Surfaktant

Från Rilpedia

Texten från svenska Wikipedia

Natriumlaurylsulfat (SLS) har ett anjoniskt huvud och en lång kolvätesvans, vilket gör föreningen till en amfifil surfaktant. SLS används ofta i till exempel tandkräm och schampoo.

En surfaktant (av engelska Surface Active Agent), ofta även tensid, är ett ytaktivt ämne som kan modifiera ytspänningen hos en fasgränsyta. Surfaktantmolekyler har en amfifil karaktär, vilket betyder att en del av molekylen är löslig (lyofil) i den ifrågavarande vätskan medan den andra är olöslig (lyofob). De kommer därför att anlagras i gränsytan mellan två faser, och orientera sig så att varje del pekar mot den fas där den är mest löslig. Om den ena fasen är vatten talar man om surfaktantens hydrofila och hydrofoba delar.

Inom fysiologin avses med surfaktanter oftast speciella proteiner som reducerar ytspänningen i lungornas alveoler.

Indelning

Salter såsom natriumklorid är svaga surfaktanter som höjer ytspänningen hos vatten en aning. Alkoholer reducerar ytspänningen, speciellt långkedjade alkoholer. Verkliga, tekniskt användbara surfaktanter har dock betydligt större verkan. De består vanligen av ett "huvud" som är starkt polärt eller joniskt och en lång kolvätekedja som "svans". Utgående från den hydrofila delen delas surfaktanter upp i:

• Anjoniska surfaktanter med negativa huvud
• Katjoniska surfaktanter med positiva huvud
• Zwitterjoniska (amfojoniska) surfaktanter som innehåller både positiva och negativa grupper
• Nonjoniska surfaktanter som innehåller starkt polära grupper, men inga joner

Miceller

En micell i tvärsnitt

Vid höga koncentrationer kommer vissa surfaktanter inte längre att kunna anrikas i fasgränserna, då ytfilmen som uppstår där blir alltför tjock. De bildar då miceller. Miceller är vanligen runda aggregat av surfaktantmolekyler där de hydrofoba delarna pekar in mot mitten. Den koncentration vid vilken miceller börjar bildas kallas kritisk micellkoncentration och förkortas c.m.c. Den kan lätt bestämmas då ytspänningen efter c.m.c. inte längre minskar nämnvärt trots ytterligare tillsatser av surfaktanten.

Miceller har också användbara egenskaper. De kan användas för att lösa oljor som är olösliga i vatten. Inne i micellen, dit de oljelösliga delarna av surfaktantmolekylen pekar, finns då små oljedroppar.

Tekniska surfaktanter

Surfaktanter används till en lång rad tekniska tillämpningar, och har olika namn beroende på område. Namnet beskriver dock inte surfaktantmolekylen och samma surfaktant kan ha olika användningsområden.

• Tvättmedel (Detergenter)
• Tensider är en vanlig teknisk synonym till surfaktanter
• Emulgeringsmedel underlättar framställning av emulsioner
• Dispersanter underlättar tillverkning av dispersioner
• Vätmedel
• Flotationsmedel

Inom fysiologi

Hos däggdjur är surfaktanter en typ av lipoproteiner som produceras av typ II pneumocyter i lungornas alveoler. Deras funktion är att reducera ytspänningen i alveolen vilken annars skulle leda till kollaps av lungvävnaden vid utandning.

Dessa lipoproteiner består av proteiner med bundna fosfolipider, varav den vanligaste fosfolipiden är dipalmitoylfosfatidylkolin.

Indikationer antyder att surfaktanter även har en andra uppgift, nämligen att motverka att lungorna drabbas av ödem. Genom att ytspänningen minskar vid utandning behåller alveolen till stor del sin volym, därmed tar den upp lika mycket utrymme i lungan. Om alveolens volym minskar (som är fallet utan surfaktanter) skulle trycket i lungvävnaden utanför alveolerna sjunka, vilket i sin tur leder till diffusion av vätska från kapillärer genom osmos.

Källor

• Paul C. Hiemenz: Principles of Colloid and Surface Chemistry (1997)
• Tharwat F. Tadros: Applied Surfactants: Principles and Applications (2005)
• Artikeln Surfactant på engelskspråkiga Wikipedia