Мономолекулярный слой

Мономолекулярный слой, монослой, слой вещества толщиной в одну молекулу на поверхности раздела фаз (тел). Мономолекулярные слои возникают при адсорбции, поверхностной диффузии и в результате испарения растворителя из раствора, содержащего нелетучий компонент. Мономолекулярный слой, образованные поверхностно-активными веществами на поверхности жидкости или на границе двух несмешивающихся жидкостей, могут находиться в различных двумерных состояниях: газообразном, конденсированном и промежуточном («жидко-расширенном»). В газообразных мономолекулярных слоях расстояние между молекулами велико по сравнению с их размерами, поэтому межмолекулярное (когезионное) взаимодействие практически отсутствует. Конденсированные мономолекулярные слои, напротив, имеют предельно плотную упаковку молекул. В случае жирных кислот, спиртов или др. соединений, молекулы которых можно представить в виде углеводородной цепи с полярной группой на конце, конденсированные мономолекулярные слои подобны «частоколу», занимающему всю площадь поверхности. Каждая молекула в таком «частоколе» расположена перпендикулярно или наклонно к поверхности раздела фаз и независимо от своей длины обычно занимает площадку 20—25 2. Высокомолекулярные соединения линейного строения, как правило, образуют мономолекулярные слои с горизонтальной ориентацией макромолекул. При достаточно высокой когезии мономолекулярные слои могут проявлять поверхностную вязкость и прочность, сильно отличающиеся от этих же характеристик объёмных фаз.

  Структура и свойства мономолекулярных слоев оказывают большое влияние на процессы массопереноса (испарение, диффузию) и катализа, трение, адгезию, коррозию, что учитывают при решении соответствующих технологических и технических задач. От состояния мономолекулярных слоев часто решающим образом зависит устойчивость высокодисперсных систем: золей, эмульсий, суспензий. Важную роль играют мономолекулярные слои также в разнообразных биологических системах. Так, во всех клетках живых организмов имеются мембранные структуры. Основу биологических мембран составляют два мономолекулярных слоя белковых молекул, между которыми расположен двойной (бимолекулярный) слой липидов. Толщина такой четырёхслойной мембраны 70—80 . Чередованием различного рода мономолекулярных слоев обусловлена также ламеллярная (слоистая) структура некоторых клеточных органоидов, например хлоропластов в клетках зелёных растений. Искусственные мономолекулярные слои применяют как модели биологических мембран при изучении их структуры и функций.

 

  Лит.: Adamson A. W., Physical chemistry of surfaces, 2 ed., N. Y. — [a. o.], 1971; Gaines G. L., Insoluble monolayers at liquid-gas interfaces, N. Y. — [a. o.], [1966]; Береджик Н., Исследование мономолекулярных слоев полимеров, в кн.: Новейшие методы исследования полимеров, пер. с англ., М., 1966, гл. 16.

  Л. А. Шиц.

 


ПраймКемикалсГрупп