Гидратационные силы

Таким образом, электростатическое взаимодействие гидрофильных поверхностей на малых расстояниях в водном электролите имеет явно выраженный экспоненциальный характер, причем основной вклад в это взаимодействие вносят поверхностные диполи, а не поверхностные заряды. Легко показать, что ди-польное слагаемое на порядок больше зарядового слагаемого даже для максимально заряженных липидов. Следовательно, такое электростатическое взаимодействие будет значительным и в случае нейтральных гидрофильных поверхностей, так как оно почти не зависит от величины поверхностного заряда. Столь необычный, на первый взгляд, результат является следствием нелокальной поляризуемости среды, благодаря которой поверхностные диполи (в противоположность классической электростатике) создают электрическое поле. Естественно предположить, что именно это взаимодействие измеряется в экспериментах как гидратационные силы. [c.165]

Предложенная теория позволяет объяснить некоторые необычные свойства структурных сил, в частности, их. уменьшение при переходе липидного бислоя из жидкой фазы в твердую [419], несмотря на то, что при этом возрастает поверхностная плотность диполей. В процессе такого фазового перехода вода вытесняется из области полярных головок, что означает снижение степени гидратации, описываемой параметром L, и, следовательно, фактора 7, входящего в Ро [см. (9.42) ]. Аналогичным образом можно объяснить также снижение гидратационных сил у тех фосфолипидов, у которых площадь на одну молекулу So меньше [458]. [c.166]

К(г, г ). Однако использование других приближений приводит к новым эффектам. В частности, в рамках чисто зеркальной модели [т. е. f l см. (9.20)] при определенных условиях возможно полное исчезновение гидратационных сил [442]. Для такой модели взаимодействие двух одинаковых мембран в чистой во- [c.166]

Принципиальное отличие (9.43) от (9.40) состоит в наличии множителя, содержащего разность экспонент. Следовательно, для зеркальной модели уменьшение степени гидратации (т. е. параметра Ь) приводит к более сильному спаду структурных сил, чем в рамках диэлектрического приближения (9.40). При этом в случае дегидратированной поверхности (1 = 0) гидратационные силы полностью исчезают. [c.167]

Используя эти данные, можно предположить следующую картину преодоления гидратационного барьера. В отсутствие ионов a + поверхности сближающихся бислоев являются довольно рыхлыми и нелокальная электростатика находящегося между ними электролита соответствует диэлектрическому приближению (9.19). Как следует из (9.26), в этом случае между бислоями действуют значительные силы отталкивания. Добавление в электролит ионов Са + приводит к двум эффектам. Во-первых, благодаря образованию кальциевых мостиков структура бислоя приобретает жесткость и теперь более адекватной становится модель зеркального отражения , т. е. взаимодействие бислоев теперь описывается выражением (9.43). Во-вторых, ионы Са2+ дегидратируют поверхности сближающихся бислоев, что, как видно из (9.43), приводит к полному исчезновению гидратационных сил. [c.167]

В работе [461] было предложено альтернативное объяснение механизма преодоления гидратационного барьера, связанное с тем, что значительные неравновесные флуктуации формы бислоев могут привести к снижению гидратационных сил. [c.167]

Для физиков проблема структурных сил привлекательна тем, что эти силы являются, по-видимому, наиболее яркой демонстрацией пространственной дисперсии диэлектрического отклика в водном электролите. Д. Грюен и С. Марчелья [450] впервые показали, что гидратационные силы в фосфолипидных системах могут быть представлены как результат влияния пространственной неоднородности электрических полей на взаимодействие сближающихся фосфолипидных бислоев. В работах [451, 452] непосредственно использовали аппарат нелокальной электростатики для описания природы гидратационных сил. Отметим, что были предложены и другие теории гидратационных сил [453, 454]. Однако подход, основанный на нелокальной электростатике, представляется физически более достоверным, поскольку он позволяет представить эти силы как результат электростатического взаимодействия сближающихся фосфолипидных бислоев. Это, в свою очередь, позволяет независимо исследовать влияние электролита и параметров поверхности на величину гидратационных сил. Опишем кратко развитый нами подход, следуя [438]. [c.163]

Сильное сальникообразование в мягких глинистых сланцах объясняется двумя факторами 1) перепадом давления, который согласно Гарнье и ван Лингену увеличивается за счет гидратационных сил, действующих в уплотненных глинистых сланцах, и 2) адгезионными силами, которые становятся очень высокими из-за пластической деформации сланцев с образова- [c.352]

Ограниченное набухание имеет место в том случае, когда при добавлении к амфифилу воды, с ростом толщины водного слоя, гидратационные силы, дающие эффективное отталкивание слоев амфифила, вначале превышают силы ван-дер-ваальсова притяжения, но при некотором конечном значении толщины водного слоя эти силы сравниваются при больших значениях толщины В01Ш0Г0 слоя ван-дер-ваальсово притяжение превышало бы гидра-тационное отталкивание. Предельное набухание наблюдается, например, в водных растворах лецитина [21) (рис. 3.19). [c.62]

Проф. А. В. Нагорный (1934 г.) в своей монографии Динамика коллоидных систем , исходя из утверждения Дюкло, а также из анализа условий возникновения коллоидных систем, видит причину уменьшения факторов стабилизации в самой структуре коллоидных частиц. Так как коллоидные частицы, — говорит он, — являются системами историческими, то они, очевидно, не В озникают сразу в окончательной форме, а развиваются ионы, атомы и молекулы, входящие в ИХ состав, постепенно перераспределяются, укладываются плотнее и более стойко под влиянием сил, которые обусловливают возникновение кристаллических решеток. Как результат Этого, возможно, уменьшается величина заряда и гидратационных сил . [c.314]

Среди различных факторов, определяюш их состояние липидов в мембранах, наибольшее значение имеют электростатические силы притяжения и отталкивания между заряженными полярными головками, стерические факторы, учитываюш ие форму молекул липидов и характер расположения их головок и гидрофобных углеводородных хвостов, сила гидратации , а также водородные связи между головками липидов. Гидратационные силы играют важную роль при взаимодействии фосфолипидных мембран между собой. Сохранение слоя воды 10-30 А около наружной полярной поверхности препятствует сближению мембран и их непосредственному контакту. Для удаления такого слоя воды необходимо нарушить его состояние и затратить энергию, что собственно и лежит в основе проявления гидратационнах сил. [c.57]

Природа гидратационных сил отталкивания носит неэлектростатический характер, а проявляется на фоне кулоновских взаимодействий, резко не экспоненциально возрастая на коротких расстояниях. Так, при сближении бислоев дигекса-децилдиметиламиноацетата это происходит на расстоянии 11 А между поверхностями (Нарседжан В., 1989). Однако добавление ионов Са в систему может привести к их взаимодействиям с полярными группами, нарушению из-за этого гидратационного отталкивания и, как следствие, слипанию бислоев в структуру, не содержаш ую воды. [c.57]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология