Гидрофобизация фасадов (цоколей) и объемная гидрофобизация бетона в Москве по цене от 150 руб. за м2
Гидрофобизация фасадов оптимизирует затраты на содержание зданий, делая уход за их внешними стеновыми конструкциями проще. В процессе на их поверхности наносят специальный состав, который называют гидрофобизатором. Он формирует на ней плёнку, которая хорошо отталкивает влагу, но при этом всё так же хорошо пропускает воздушные потоки. Таким образом создаётся эффективная защита от разрушительного воздействия влаги и продлевается срок службы строительных и отделочных материалов. Такое её свойство является одним из отличий от гидроизоляции некоторыми другими материалами, которые не позволяют фасадам дышать.
Заказать гидрофобизацию поверхности предлагает компания “RosHydro”. Уже не первый год мы работаем в данном направлении, оказывая широкий спектр услуг «под ключ». Обратившись к нам, Вы можете быть уверены в том, что работы будут проведены на достойном профессиональном уровне и исключат появление на стенах высолов. Перед тем, как приступить к ним, мы заключаем официальный договор, в котором фиксируем их стоимость и сроки завершения. В процессе нами используются материалы, качество которых проверено многократным применением на практике.
Что такое гидрофобизация и для чего она нужна?
В Москве гидрофобизация – одна из востребованных услуг, поскольку позволяет обеспечить отличную эстетичность фасадов при минимальных капиталовложениях. Она позволяет исключить появление высолов – налёта белого цвета, который появляется из-за перемещения влаги с солями внутри материала. Когда она высыхает, соли остаются на поверхности и портят своим внешним видом даже самые изысканные и современные фасады. Удалить же их не так уж и просто – приходится платить немалую сумму специализированной компании.
Гидрофобизация стен – комплекс работ, которые могут проводиться как во время строительства, так и в период эксплуатации здания. Они направлены на нанесение на его поверхность специальных материалов с целью обеспечения его защиты от разрушительного воздействия влаги. Пористая структура материалов стеновых конструкций (бетон, кирпич, железобетон) склонна ко впитыванию влаги. Попадая внутрь, последняя начинает их разрушать, а достигая стальной арматуры – приводит к развитию коррозионных процессов.
Если стена не успевает просохнуть до прихода холодов, влага замерзает внутри, увеличивается в объёме и начинает разрушать структуру материала изнутри. Обработка гидрофобизатором особенно актуальна для деревянных фасадов, поскольку они склонны к развитию гнилостных процессов, а также грибка и плесени. Их разрушение обходится дорого, поскольку требует замены составляющих.
Преимущества и особенности гидрофобизации
Профессиональная гидрофобизация бетона или камня обеспечивает отличные результаты, поскольку эффективно защищает стеновые конструкции от:
- Появления высолов;
- Появления грибка и плесени;
- Разрушения строительного и отделочного материалов;
- Атмосферной коррозии, разрушающей кирпич и бетон.
Вышеперечисленное позволяет добиться:
- Комфортного микроклимата внутри помещений;
- Чистоты, сухости и эстетичности стен;
- Хорошей теплоизоляции здания;
- Длительного срока службы стеновых конструкций.
Цена гидрофобизатора не идёт ни в какое сравнение с целым рядом преимуществ, которые можно получить заказав соответствующие услуги:
- Прозрачность плёнки, которая появляется после его нанесения, обеспечивает приятный эффект глубины отделочного материала, поэтому фасад выглядит более свежим;
- Сохранение воздухообмена на прежнем уровне и сохранение проницаемости газа и пара;
- Продолжительный срок службы защитного материала, в среднем – не менее десяти лет.
Виды и способы гидрофобизации
Специалисты выделяют три способа, выбор среди которых осуществляется индивидуально, в зависимости от состояния поверхности фасада и пожеланий заказчика.
Название способа |
В чём заключается? |
---|---|
Объёмный |
Состав для гидрофобизации наносится на уже готовые к эксплуатации стены с отделочным материалом. |
Рубероид и современные аналоги |
Объёмная гидрофобизация бетона и других материалов происходит либо ещё на этапе их изготовления, либо с использованием инъекционных составов на этапе строительства или эксплуатации здания. |
Комбинированный |
Оптимальное решение, поскольку предусматривает использование гидрофобизированного материала для возведения и нанесение защиты на отделочные материалы. |
Разнообразие материалов позволяет правильно подобрать их для использования на кирпичных, штукатурных, древесных, каменных и бетонных поверхностях. Они представлены целым рядом силиконов, силанами и силоксанами. Проникая вглубь стеновой конструкции, они обеспечивают длительную защиту.
