Yüzey aktif madde
(sörfaktan), sıvı ve diğer bir faz (sıvı, katı, gaz) arasındaki arayüzde,
adsorpsiyon yoluyla yüzey gerilimi düşüren bir substanstır. Sörfaktanlar
organik ampifilik bileşiklerdir; içerdiği hidrofilik gruplar suda, hidrofobik
gruplar ise non-polar ortamda çözünürlüğü sağlar; bu nedenle adsorpsiyon
tabakası arayüzündeki ampifilik moleküller çok etkin şekilde yönlenir:
Ampifilik, hem
liyofilik (özel olarak hidrofilik) ve hem de liyofobik (hidrofobik) özelliklere
sahip olmayı tanımlar.
Liyofilik ve liyofobik, substans ve dispersiyon ortamı
arasındaki intermoleküler etkileşimlerin kalite karakteristikleridir. Substans
ve dispersiyon ortamının moleküler yapıları benzer olduğunda veya substans
molekülleri ortamla kuvvetle etkileştiğinde (hidrojen bağları oluşarak),
hidrofilik özellikler söz konusudur; substans ve çevre arasındaki etkileşim
zayıfsa özellikler liyofobiktir. Dispersiyon ortamı eğer su ise ‘hidrofilik’ ve
‘hidrofobik’ terimleri kullanılır.
Genel bir kural olarak, ampifilik bileşiklerin hidrofobik
kısmı uzun bir düz hidrokarbon zincir [CH3(CH2)n,
n>4], hidrofilik kısım ise COOH veya küçük bir iyon gibi polar bir
fonksiyonal gruptur [COO-, or N (CH3)3+].
Molekülüde polar ve nonpolar kısımların varlığı miseller, bitabakalar ve diğer
yapıların oluşumuyla partikül agregasyonuna yardımcı olur (Şekil). Sörfaktanlar
(yüzey aktif madde), lipidler,
çoğu peptpdler, proteinler ve polimerler ampifilik özelliklere sahiptir.
Ampifilik substanslar bir çözeltide farklı supramoleküler
yapılar oluştururlar (monotabakalar, miseller, lipozomlar ve diğerleri Şekil);
bunlar, çeşitli yapılarda nanopartiküllerin,filmlerin ve membranların sentezinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ayrıca, çoğu zaman nanopartiküller için koruyucu kabuk olarak da yararlanılır.
Komponentlerin konsantrasyonlarına bağlı olarak sörfaktan
moleküllerinin farklı paketlenmeleri, tipik bir sörfaktan-yağ-su sistemi
faz-diyagramında görülebilir. Örneğin, büyük miktarlarda ampifilik bir malzeme
(sörfaktan) ve az miktarlarda su ve yağ ile sörfaktan ‘kristaller’, büyük
miktarlarda su ve az miktarlarda sörfaktan ve yağ ile miseller oluşur.
Ampifilik sörfaktan bileşiklerin kullanım alanı oldukça
geniştir; örneğin, nanopartiküller (dispersiyon, emülsiyon), filmler
(Langmuir-Blodgett metot, self-montaj monotabakalar), farklı moleküler
yapıların (lipozomlar, miseller), v.s. gibi, hazırlanmasında uygulanan
metotlarda önemli derecede yararlanılmaktadır.
Bir
sörfaktan-yağ-su sisteminin şeması
