SVIBOR - Projekt broj: 1-07-133

MINISTARSTVO ZNANOSTI I TEHNOLOGIJE

Strossmayerov trg 4, HR - 10000 ZAGREB
tel.: (01) 459 44 44, faks: (01) 459 44 69
E-mail: ured@znanost.hr

SVIBOR

SVIBOR - Prikupljanje podataka o projektima u RH

Šifra projekta: 1-07-133


VIŠEFAZNI PRIJELAZI I RAVNOTEŽE ČVRSTO-TEKUĆE


Glavni istraživač: TEŽAK, ĐURĐICA (49440)


Suradnici
Tip istraživanja: temeljno
Trajanje od: 01.01.91. do 31.12.96.
Ukupno radova na projektu: 55
Radovi na projektu citirani u Current Contents: 12
Naziv ustanove: Prirodoslovno-matematički fakultet, Prirodoslovni odjeli, Zagreb (119)
Odjel/Zavod: Fizičko-kemijski zavod
Adresa: Marulićev trg 19/II,p.p.163
Grad: 10000 - Zagreb, Hrvatska
Komunikacija
Telefon: 385 (0)1 446 528
teleFaks: 385 (0)1 446 528
Sažetak: Neobična kinetika agregacije amfifilnih micela dodecilbenzensulfonata u vodenim otopinama istraživana je metodom raspršenja svjetlosti, difrakcijom X-zraka i mikroskopijom. Dinamika nastajanja lamelarnih mezofaza objašnjena ja kao konsekutivni proces rasta, fluktuacija micelarnih oblika i agregacija. Ove pokretačke sile dugog dometa uzrokuju maksimum brzine agregacije u periodima neravnotežnih stanja, te smanjenje brzine agregacije do nule u stacionarnim stanjima. Primjenom računske metode fraktalne geometrije pretpostavljeno je da su neki agregati fraktali, a neki multifraktali; prema nagibima pravaca u bilogaritamskom grafičkom prikazu "intenzitet raspršene svjetlosti prema vektoru raspršenja", u slučaju multifraktala vrijednosti su veće od 3. Proučavano je ponašanje micelarnih faza i liotropnih tekućih kristala u binarnim sustavima surfaktanata u vodi, i to: n-alkilbenzensulfonata (dužine ugljikovodičnog lanca C8-C12), dvolančanih C12-surfaktanata i dodecilbenzensulfonske kiseline. Fazni dijagrami određeni su pomoću ukrštenih polarizatora, 2H-NMR-spektroskopijom i polarizacijskom mikroskopijom. Osim lamelarne i inverzne kubične faze nađene su nove nematičke liotropne faze, prekursori lamelarnih faza, koje pokazuju brzo usmjeravanje u magnetskom polju. Nastajanje koloidnih agregata, kao i tekućih kristala aluminium dodecilbenzensulfonata obtađeno je pomoću fraktalne geometrije. Da bi se objasnili eksperimentalni podaci za fraktalne dimenzije, predložen je model multiskaliranja za izračunavanje tih dimenzija za proces nastajanja tekućih kristala; taj model opisuje prostornu i vremensku ovisnost samo-asocijacije amfifila. Na temelju mjerenja dinamičkog i statičnog rasipanja svjetlosti, polarizacijske i transmisijske elektronske mikroskopije i mjerenja difrakcije X-zraka, predložena je molekularna organizacija u lamelarnim mezofazama. Nađeno je da je, zahvaljujući samosličnosti procesa, temeljna simetrija dinamike nastajanja i struktura lamalarnih dvosloja i višeslojeva surfaktanta konzistantna od početka precipitacijskoga procesa iz homogene otopine do agregacije u makroskopske agregate. Nastajanje čvrste faze u vodenim otopinama alkilbenzensulfonata i anorganskih iona pri 20 C, karakterizirano je pripadnim produktima topljivosti, koji su nađeni za dvovalentne ione reda veličine 10E-12, a za trovalentne 10E-17. Određivanjem produkata toplivosti, te statističkom obradbom podataka pokazano je, da je taloženje dodecilbenzensulfonata s ionima teških metala (živa(II)-, olovo(II)-, kalcij(II)-, aluminij(III)-, željezo(II)- iona) u morskoj vodi različitih saliniteta vrlo izraženo. Najzapaženiji utjecaj na taloženje sa surfaktantom u morskoj vodi imaju živini(II) ioni. Temperaturna ovisnost nastajanja i strukturne karakteristike zemnoalkalijskih soli masnih kiselina karakterizirana je topljivošću, te entropijskim i entalpijskim promjenama. Analizom znanstvene djelatnosti iz kemije na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu za period 1976-1992. utvrđena je aktivnost znanstvenika primjerena svjetskim mjerilima.

