molekulām un citām vielām). Šajā terminā “hidro” nozīmē “ūdens” un “fobisks” nozīmē “bailes”. Tāpēc vielas, kurām ūdens nepatīk, varam raksturot kā hidrofobas vielas. Šīs vielas atgrūž ūdens molekulas. Parasti nepolārās molekulas parāda šāda veida mijiedarbību, jo ūdens molekulas ir polāras. Citiem vārdiem sakot, hidrofobām vielām ir tendence piesaistīt vai mijiedarboties ar nepolārām vielām, piemēram, eļļā un heksānā, vai tajās izšķīst.
Dažreiz hidrofobās vielas sauc par lipofīlām vielām, jo šīs vielas piesaista lipīdu vai tauku komponentus. Kad ūdenim pievieno hidrofobu vielu, vielas molekulām ir tendence veidot ķekarus, savstarpēji savienojoties. Tas padara hidrofobos šķīdinātājus svarīgus nepolāru savienojumu atdalīšanai no ūdens vai polāriem šķīdumiem.
Kas ir superhidrofobs?
Superhidrofobiskā mijiedarbība ir spēja atgrūst ūdeni tādā mērā, ka pilieni nevis saplacina, bet gan ripo. To sauc arī par ultrahidrofobitāti. Superhidrofobās virsmas ir ārkārtīgi hidrofobas virsmas, kuras ir ārkārtīgi grūti samitrināt. Parasti ūdens pilienu saskares leņķis uz šāda veida virsmas pārsniedz 150 grādus. Šo mijiedarbību varam nosaukt arī par lotosa efektu ūdens pilienu uzvedības dēļ uz lotosa lapas. Ūdens piliens, kas ietriecas superhidrofobā virsmā, var pilnībā atsist, līdzīgi kā elastīga bumbiņa.
Ūdens piliena saskares leņķi uz superhidrofobiskas virsmas pirmo reizi aprakstīja Tomass Jangs 1805. gadā. Viņš to izdarīja, analizējot spēkus, kas iedarbojas uz šķidruma pilienu, kas atrodas uz gludas cietas virsmas, kas ir ieskauta. ar gāzi.
Mēs varam atrast piemērus superhidrofobām virsmām dabā, tostarp lotosa lapām, smalkiem matiņiem uz dažiem augiem, ūdens straumēm un kukaiņiem, kas dzīvo uz ūdens virsmas, dažiem putniem, kas lieliski peld, utt.
Kāda ir atšķirība starp hidrofobu un superhidrofobu?
Gan hidrofobās, gan superhidrofobās virsmas ir ūdeni atgrūdošas virsmas. Galvenā atšķirība starp hidrofobu un superhidrofobu ir tāda, ka ūdens pilienu saskares leņķis uz hidrofobām virsmām ir lielāks par 90 grādiem, savukārt ūdens pilienu saskares leņķis uz superhidrofobām virsmām ir lielāks par 150 grādiem. Tāpēc hidrofobās virsmas atgrūž ūdeni, savukārt superhidrofobās virsmas ne tikai atgrūž ūdeni, bet arī notecina ūdeni no savām virsmām.
Tālāk esošajā infografikā tabulas veidā ir norādītas atšķirības starp hidrofobu un superhidrofobu, lai tos salīdzinātu.
Kopsavilkums - hidrofobija pret superhidrofobu
Hidrofobās mijiedarbības ir atgrūšanas spēki starp ūdens molekulām un citām vielām. Superhidrofobā mijiedarbība ir spēja atgrūst ūdeni tādā mērā, ka pilieni nevis saplacina, bet gan ripo. Galvenā atšķirība starp hidrofobu un superhidrofobu ir tāda, ka ūdens pilienu saskares leņķis uz hidrofobām virsmām ir lielāks par 90 grādiem, savukārt ūdens pilienu saskares leņķis uz superhidrofobām virsmām ir lielāks par 150 grādiem. Tāpēc hidrofobās virsmas atgrūž ūdeni, savukārt superhidrofobās virsmas ne tikai atgrūž ūdeni, bet arī notecina ūdeni no savām virsmām.
