Новости химической науки > Первое в мире магнитное мыло

Исследователи разработали жидкое поверхностно-активное вещество, которое может перемещаться при воздействии магнита. Это открытие позволит создать мыла и детергенты, которые можно будет перемещать к определенной точке или даже удалить из сложной смеси просто с помощью внешнего магнитного поля.

Поверхностно-активные вещества, которые применяются в многочисленных составах – от детергентов и эмульгаторов до увлажняющих агентов, условно можно разбить на два фрагмента – полярную гидрофильную «головку» и неполярный липофильный «хвост». Молекулы поверхностно-активных веществ способны к самопроизвольной организации в такие частицы как везикулы и мицеллы.

Магнитные ПАВ можно легко контролировать. (Рисунок из Angew. Chem., Int. Ed., 2012, DOI: 10.1002/anie.201108010)

Исследователи из группы Джулиана Исто (Julian Eastoe) из Университета Бристоля взяли коммерчески доступные поверхностно-активные вещества, смешали их с солями железа, в результате чего произошло замещение аниона ПАВ на железосодержащий ион. В результате такого обмена было получено поверхностно-активное вещество – ионная жидкость, которая реагирует на изменения магнитного поля. Исследователи продемонстрировали, что на траекторию падения капли этой ионной жидкости влияет обычный магнит и, что более зрелищно, новое ПАВ, находящееся под слоем менее плотного органического растворителя может быть поднято из растворителя действием магнита, магнитное поле в данном случае преодолевает не только силу тяготения, но и поверхностное натяжение, возникающее на границе раздела двух жидкостей.

Для изучения природы магнитных свойств ПАВ исследователи изучили вещество с помощью метода малоуглового рассеивания нейтронов. Результаты исследования показали, что магнетизм ионной жидкости проявляется благодаря ее внутренней организации, в частности – образования кластеров. Такие кластеры состоят из мицелл с радиусом около 10 нм, в центральном фрагменте таких мицелл локализованы железосодержащие анионы. Изолированные анионы не проявляют магнитных свойств, однако, в результате сближения группа таких анионов начинает проявлять магнитные свойства.

Исто заявляет, что в настоящий момент его исследовательская группа пытается разработать новые, более чувствительные к воздействию магнитного поля поверхностно-активные вещества – первые образцы магнитно-активного ПАВ были получены скорее как доказательство принципиальной возможности создания такого материала. Исследователи из Бристоля хотят знать, как нужно модифицировать вещества, чтобы они смогли выполнять и более сложные «трюки», чем взаимодействие с магнитом. По словам Исто результаты новой работы демонстрируют, что магнитные мыла и стиральные порошки вскоре могут стать реальностью, что позволит перемещать растворы этих веществ в нужном направлении.

Питер Гриффитс (Peter Griffiths), специалист по ПАВ из Университета Кардиффа высоко оценивает результаты работы британских коллег. Он подчеркивает, что Исто удалось продемонстрировать новое яркое и до настоящего времени неизвестное свойство этих замечательных молекул, которое может оказаться полезным для разработки более экологически безопасных процессов с участием поверхностно-активных веществ.

Источник: Angew. Chem., Int. Ed., 2012, DOI: 10.1002/anie.201108010

метки статьи: #нанотехнологии, #новые материалы, #химия поверхности