水溶助剂水溶液中的相行为与介观增溶
软凝聚态物质
2013-09-30 v1
摘要
水溶助剂是两亲性分子，太小以至于不能在水溶液中自发形成平衡结构，但能形成动态的非共价组装体，称为团簇。在疏水化合物存在下，这些团簇似乎变得稳定，导致形成长寿命、高度稳定的介观液滴，这一现象我们称为介观增溶。在这项工作中，我们关注非离子型水溶助剂——叔丁醇（TBA）的水溶液在添加各种疏水化合物时的异常介观性质。在约3至8摩尔百分比TBA浓度范围和约0至25°C温度范围内，TBA水溶液显示出短程（0.5 nm）、短寿命（几十皮秒）的分子团簇，这些团簇导致热力学性质的异常。这些团簇是瞬态的，但不通过扩散弛豫，因此与传统的浓度涨落明显不同。在此浓度和温度范围内，向TBA-水溶液中添加第三种（更疏水的）组分时，观察到约100 nm大小的长寿命介观液滴。在这项工作中，我们澄清了溶解度定义背后的模糊性，并阐明了介观增溶现象。对三个三元体系TBA-水-环氧丙烷、TBA-水-异丁醇和TBA-水-环己烷的宏观和介观相行为进行了系统研究。我们区分了分子溶解度、介观增溶和宏观相分离。我们证实，无需添加表面活性剂或聚合物，即可从小分子中制备出实际稳定的水性胶体。这类新型材料可能在从制药到化妆品和农用化学品等各种工艺和产品的设计中有应用。
引用
@article{arxiv.1309.7255,
title = {Phase behavior and mesoscale solubilization in aqueous solutions of hydrotropes},
author = {Deepa Subramanian and Mikhail A. Anisimov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.7255},
year = {2013}
}
备注
Accepted into the special issue of Fluid Phase Equilibria: Proceedings of the PPEPPD Conference 2013