Подготовительные работы перед обработкой гидрофобизатором
Гидрофобизация кирпича и других материалов невозможна без правильной подготовки. Выбор среди них осуществляется в индивидуальном порядке, с учётом материала изготовления и состояния фасада – последнее определяет технологию подготовки, включая очистку стеновых поверхностей. При выявлении на них высолов последние удаляют одним из двух способов:
- Механическим;
- Химическим.
В особо сложном случае приходится задействовать их оба. Если на фасаде есть дефекты в виде щелей и трещин, нужно заделать их строительной смесью, а затем – нанести грунтовку. Её слой исключит появление со временем грибка и плесени. Работы по гидрофобизации фасада из кирпича и других материалов должны проводиться с учётом температурного и влажностного режимов. По этой причине оптимальным временем для них является межсезонье: завершение весны ‒ начало осени. Дожди в этот период идут редко, поэтому стеновая поверхность достаточно сухая, а температура на улице сохраняется на отметке в +5°С.
Этапы работ гидрофобизации
Соблюдение технологических процессов играет важную роль, поскольку обуславливает продолжительность эксплуатации гидрофобного покрытия. Этапы его создания – следующие:
- Удаление со стеновой поверхности пыли и строительной грязи;
- Нанесение грунтовки для улучшения адгезии гидрофобизатора с поверхностью;
- Тщательное просушивание поверхности;
- Нанесение гидрофобизатора на фасад кистью или пульверизатором;
- Выжидание в течение шестидесяти минут;
- Повторное нанесение гидрофобизатора на фасад ещё два-четыре раза.
Важно помнить, что гидрофобизация фасадов проводится только после отделочных работ, поскольку после неё нанести на поверхность другой материал будет невозможно.
Цены по гидрофобизации фасадов
Цена гидрофобизации фасада рассчитывается за м2, поскольку зависит от целого ряда факторов:
- Сложность подготовительных мероприятий;
- Стоимость выбранного материала и сложность технологии его нанесения;
- Площадь поверхности, которую нужно обработать;
- Сложность её геометрии;
- Необходимость проведения дополнительных работ.
Узнать наши базовые расценки можно перейдя в раздел «Прайс-лист». Чтобы получить цифры, максимально приближённые к точным, заполните и отправьте заявку с нашего сайта или обратитесь к операторам нашей информационной линии: +7 (499) 394-35-54.
из гранита с применением распылителя — 100 м2
ФГИС ЦС
Вход/Регистрация
Утверждены
Приказом Министерства строительства
и жилищно-коммунального хозяйства
Российской Федерации
от 26 декабря 2019 г. № 876/пр
Состав работ:
1. | Подготовка поверхности стен. |
2. | Нанесение гидрофобизатора на поверхность. |
Ресурсы:
Код | Наименование | К-во | Ед. |
---|---|---|---|
1-100-39 | Затраты труда рабочих (Средний разряд — 3,9) | 5.77 | чел.-ч |
2 | Затраты труда машинистов | 0.02 | чел.-ч |
91.14.02-001 | Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т | 0.02 | маш.-ч |
91.21.01-014 | Агрегаты окрасочные с пневматическим распылением для окраски фасадов зданий, производительность 500 м3/ч, мощность 1 кВт | 5.4 | маш.-ч |
01.3.03.06-0003 | Кислота соляная техническая | 70 | кг |
01.7.03.01-0001 | Вода | 0.06 | м3 |
14. 2.06.03 | Жидкость гидрофобизирующая | 22.5 | л |
Добавьте в избранное
Вы можете сравнивать 2 или 3 расценки из одной базы.
Перейдите на страницу нужной расценки и нажмите кнопку «Добавить» — будет сформирована кнопка на страницу с результатом.
