коллапс геля иначе коллапс полимерного геля (англ. collapse of polymer gels) — резкое уменьшение объема геля при небольшом изменении внешних условий.

Описание

Полимерные гели представляют собой набухшие в растворителе длинные полимерные цепи, сшитые друг с другом поперечными ковалентными связями (сшивками) в единую пространственную сетку. Если изменение внешних условий приводит к возникновению эффективного притяжения между полимерными звеньями (гидрофобные взаимодействия, водородные связи), то гель коллапсирует.

Плотность незаряженного геля определяется взаимодействием мономерных звеньев друг с другом и с растворителем. Полиэлектролитные гели содержат заряженные группы, образующиеся одновременно с противоионами при диссоциации мономерных звеньев. Плотность полиэлектролитного геля в набухшем состоянии определяется конкуренцией распирающего давления подвижных противоионов и упругих сил, возникающих при вытягивании полимерных цепей.

Объем такого геля в набухшем и сколлапсированном состоянии может различаться в сотни раз, некоторые гидрогели способны удерживать до 2 кг воды на 1 г сухого полимера.

Таким образом, полимерные гели можно отнести к умным материалам, способным реагировать на небольшие изменения во внешней среде заранее из вестным образом. В настоящее время исследовано явление коллапса геля под воздействием различных факторов — температуры, светового излучения, состава растворителя, водородного показателя (pH) среды.

Иллюстрации

Коллапс полимерного геля при нагревании [2].
Коллапс полимерного геля при нагревании [2].

Авторы

  • Хохлов Алексей Ремович
  • Говорун Елена Николаевна

Источники

  1. Хохлов А. Р. Восприимчивые гели // Соросовский образовательный журнал. 1998. №11. С. 138–142.
  2. Филиппова О. Е. «Умные» полимерные гидрогели // Природа. 2005. №8. С. 71–73.

Напишите нам