软物质材料—胶体

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1、软物质材料—胶体第一章胶体的概述胶体（colloid）又称胶状分散体（colloidaldispersion）是一种均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散，另一种连续。分散的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1nm—100nm之间的分散系；胶体的大小约相当于一般小分子大小（约纳米级）至高倍放大（如超显微镜）条件下的大小。胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。第一节胶体的组成胶体粒子可以只含一个分子。例如某些天然的或合成的大发展化合物溶解于良溶剂

2、中，可被分散微单个的分子，这些分子大都符合胶体粒子大小的标准。大分子化合物胶体被称为亲液胶体（lyophiliccolloid）。胶体粒子也可以有多个分子构成。由亲水性基团和亲油性基团组成的两亲性活性物质在液体介质中可以形成由多个这类分子构成的缔合体，此类缔合体称为缔合胶体（associationcolloid）。当构成胶体粒子的物质与分散介质亲和性不大时，必须通过外界做功，使被分散物质以胶体的大小分散于分散介质中，这样形成的胶体分散体系称为疏液胶体或憎液胶体（lyophobic）。如：溶胶，泡沫，凝胶，乳状液等。第二节胶体的主要性

3、质1．丁达尔效应(胶体的光学性质)(1)产生丁达尔效应，是因为胶体分散质的粒子比溶液中溶质的粒子大，能使光波发生散射(光波偏离原来方向而分散传播)，而溶液分散质的粒子太小，光束通过时不会发生散射。(2)利用丁达尔效应可以区别溶液和胶体。2．布朗运动(胶体的动力学性质)(1)产生布朗运动现象，是因为胶体粒子受分散剂分子从各方面撞击、推动，每一瞬间合力的方向、大小不同，所以每一瞬间胶体粒子运动速度和方向都在改变，因而形成不停的、无秩序的运动。(2)胶体粒子做布朗运动的这种性质是胶体溶液具有稳定性的原因之一。3．电泳现象(胶体的电学性质)

4、　(1)产生电泳现象，是因为胶体的粒子是带电的粒子，所以在电场的作用下，发生了定向运动。(2)电泳现象证明了胶体的粒子带有电荷；同一胶体粒子带有相同的电荷，彼此相互排斥，这是胶体稳定的一个主要原因。(3)胶体粒子带有电荷，一般说来，是由于胶体粒子具有相对较大的表面积，能吸附离子等原因引起的。第三节胶体的应用1、农业生产:土壤的保肥作用.土壤里许多物质如粘土,腐殖质等常以胶体形式存在。2、医疗卫生:血液透析,血清纸上电泳,利用电泳分离各种氨基酸和蛋白质。医学上越来越多地利用高度分散的胶体来检验或治疗疾病，如胶态磁流体治癌术是将磁性物质

5、制成胶体粒子，作为药物的载体，在磁场作用下将药物送到病灶，从而提高疗效。　3、日常生活:制豆腐原理(胶体的聚沉)和豆浆牛奶,粥,明矾净水。　4、自然地理:江河人海口处形成三角洲,其形成原理是海水中的电解质使江河泥沙所形成胶体发生聚沉。　5、工业生产:制有色玻璃(固溶胶),冶金工业利用电泳原理选矿,原油脱水等.在金属、陶瓷、聚合物等材料中加入固态胶体粒子，不仅可以改进材料的耐冲击强度、耐断裂强度、抗拉强度等机械性能，还可以改进材料的光学性质。有色玻璃就是由某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成的。国防工业中有些火药、炸药须制成胶体。一些纳

6、米材料的制备，冶金工业中的选矿，是有原油的脱水，塑料、橡胶及合成纤维等的制造过程都会用到胶体。6、应用实例：（1）免疫胶体金医学中的应用：氯金酸(HAuCl4)在还原剂作用下，可聚合成一定大小的金颗粒，形成带负电的疏水胶溶液。由于静电作用而成为稳定的胶体状态，故称胶体金。图1-1胶体金图1-2曲霉毒素b1胶体金检测试纸胶体金标记，实质上是蛋白质等高分子被吸附到胶体金颗粒表面的包被过程。吸附机理可能是胶体金颗粒表面负电荷，与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合。用还原法可以方便地从氯金酸制备各种不同粒径、也就是不同颜的胶体金颗粒

7、。这种球形的粒子对蛋白质有很强的吸附功能，可以与葡萄球菌A蛋白、免疫球蛋白、毒素、糖蛋白、酶、、激素、牛血清多肽缀合物等非共价结合，因而在基础研究和临床实验中成为非常有用的工具。（2）胶体电池的应用：胶体电池属于铅酸蓄电池的一种发展分类，最简单的做法，是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态。电液呈胶态的电池通常称之为胶体电池。胶体电池与常规铅酸电池的区别，从最初理解的电解质胶凝，进一步发展至电解质基础结构的电化学特性研究，以及在板栅和活性物质中的应用推广。其最重要的特点为：用较小的工业代价，沿已有150年历史的铅酸电池工业路子制造

8、出更优质的电池，其放电曲线平直，拐点高，比能量特别是比功率要比常规铅酸电池大20%以上，寿命一般也比常规铅酸电池长一倍左右，高温及低温特性要好得多。图1-3GEL系列胶体阀控式密封铅酸蓄电池　图1-4胶体电池第四节胶体化学的展望胶体化