Все Расценки Таблицы
Таблица 15-04-045. Гидрофобизация поверхности облицовки цоколей
Номер расценки | Наименование и характеристика работ и конструкций | чел./ч | маш./ч |
---|---|---|---|
ФЕР15-04-045-01 | Гидрофобизация поверхности облицовки цоколей: из гранита вручную — 100 м2 | 9.48 | 0.02 |
ФЕР15-04-045-02 | Гидрофобизация поверхности облицовки цоколей: из гранита с применением распылителя — 100 м2 | 5.77 | 0.02 |
ФЕР15-04-045-03 | Гидрофобизация поверхности облицовки цоколей: из известняка и мрамора вручную — 100 м2 | 9. 5 | 0.05 |
ФЕР15-04-045-04 | Гидрофобизация поверхности облицовки цоколей: из известняка и мрамора с применением распылителя — 100 м2 | 5.79 | 0.05 |
91.14.02-001 | Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т |
91.05.05-015 | Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т |
91.05.01-017 | Краны башенные, грузоподъемность 8 т |
91.01.01-035 | Бульдозеры, мощность 79 кВт (108 л.с.) |
91.06.06-048 | Подъемники одномачтовые, грузоподъемность до 500 кг, высота подъема 45 м |
01.7.04.01-0001 | Доводчик дверной DS 73 BC «Серия Premium», усилие закрывания EN2-5 |
20.3.03.07-0093 | Светильник потолочный GM: A40-16-31-CM-40-V с декоративной накладкой |
01.7.03.01-0001 | Вода |
04.3.01.12-0111 | Раствор готовый отделочный тяжелый, цементно-известковый, состав 1:1:6 |
14. 5.01.10-0001 | Пена для изоляции № 4 (для изоляции 63-110 мм) |
Актуальная ФСНБ-2022
API расценок ФГИС ЦС
ФСНБ-2020 включая дополнение №9 (приказы Минстроя России от 20.12.2021 № 961/пр, 962/пр) действует с 01.02.2022
Нашли ошибку? Напишите в Техподдержку
Гидрофобность: падение остановится или покатится?
Что происходит с каплями воды, которые падают на этот лист
Колоказия ?
- После того, как капли воды скатились, что вы заметили в листе? Лист сухой или мокрый? Это то, что вы ожидали?
- Как водоотталкивающие листья могут помочь растению?
Если растениям нужно воды, то почему этот лист отталкивает воду? Оказывается, в определенных климатических условиях способность быстро сбрасывать поверхностную воду дает некоторым растениям преимущество в выживании. В этом исследовании вы изучите текстуры поверхности и проведете «тест на наклон», чтобы сравнить, как материалы с различной текстурой поверхности отталкивают или поглощают воду.
Рабочие листы для учащихся см. в разделе «Инструменты преподавателя» ниже.
Растения, обитающие во влажной среде, такой как тропические леса и заболоченные земли, могут заболевать грибковыми и бактериальными инфекциями. Это потому, что многие из этих патогенов растений любят влагу. Влажные условия могут привести к росту плесени, как вы можете видеть в забытом пакете с овощами в холодильнике. Во влажной среде растения, которые могут поддерживать свои листья сухими и чистыми, с большей вероятностью будут здоровыми и будут воспроизводиться.
На кончиках некоторых листьев можно увидеть структуру, называемую «капельным наконечником», которая помогает отводить воду от листа. Фото Бет Топинка. Грибок на листьях растений, Shutterstock
Почему вода не делает поверхность Колоказии влажной?
Арахнофобия – боязнь пауков. Иллюстрация Уэсли Ганна
Поверхности, которые отталкивают воду, например листья растения Colocasia , называются гидрофобными .
- «Гидро-» — это греческое корневое слово, означающее «вода».
- «Фобия» означает страх. Может быть, вы знаете кого-то, кто страдает клаустрофобией (ненавидит находиться в тесном замкнутом пространстве) или арахнофобом (боится пауков).
Капля воды на листе Colocasia esculenta (красноглазый геккон). Фото Бет Топинка.
Когда капля воды падает на лист Колоказия , она превращается в шар и просто скатывается. Почему вода не делает поверхность влажной? Потому что этот лист супер гидрофобный!
Водный баланс на микроструктурах листьев Colocasia похож на шарик для пинг-понга на зубьях расчески. Иллюстрация Уэсли Ганна
Микроскопические текстуры играют огромную роль в гидрофобности. Например, листья Colocasia покрыты восковыми микроскопическими бугорками, которые не позволяют каплям воды прилипать или прилипать к листу. (Представьте себе шарик для пинг-понга, балансирующий на зубьях расчески — примерно так выглядела бы капля воды на листе Colocasia , если бы вы увеличили масштаб очень близко.) В качестве бонуса капли воды собирают пыль. и грязь, когда они катятся по листу — другими словами, поверхность листа самоочищается!
Вдохновленные способностью некоторых растений оставаться сухими, ученые разработали инновационные супергидрофобные металлические поверхности. Эти новые металлические поверхности можно использовать для изготовления транспортных средств, которые не ржавеют, и крыльев самолетов, которые не обледеневают. Как видно на анимации ниже, вода не только не прилипает к супергидрофобному металлу, но и отталкивается от него.