Ključne riječi: alkilbenzensulfonati, liotropne mezofaze, nematičke faze, tekući kristali, micele, fazni dijagrami, taloženje, produkt topljivosti, morska voda, surfaktant, masne kiseline, ioni teških metala,agregacija, lamelarni dvosloj i višesloj, multiskaliranje, samosličnost

Ciljevi istraživanja: Koloidna kemija, a posebno fizičko-kemijska mjerenja u koloidnoj kemiji, zadiru danas u sva podrčja kemijske znanosti, tehnologije, farmacije, medicine i proučavanja mehanizama razvoja, rasta i patologije živih bića. Istraživanja u koloidnoj kemiji predložena ovim projektom imala su za cilj proučavanje fizičko-kemijskih procesa dinamike i strukture asocijata surfaktanata, koji se proizvode u kemijskoj industriji "Chromos" (dodecilbenzensulfonska kiselina, HDBS), te se upotrebljavaju u proizvodnji detergenata za kućanstva, preradu nafte, i drugo, pa prema tome predstavljaju i ekološki problem. Zato je proučavan sustav HDBS u taložnim ravnotežama s teškim metalima u morskoj vodi, kao simulacija istih procesa npr. u Kaštelanskom zaljevu i drugim prirodnim vodama; rezultati su pokazali vrlo veliki utjecaj na okoliš (vode i sedimente). Pozitivan je rezultat, što se mogu odrediti kritični parametri uklanjanja teških metala iz prirodnih voda taloženjem s detergentom. Cilj proučavanja samo-asocijacije kod amfifilnih molekula u vodi, a takvi su i surfaktanti alkilbenzensulfonati, bio je ustanoviti nastajanje i transformacije faza: micela, tekućih kristala-posebno liotropmih nematika, koji su prekursori ravnih i zakrivljenih lamelarnih faza. Pojave samo-asocijacije amfifila imaju posebno važnu ulogu u biološkim sustavima zbog svoje sposobnosti stvaranja membrana s hidrofilnim polarnim grupama pri vodenoj međupovršini. Osim toga, surfaktanti u vodi, ili ulje/voda smjesi, samo-asociraju u vezikule, liposome, kontinuirane faze i tekuće kristale, pa je proučavanje njihovog ponašanja direktno u vezi s pripremom ljekova i farmaceutskih proizvoda. Dosadašnji rad na projektu dao je nova saznanja o kinetici nastajanja, veličinama, oblicima, transformacijama, te strukturi micela i liotropnih tekućih kristala alkilbenzensulfonata. Zato bi bila dobro-došla zainteresiranost domaće farmaceutske industrije za ovaj tip istraživanja.

SURADNJA - PROJEKTI


  1. Naziv projekta: > "DEFINED CLUSTERS OF ASSOCIATION COLLOIDS IN AQUEOUS SOLUTION'
    Naziv ustanove: Universitaet Bayreuth, Lehrstuhl fuer Physikalische Chemie
    Grad: Bayreuth, Njemačka

SURADNJA - USTANOVE


  1. Naziv ustanove: Institut Rugjer Bošković
    Tip ustanove: Državni institut
    Tip suradnje: Zajedničko objavljivanje znanstvenih radova
    Grad: 10000 - Zagreb, Hrvatska
Ostali podaci o projektu.
MZT Engleski jezik SVIBOR Abecedni popis Složeno po šifri projekta Složeno po ustanovi projekta Pretraga Pomoć
Ministarstvo znanosti
i tehnologije		 Engleski
jezik		 Svibor
početna stranica		 Abecedni
popis		 Složeno po
šifri projekta		 Složeno po
ustanovi projekta		 Pretraživanje Pomoć
Datum zadnje promjene: 16.10.95
Informacije: svibor@znanost.hr