آب‌ گریز یا هیدروفوب

واحد دانش و تکنولوژی تبیان زنجان

 

آب‌گریز یا هیدروفوب (به انگلیسی: Hydrophobe)‏ در شیمی و زیست‌شناسی سلول کاربرد دارد و یک پدیده فیزیکی در مولکول‌ها است که از آب دوری می‌کنند.

مولکول‌های آب‌گریز غیرقطبی هستند و به‌همین خاطر تمایل به دیگر مولکول‌ها و حلال‌های غیرقطبی دارند. این مولکول‌های آب‌گریز در درون آب به هم پیوسته و تشکیل میسل می‌دهند.

متقابلاً آب بر روی سطوح هیدروفوب٬ یک زاویه‌تماس بسیار بزرگی به خود می‌گیرد و بشکل قطره‌های کروی درمی‌آید.

مثال‌هایی از مولکول آب‌گریز شامل نفت٬ آلکن‌ها٬ روغن و چربی می‌شوند. از مواد هیدروفوب در صنعت بعنوان شوینده چربی(درکنار مواد لیپوفیل)٬ جداکننده‌های نفت از آب و برای زدودن ذرات غیرقطبی از سطوح قطبی استفاده می‌شود.

تبیان زنجان

پس‌زمینه شیمی

طبق اصول ترمودینامیک٬ ذرات بدنبال سطوح پایین‌تر انرژی تمایل دارند. آب یک مولکول قطبی است و از خصلت‌های شگرف آن اینست که توانایی ایجاد پیوند ئیدروژنی دارد.

اما مولکول‌های آب‌گریز بعلت غیرقطبی بودن نمی‌توانند با مولکول‌های آب پیوندی ایجاد کنند و از هم دور شده تا جاییکه مولکول‌های آب با هم پیوند ایجاد می‌کنند٬ سطوح برخورد بین دو نوع مولکول به کمینه و حداقل رسیده و پدیده جداشدگی ایجاد می‌شود.

 زاویه تماس

قطره‌ای از مایع بر سطح جامد که قطره را فشار هوای اطراف احاطه کرده است.زاویه تماس, θC, زاویه میان سه فاز مایع٬ جامد و گاز(هوا) است.

زاویهٔ‌تماس٬ در مبحث هیدروفوب-هیدروفیل به زاویه‌ای گفته می‌شود که آخرین لبه یک مایع با سطح زیرین خود ایجاد می‌کند.

هرچه این زاویه(در شکل θC) بزرگ‌تر باشد نسبت هیدروفوبیک بین دو ماده بیشتر است. مثلاً قطره آب بر روی برگ نیلوفرآبی حجم کروی‌تری بخود گرفته و زاویه بازتری ایجاد می‌کند.

 هرچه این زاویه بازتر باشد احتمال خیس شدن سطح زیرین کم‌تر می‌شود٬ تا جایی‌که مثلاً قطره آب بر روی برگ نیلوفرآبی زاویه‌ای حدود ۱۵۰ درجه ایجاد می‌کند.

امروزه بیشتر از گذشته از این پدیده برای ساخت پارچه‌های ضدآب استفاده می‌شود.

 زیست‌سلول

 در غشای سلول٬ سد لیپیدی غشای سلول را از نفوذ آب نگهداری می‌کند. ساختار هر لایه از غشااز مولکول‌های فسفولیپید تشکیل شده‌است.

انتهای فسفات هر مولکول فسفولیپید در آب محلول بوده و آب‌دوست است و انتهای دارای ساختار اسید چرب فقط در چربی‌ها محلول بوده و آب‌گریزاست.

بخش‌های هیدروفیل دو سطح غشاء به هم نزدیک بوده و اسید چرب در دوطرف آن معلق هستند. این پدیده منجر به عدم نزدیکی و نفوذ آب درون ماتریکس‌ برون‌سلولی به سلول می‌شود.