Хммм… как вы думаете, поверхность может быть
слишком гидрофобной?
Не все материалы отталкивают воду.
Крошечные тканевые петли в пляжном полотенце гидрофильны. Иллюстрация Уэсли Ганна
Противоположностью гидрофобности является гидрофильность. Мы уже знаем, что гидро означает вода.
- Как вы думаете, что означает слово «филический»?
- Когда вам может пригодиться гидрофильный материал?
Как гидрофильное полотенце помогает этим девочкам?
Гидрофильное пляжное полотенце состоит из тысяч крошечных петелек ткани. Эти пушистые петли обеспечивают достаточную площадь поверхности для поглощения воды.
Можете ли вы назвать часть растения, которой было бы полезно быть гидрофильной?
Подумайте об основной функции каждой структуры растения. Как вы думаете, какие части будут гидрофобными? Гидрофильный? Иллюстрация Уэсли Ганна
Подготовка к исследованию гидрофобности
Теперь мы будем тестировать различные биологические и небиологические объекты, чтобы выяснить, является ли их поверхность гидрофобной, гидрофильной или промежуточной. Прежде чем начать, давайте потренируемся в описании различных текстур и создании капель воды одинакового размера.
См. «Панель инструментов преподавателя» внизу страницы, где можно распечатать лабораторный протокол и рабочие листы для учащихся.
Сортировка по текстуре
Сортировка и описание образцов материалов для установления общего языка для обсуждения и сравнения текстур.
Материалы для сортировки по текстуре (на группу из 3)
- 5 бумажных пакетов для обедов, в каждом из которых находится один образец материала
- Образцы материалов, разрезанные на квадраты со стороной 8 см (например, наждачная бумага #80, дерево, пробка, бумага для принтера, вощеная бумага)
- 5 каталожных карточек
- 5 скрепок для прикрепления карточек к сумкам
Стандартизация капель воды
Важной частью подобного эксперимента является проверка того, что одна и та же процедура выполняется на всех испытуемых материалах. Одним из факторов, который вы можете контролировать при исследовании гидрофобности, является размер капель воды. Почему в этом эксперименте важно убедиться, что все капли воды одинаковы? Это упражнение поможет вам научиться создавать капли воды одинакового размера.
Материалы для стандартизации капель воды (на группу из 3)
- Ламинированная каталожная карточка с усиливающими кругами
- Пипетка или пипетка
- Вода
- Вырежьте сетку из арматурных кругов 4 × 4 и прикрепите ее к каталожной карточке. Заламинируйте карту или заклейте ее упаковочной лентой, чтобы сделать ее водонепроницаемой.
- Используя пипетку или пипетку, поместите две капли воды в центр каждого круга, чтобы получились большие капли воды одинакового размера.
Исследование гидрофобности
Есть несколько тестов, которые мы можем провести для оценки гидрофобности материала. Глядя на форму профиля капли воды (вид сбоку) и проводя испытание на наклон, мы можем получить представление о том, насколько поверхность поглощает или отталкивает воду.
Лабораторные материалы для исследования гидрофобности (на группу из 3 человек)
- Различные растительные материалы и другие предметы из вашего дома или класса (лучше всего подходят плоские предметы)
- Буфер обмена
- Транспортир
- Ножницы
- Малярная лента и/или клейкая лента
- Небольшой контейнер с водой
- Пипетка или пипетка
- Бумажные полотенца
- Ручная линза (увеличительное стекло)
- Лист данных наблюдения
Проверьте свои предметы на гидрофобность
Эскиз профиля капли воды
- Выберите материал для тестирования.
- Капните две капли воды на поверхность, чтобы получилась одна большая капля.
- Посмотрите на большую каплю сбоку и нарисуйте профиль капли в листе данных наблюдения.
Проведите тест наклона и проверьте текстуру
Шаг 4
Приклейте нижний край буфера обмена к столешнице.
Шаг 5
Закрепите материал в буфере обмена.
Примечание. Не забудьте закрепить материал на планшете как можно ровнее, стараясь не касаться его поверхности, так как масло с пальцев может повлиять на гидрофобность.Шаг 6
Капните две капли воды на материал, чтобы получилась одна большая капля того размера, который вы создали в упражнении «Стандартизация капель воды».
