В частично астабилизованных золях факторы устойчивости ослаблены на выступах, ребрах, углах коллоидных частиц, которыми они контактируют между собой.

Коагуляционные структуры — в местах контактов коллоидных частиц остаются прослойки ди c персионной среды. Эти структуры эластичны.

Конденсационно-кристаллизационные структуры — возникают либо в результате образования химических связей между частицами, либо вследствие сращивания кристаллов, возникших в результате выкристаллизовывания новой фазы в местах контактов (совершенствование контактов). Эти структуры более прочные и хрупкие.

 

            

 

Образование структур в золях с частицами разной формы

                                           

Коагуляционная структура      (эластичный гель)

Конденсационно-кристаллизационная структура                (хрупкий гель)

 

На гелеобразование влияют:

– концентрация золя;

– форма частиц и их размеры;

– температура;

– механические воздействия.

Механизм застудневания

При определенных условиях время существования ассоциатов макромолекул становится очень большим и временные связи между ними могут превратиться в постоянные:

– за счет сильновзаимодействующих полярных групп;

– за счет взаимодействия противоположно заряженных ионизированных групп;

– за счет возникновения химических связей (- S - S -);

– за счет образования водородных связей;

– за счет гидрофобных взаимодействий.

Связи образуются между любыми участками макромолекул, на которых ослаблена или отсутствует гидратная оболочка (оголенные участки).

                            

Структура студня, образованного фибриллярным белком

На застудневание влияют:

– концентрация раствора;

– температура;

– рН среды;

– электролиты.

Особенности гелей и студней

Гели при высыхании уменьшаются в объеме и становятся хрупкими, потом рассыпаются в порошок.

    Студни также уменьшаются в объеме, но сохраняют эластичность.

    Студни способны к набуханию, гели не набухают.

   

    Тиксотропия — способность структурированных систем (за исключением конденсационно-кристаллизационных структур) постепенно самопроизвольно восстанавливаться после их механического разрушения.

    Синерезис — уменьшение объема эластичного геля или студня за счет усовершенствования контактов между мицеллами и перегруппировки их или увеличения числа контактов между макромолекулами.

    Скорость синерезиса увеличивается при незначительном повышении температуры; у белковых студней синерезис идет быстрее при рН = р I и при действии электролитов, ухудшающих набухание.

9.1.1. Биологическое и медицинское зачение структурированных систем

Студни очень широко представлены в растительных и животных организмах, они определяют структуру клеток, водообмен и другие свойства организма. Так, в организме человека студнями являются цитоплазма клеток, водянистое содержимое глазного яблока, вещество мозга.

Мышцы включают студни, содержащие фибриллярный белок миозин. Студни миозина обладают сильно выраженными тиксотропными свойствами. Под влиянием нервных импульсов и вследствие эластичности эти своеобразные студни способны сокращаться, совершать работу и обеспечивать двигательные процессы организма. Протоплазма клеток также тиксотропна. Легкий переход цитоплазмы из студня в раствор и обратно (переход цитоскелет раствор) лежит в основе функционального состояния клеток.

Синерезис белковых студней приводит к уплотнению тканей, что отрицательно сказывается на проницаемости, например, клеточных мембран и цитоплазмы и ведет к нарушению обмена веществ между клеткой и окружающей средой, в результате чего изменяется химический состав среды и усиливается медленная денатурация белковых систем организма.

9.2. ВЯЗКОСТЬ ЗОЛЕЙ И РАСТВОРОВ ВМС

9.2.1. Ньютоновские жидкости

Закон Ньютона F = h S,         Закон Пуазейля