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水，存在于國(guó)際的任何角落，是人類(lèi)、動(dòng)物和植物的生命之源。在生物體中，生物膜與其他有機(jī)組分間的空隙只需幾個(gè)納米，在其間填充著水。生物大分子的構(gòu)象抉擇了生物大分子的功用。生物大分子的構(gòu)象和沒(méi)有水在周?chē)鷷r(shí)的構(gòu)象是不同的。水的作用對(duì)大分子的功用有著很大的影響。但我們對(duì)這些水的功用卻知之甚少。近年來(lái)，由于界面水與體相水比較具有許多新的特性，已成為研討搶手。
奧秘的招引力
1982 年Israelachvili 和Pashley運(yùn)用表面力設(shè)備SFA(Surface Force Apparatus)測(cè)得兩個(gè)表面活性劑潤(rùn)飾的具有必定疏水性的云母表面之間存在一種完全不同于靜電力和色散力的招引力，這種力的作用規(guī)劃在幾十納米到幾百微米之間，因此而得名“長(zhǎng)程疏水互相作用力”。但是關(guān)于這種疏水互相作用力的來(lái)歷，即使是經(jīng)典的DLVO(Derjaguin，Landau，Verwey and Overbeek)理論也無(wú)法給出合理的說(shuō)明。曾經(jīng)有不同的假定檢驗(yàn)說(shuō)明這種獨(dú)特的疏水作用：(1)體相水在疏水物質(zhì)表面的結(jié)構(gòu)或許取向改動(dòng)引起兩疏水表面間的長(zhǎng)程引力；(2)疏水表面間的靜電作用；(3)固液界面納米氣泡的存在。前兩種假定與實(shí)驗(yàn)和理論完全不符，均已根本被否定。
1994 年P(guān)arker 等用高靈敏度的SFA 丈量浸在水中的兩個(gè)疏水固體表面之間的力—距離曲線，發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩個(gè)疏水表面互相挨近時(shí)，它們之間在相距較遠(yuǎn)時(shí)就構(gòu)成很強(qiáng)的招引作用，當(dāng)兩個(gè)疏水表面脫離時(shí)，力—距離曲線上呈現(xiàn)不連續(xù)的臺(tái)階，如圖3 所示。他們以為這種力—距離曲線上的階躍性和不連續(xù)性是由于亞微米氣泡的橋式作用形成的，在固液界面存在亞微米級(jí)的氣泡。這是現(xiàn)在該領(lǐng)域公認(rèn)的最早提出“界面納米氣泡”概念的作業(yè)。隨后，Ishida 等人給出了界面上存在納米氣泡后兩個(gè)疏水表面互相挨近時(shí)的作用進(jìn)程，如圖4 所示。納米氣泡的高度抉擇疏水作用的規(guī)劃，這就答復(fù)了疏水作用為何具有不同尋常的作用規(guī)劃的疑問(wèn)。不同條件下氣泡有大有小，所以疏水作用的規(guī)劃也有相應(yīng)的長(zhǎng)短改動(dòng)。液體中溶解的氣體對(duì)疏水長(zhǎng)程作用的影響也可以用納米氣泡發(fā)生的改動(dòng)來(lái)說(shuō)明，這種作用機(jī)制與溶液中鹽離子濃度對(duì)疏水作用影響不大也無(wú)明顯的對(duì)立。用納米氣泡的存在說(shuō)明疏水長(zhǎng)程作用令人信服之處在于它與實(shí)驗(yàn)成果不存在對(duì)立。由于固液界面存在納米氣泡被證明，一些與疏水作用相關(guān)的經(jīng)典問(wèn)題不得不進(jìn)行重新考慮。如與表面浸潤(rùn)、物質(zhì)在表面的吸附、膠體的富集和渙散，以及蛋白質(zhì)折疊、生物膜自拼裝和乳狀液的穩(wěn)定性等問(wèn)題息息相關(guān)。
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