Шаг 7
Человек 1 : Держите транспортир по центру нижнего угла буфера обмена и смотрите на него на уровне глаз.
Человек 2 : S скромный поднять буфер обмена.
Шаг 8
Лицо 3 : В листе наблюдения запишите угол, под которым капля воды начинает скользить. Если капля воды не скользит, поставьте галочку, указывающую, что капля впиталась.
Шаг 9
После того, как вы закончите проводить тест на наклон, пощупайте поверхность вашего объекта и оцените ее на основе шкалы, которую вы создали во время упражнения «Сортировка текстуры».
Шаг 10
Прикрепите свой материал к техническому описанию. Разместите листы технических данных на доске или стене в порядке от наименьшего угла наклона к наибольшему углу наклона.
Повторяйте шаги 1–10 до тех пор, пока не будут протестированы все материалы и не будут опубликованы все спецификации.
Лабораторные вопросы для обсуждения
Закрытие и групповая оценка
Где бы вы разместили эти изображения на вашей шкале гидрофобности?
Изображения для печати здесь.
Почему разные материалы имеют разную гидрофобность?
Вода обладает двумя важными свойствами, влияющими на гидрофобность: когезия и адгезия. Когезия означает, что молекулы воды любят слипаться и образовывать капли воды. Адгезия означает, что молекулы воды любят прилипать к другим поверхностям. Когда капля воды естественной сферической формы падает на гидрофильную поверхность, гравитация тянет каплю вниз, и капля имеет тенденцию сплющиваться, как блин, и делает поверхность влажной. Однако на супергидрофобной поверхности капля воды сохраняет сферическую форму и не прилипает, поскольку поверхность обеспечивает минимальную площадь контакта. Помните аналогию с шариком на гребенке? При минимальном наклоне капля воды быстро скатывается. Например, супергидрофобные обработанные лазером металлические поверхности ученого из Рочестерского университета Чунлей Го отталкивают воду при наклоне менее чем на пять градусов. Напротив, супергидрофильные поверхности будут поглощать капли воды.
Связанный образовательный ресурс
Сделать зверька из проволоки, который может ходить по воде
Индивидуальная оценка
- Возьмите предмет из загадочного мешка.
- Понаблюдайте за внешним видом и текстурой предмета и запишите свои наблюдения в выходной лист. Вы можете использовать ручную линзу, чтобы внимательно рассмотреть предмет. Вы также можете использовать помеченный чертеж, который включает знакомый объект для масштабирования.
- Предскажите, будет ли элемент гидрофобным или гидрофильным.
- Если бы это было частью растения, как вы думаете, где бы это работало лучше всего, основываясь на вашем прогнозе? Объяснить ваш выбор.
Словарь
- Структура – нечто построенное, организованное или собранное
- Функция – что что-то делает, как это работает
- Гидрофобный – «ненавидит воду», отталкивает воду
- Супергидрофобный – чрезвычайно водоотталкивающий
- Гидрофильный – «водолюбивый», к нему прилипает вода
- Текстура – ощущение поверхности
- Возбудитель – микроорганизм, вызывающий заболевание, такой как бактерия или грибок
- Микроструктура – физическая характеристика, видимая под микроскопом
- Наноструктура – сверхмалый элемент толщиной или диаметром от 0,1 до 100 нм
Примеры для стимулирования вашего мышления
Глядя на некоторые из приведенных ниже примеров, вы поймете, как гидрофобные и гидрофильные поверхности могут вдохновить людей на поиск решений человеческих проблем в разных регионах мира?
- Уникальные водосборные сооружения жуков пустыни Намиб
- Гидрофильные и гидрофобные металлы
- Структурные адаптации растений: 11 вещей, которые вы не знали о кактусах сагуаро
Связанные ресурсы
- Свойства воды: Школа водных наук Геологической службы США
- «Удивительная микроинженерная водоотталкивающая поверхность, которая живет за моим окном», Аатиш Бхатия
- «Супергидрофобные и супергидрофильные поверхности растений: вдохновение для биомиметических материалов», Керстин Кох, Вильгельм Бартлотт
- «Объяснение: гидрофобность и гидрофильность», Дэвид Л. Чендлер, MIT News
Дополнительная деятельность
● Изучение самоочищающихся свойств супергидрофобных растений. Используйте лист супергидрофобного растения и перец или песок. Проведите мозговой штурм и исследуйте инновационные дизайнерские решения для самоочищающихся поверхностей. Попробуйте другие жидкости, такие как мед, сироп или масло.
