미셀이라는 애가 있음
얘는 소수성 꼬리와 친수성 머리가 뭉쳐서 만들어짐
이과는 보통 대학생때 배움
소수성은 안쪽으로 모이고
친수성은 외각을 형성하여
물 속에서도 공간을 창출해낸다는 개념임
그래서 그 공간을 활용하여 반응을 일으키기도 하고
세척, 약물전달, 유화제 등등 많이 쓰임
또한
미셀은 흔히 알고있는 거품과 밀접하게 관련 있는데
그냥 미셀과 거품은 매우 유사한 현상이기 때문임
보통 구형을 이루고
이상한 형태를 만들기도 함
보통 계면활성제로 만드는데
일반적으로 계면활성제를 넣을수록 미셀 크기가 작아지고 농도가 높아지며 점도도 올라감
점도
(끈적한 정도, 꿀이나 슬라임 같은건 점도가 높은거임)
거품이 작고 많아지니 바로 안흘러버리고 형태를 갖추는게 보임
이게 일반적인 이론임
거품, 미셀에 대해 많은 연구를 하고 있다만
알려진건 많이 없다고 함
거품이 왜 만들어지는지는 이제 어느정도 알고 있지만,
거품형성과 안정성에 대한 완전한 물리학적 계산은 아직 못밝힘
근사값을 구한다쳐도 완전한 값은 모르겠다는 것
유체역학과 관련된 계산이라 어렵다나봄
그러다 최근 미셀 관련 신기한 연구결과가 나왔음
아까
농도가 올라갈수록 미셀크기는 작아지고
점도는 올라가는게 일반적인 이론이라고 했는데
이 연구는
그 반대를 실현시켰음
정확히는 특정한 조건에서 성공함
특정한 조건에서
물을 더 넣어 농도를 낮춰서 희석했더니,
오히려 용액의 점도가 높아지는 현상을 발견한 것
비유하자면 상식적으로도
꿀물에 꿀을 넣으면 점도가 높아지고
꿀물에 물을 넣으면 점도가 낮아지는게 당연한건데
그 정반대의 현상이 일어난 셈
중점은 미셀의 형태와 하이드로트로프(NaSal)임
아까 말했듯이 미셀은 구형만 존재하는게 아님
막대형태도 존재하고 원뿔같이 이상한 형태도 존재함
그 중 WLMs 같이 거미줄처럼 엮여있는 형태가 괜찮은 결과를 낸 것
과정을 대략 요약하면
1
고농도의 EAPB 용액을 준비함
여기에 NaSal을 엄청 많이 넣으면
고밀도의 HCP형태를 구성하게 됨
(고점도라 겔 상태임)
겔 상태는 점도가 너무 높아 손으로 만질 수 있을정도의 상태 슬라임 같은거
이건 EAPB용액에 NaSal을 첨가할때 생기는 미셀 변화과정
NaSal을 일정비율이상 넣어 시작점인 HCP형태를 만들 수 있음
여기서부터 알수있듯이 NaSal/EAPB 비율이 미셀형태를 어느정도 결정지음
2
여기에 물을 넣어 희석함 (졸 상태가 됨)
희석된거닌까 HCP 구조가 느슨해지면서 미셀간 거리가 늘어나니
HCSMs형태로 변하며 점도가 급격히 내려감
졸은 점도가 있지만 손으로 잡기 어렵고 그대로 흘러내릴정도의 상태
3
물을 더 넣어 더 희석함 (겔 상태가 됨)
EAPB 계면활성제는 WLMs 라는 미셀형태를 만드는 경향이 있음
위 그림 모양을 보면 알 수 있듯이 뭔가 많이 엮여있는 상태
물을 더 넣어 희석해버리니 NaSal 와 EAPB의 비율도 변경되어버림
희석에 대한 영향은 NaSal이 더 크고 EAPB는 상대적으로 영향을 덜 받음
둘이 경쟁하고 있던 강한 상호작용도 바뀌어버리니 NaSal이 지배하고있던 HCSMs형태도 변화하게됨
그로인해 HCSMs를 구성하던 일부 결합이 끊어지면서 EAPB분자들이 다시 모여서 더 크고 긴 WLMs를 형성하기 시작함
이 희석과정은 진행될수록 이 WLMs 형성과정이 더욱 활발해져서 결국, 점점 더 길고 얽힌 WLMs 네트워크가 형성되고 점도가 올라가게 됨
대신 점도증가에는 한계가 있음
4
여기서 물을 더 넣음 (다시 졸 상태가 됨)
여기서 물을 더 넣어버리면 점도상승에 한계를 맞아서 WLMs형태를 유지하지 못하고 작은 구형의 미셀(SMs)형태로 바뀌게 되면서 점도가 급격하게 내려감
이를 요약한게
이 제목인
겔 졸 겔 졸 전이임
결국 특정조건에서
용액을 물로 희석함으로써 점도 조절을 할 수 있다는 소리
희석을 통한 점도를 높이는 방식은 기존에 없는 신기한 방식이고
기술이 발전한다면 물에따라 점도를 조절할 수 있는 신기한 재료를 만들수도 있음
결론
1
거품과 유사한 미셀이라는 놈은 농도가 높을수록 점도가 상승되는 특성이 있음
꿀물에 꿀 넣으면 점도 오르고 물 넣으면 점도 내려가는식
2
근데 연구결과 특정조건에서는 희석을 하면 점도가 오르는 현상을 발견함
3
희석을 통한 농도증가 방식은 꽤나 다양한 활용방식이 있는 신기한 현상임