● Изучите структуру растений, которые используют гидрофобные листья для сбора воды, таких как бромелиевые.
● Измерьте контактный угол, чтобы классифицировать гидрофобность поверхностей. (Используйте это изображение угла контакта.)
● Изучите клеточные микро- и наноструктуры, влияющие на смачивание поверхности. (Средняя школа и не только.)
Куда мне идти дальше?
- Изучение адаптации растений в различных экосистемах.
- Почему у растений могут быть структуры, которые способствуют удержанию воды, поглощению воды или сухости?
- Делайте прогнозы о гидрофобности растений и их структур, используя изображения различных сред.
- Что можно сказать об окружающей среде растения на основании его строения. Примеры: кактусы, горные растения и растения тропических лесов. Распространение на адаптацию животных. Какие приспособления могут быть у животных для использования этих растений в пищу, в качестве убежища и т. д.?
Научные стандарты следующего поколения
- LS1.A Структура и функции
- PS1.A Структура и свойства материи
NGSS Crosscutting Concepts
- Структура и функция
- Узоры
Научная и инженерная практика NGSS
- Анализ и интерпретация данных
- Использование математики и вычислительного мышления
- Участие в споре с доказательствами
Набор инструментов для преподавателя
Лабораторный протокол (PDF)
Лабораторный протокол (DOC)
Таблица данных наблюдений (PDF)
Лист данных наблюдений (DOC)
Гидрофобные профили
Исследование гидрофобности выходного скольжения (PDF)
Исследование гидрофобности выходного скольжения (DOC)
Познакомьтесь с писателем
О Бет Топинка
@BTopink
Бет Топинка — S. T.E.A.M. преподаватель лаборатории 2–5 классов школьного округа Миллстоун Тауншип в центральном Нью-Джерси. Она является активным сторонником междисциплинарного проблемного обучения и недавно была выбрана в качестве государственного финалиста Президентской премии 2016 года за выдающиеся достижения в области математики и преподавания естественных наук.
Гидрофобный – определение и примеры
Гидрофобный
прил.
/ haɪdɹəfəʊbɪk/
Отсутствие сродства к воде; нерастворим в воде; отталкивающая воду. Примером может служить гидрофобный лист лотоса, отталкивающий воду.
Содержание
Гидрофобный Определение
Боязнь смешивания или реакции с водой при заданном наборе параметров реакции часто называют гидрофобным . В общих науках способность вещества отталкивать воду называется гидрофобность .
Что означает гидрофобность? Слово гидрофобность происходит от двух греческих слов « гидро », что означает « вода », и « фобос », что означает « страх ». В биологии и химии термин « гидрофобный » описывает вещества, которые часто проявляют свойство гидрофобности, известные как гидрофобные вещества.
Что делает молекулу гидрофобной? Эти типы молекул неполярны. И поэтому, если вас спросят, «Являются ли неполярные молекулы гидрофобными или гидрофильными?» Именно, неполярные молекулы не стремятся иметь отдельные заряды, следовательно, не образуются положительные и отрицательные полюса. Более того, можно сделать вывод, что электрические заряды в неполярных молекулах равномерно распределены по всей молекуле. Учеными очень хорошо показано, что «подобное растворяется в подобном». Следовательно, гидрофобные вещества смешиваются с неполярными жидкостями, которые в основном являются органическими растворителями. Является ли вода гидрофобной? Здесь стоит отметить, что вода полярна, поэтому связь между водой и гидрофобными молекулами очень мала. Помимо гидрофобных материалов в литературе упоминается несколько супергидрофобных материалов [1].
Супергидрофобные материалы обычно имеют угол контакта с водой более 150 градусов и, таким образом, они устойчивы к смачиванию (способность жидкости поддерживать контакт с твердой поверхностью). Однако супергидрофобность молекул называют не химическим свойством вещества, а результатом межфазного натяжения. Форма, образованная каплями воды на гидрофобных материалах, называется 9.0029 Эффект лотоса . Наиболее распространенные примеры эффекта лотоса можно легко увидеть как появление капель воды на поверхности листьев лотоса, и это также используется в текстильной технике для целей самоочищения [2].
Биологическое определение:
Гидрофобный означает отсутствие сродства к воде; нерастворим в воде; отталкивающая воду. Примеры гидрофобных молекул включают алканы, масла, жиры и сальные вещества в целом. Сравните: гидрофильный
Примеры гидрофобных молекул
Различные гидрофобные вещества можно найти как в бытовом, так и в промышленном секторе. Алканы, масла, жиры, жирные соединения и большинство органических соединений гидрофобны по своей природе. Применение гидрофобных веществ включает удаление нефти из водных растворов, ликвидацию разливов нефти и процесс химического разделения для отделения неполярных элементов от полярных. Очень распространено наблюдение, что когда масло или жиры смешиваются с водой, образуются два отдельных слоя, которые не смешиваются друг с другом из-за того, что вода полярна, а жиры и гусиные жиры неполярны, особенно гидрофобны.
Рисунок 1: Эффект лотоса (a) Лист лотоса (b) СЭМ-изображения микрососочков на листе лотоса (c) изображение воды на листе лотоса (d) Микро- и наномасштаб сосочков на листе лотоса (воспроизведено из Boung Wei Chieng , 2019, Функционализация оксида графена с помощью гамма-облучения гидрофобных материалов). Источник.
Примеры гидрофобности можно найти как у животных, так и у растений. Многие растения гидрофобны по своей природе, что свидетельствует о наличии гидрофобных покрытий на поверхности листьев. Основная задача покрытия — избежать поглощения воды и дождя листьями, которые в основном прерывают поступление питательных веществ. В растениях поток нитритов основан на потоке воды от корней к листьям. Следовательно, если поверхность листьев не гидрофобна, то процесс осмоса и, следовательно, осмотическое давление будут нарушены, что сильно повлияет на питание растений. Явление гидрофобности над листом лотоса было продемонстрировано на рисунке 1. Кроме того, SEM-изображение микрососочков на листе лотоса также показано на том же рисунке, что и части (b) и (c).
У птиц процесс гидрофобности не менее важен. Гидрофобная природа тел и перьев птиц предотвращает проникновение воды в их тела, тем самым предотвращая чрезмерное увеличение веса и помогая им в плавном полете.
Гидрофобные и гидрофильные вещества
Что такое гидрофильные? Гидрофильные вещества представляют собой влаголюбивые молекулы, которые по своей природе полярны. Они легко растворяются в воде, и примерами таких веществ являются сахар, соль, крахмал и целлюлоза. Степень, с которой поверхность гидрофильных молекул притягивает молекулы воды, называется гидрофильность .
С другой стороны, гидрофобные, как объяснялось ранее, обладают водоотталкивающими свойствами и, таким образом, из-за своей неполярной природы не смешиваются с водой. -Ch4, -Ch3-Ch4, -R-C6H5 и C2h3 являются одними из наиболее распространенных химических групп, встречающихся в гидрофобных веществах, в то время как -OH, -COO- и -NH- являются некоторыми химическими соединениями, встречающимися в гидрофильных веществах.
Гидрофобный и липофильный
Часто можно увидеть, что такие термины, как гидрофобный и липофильный, используются вместе, но эти два слова отражают очень разные понятия. Гидрофобные вещества — это водоотталкивающие вещества, а липофильные — жиролюбивые молекулы. В различной литературе можно увидеть, что большинство гидрофобных веществ имеют липофильную природу, за исключением силиконов и фторуглеродов.
Гидрофобные взаимодействия
Отношения между водой и гидрофобами хорошо описаны в рамках гидрофобных взаимодействий. Относительное смешивание воды с жиром — очень удобный пример такого взаимодействия. Термодинамика гидрофобных взаимодействий утверждает, что при попадании гидрофобного вещества в водную среду водородные связи в молекуле воды разрываются, освобождая место для гидрофобного вещества, но это не означает, что молекула воды будет реагировать с гидрофобными материалами. Более того, для разрыва прочной водородной связи системе необходимо передать тепло, и поэтому реакция является эндотермической. Образуются новые водородные связи, которые формируют подобную льду структуру клетки, известную как клатратная клетка вокруг поверхности гидрофоба. Такая ориентация клатратной клетки делает систему более структурированной, а общая энтропия (мера неупорядоченности) системы снижается. Кроме того, сила гидрофобных взаимодействий зависит от температуры, количества атомов углерода, присутствующих в гидрофобной молекуле, а также от формы и размеров гидрофобной молекулы [3].
Биологическое значение гидрофобных взаимодействий
Гидрофобные взаимодействия очень важны для укладки белков, что делает их стабильными и биологически активными. Взаимодействия дадут возможность белку уменьшить свою поверхность и избежать нежелательных взаимодействий с молекулой воды. Точно так же фосфолипидные двухслойные мембраны, присутствующие в каждой клетке человеческого тела, также зависят от гидрофобных взаимодействий для их выживания и оптимального функционирования.
Преимущества гидрофобов
Использование гидрофобных материалов для бытового и промышленного применения имеет множество преимуществ. Гидрофобы обычно представляют собой низкоэнергетические поверхностные материалы, устойчивые к смачиванию и обладающие повышенной коррозионной стойкостью. Такие вещества используются для улучшения приборов обнаружения влаги и для предотвращения загрязнения влагой обогревательных трубок и аналитических систем переноса проб. Кроме того, гидрофобы также используются в системах медицинской диагностики ВЭЖХ с улучшенным разделением и коррозионной стойкостью. Аналогичным образом гидрофобные поверхности используются в красках против биологического обрастания для обуви, рафинировании металлов, грязеотталкивающих тканях, разделении масла и воды, в текстильной промышленности и производстве огнезащитной и водонепроницаемой одежды [4]. 9. Здесь стоит отметить, что идентификация групп, присутствующих в частице, очень важна при измерении гидрофобности. Наиболее частым методом, который использовался для расчета гидрофобности поверхности, является расчет краевого угла между каплями воды и самой поверхностью. Контактный угол более 90 градусов обычно поддерживается каплей воды, стекающей по гидрофобной поверхности и сохраняющей сферическую форму. Более того, супергидрофобные материалы обладают относительно большим контактным углом, превышающим 150 градусов.
Рисунок 2: Контактный угол воды на гидрофильных и гидрофобных поверхностях (воспроизведено из Boung Wei Chieng, 2019, Функционализация оксида графена с помощью гамма-облучения гидрофобных материалов). Источник.
При контакте с гидрофильными поверхностями капли воды растекаются далеко, а краевой угол обычно мал и составляет менее 9°.0 градусов. Контактный угол воды между каплей воды и различными поверхностями показан на рис. 2. Для супергидрофильных угол составляет менее 5 градусов, для гидрофильных угол составляет менее 90 градусов, а для гидрофобных и супергидрофобных угол составляет 90°. 150 градусов и 150-180 градусов соответственно. Можно сделать вывод, что чем больше краевой угол между каплей воды и гидрофобами, тем сильнее взаимодействие жидкость-жидкость, а не взаимодействие жидкости с поверхностью, что делает поверхность гидрофобной [5].
Заключение
Можно сделать вывод, что гидрофобными являются вещества, не смешивающиеся с водой. Гидрофобы смешиваются с неполярными жидкостями, которые в основном представляют собой органические растворители. Вода представляет собой полярную молекулу, поэтому связь между водой и гидрофобными веществами очень мала, и поэтому при контакте они образуют два отдельных и отчетливых слоя друг с другом. Алканы, масла, жиры и жирные соединения гидрофобны по своей природе. Процесс гидрофобности можно обнаружить как у растений, так и у птиц. У растений прерывание потока питательных веществ предотвращается наличием гидрофобного слоя на поверхности листьев, препятствующего проникновению через них воды. Следовательно, поток воды остается от корня к верхушке растения, неся необходимые питательные вещества из почвы к месту назначения. Точно так же у птиц гидрофобность предотвращает попадание воды в тела птиц через перья, кожу и водных животных, что в конечном итоге предотвращает их избыточный вес и способствует их плавному полету. Кроме того, измерение гидрофобности можно выполнить путем расчета краевого угла между каплей воды и поверхностью гидрофобного материала. Контактный угол более 90 градусов обычно поддерживается каплей воды, стекающей по гидрофобной поверхности и сохраняющей сферическую форму. Более того, супергидрофобные материалы обладают относительно большим контактным углом, превышающим 150 градусов.
Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы уже узнали о термине «гидрофобный».
Викторина
Выберите лучший ответ.
1. Что такое гидрофобность?
Водолюбивый
Водорастворимый
Водоотталкивающий
Водолюбивый
2. Что из перечисленного является гидрофобным?
Моющие средства
Целлюлоза
Крахмал
Фосфолипиды
3. Что из следующего иллюстрирует важность гидрофобности?
У растений гидрофобный слой на поверхности листа помогает предотвратить потерю воды
Гидрофобные перья птиц отталкивают воду и, таким образом, помогают им оставаться легкими
Гидрофобная область плазматической мембраны помогает предотвратить легкий доступ полярных молекул, в том числе вода.
Все вышеперечисленное
4. Угол смачивания супергидрофобной поверхности
5 градусов
90 градусов
120 градусов
180 градусов
5.