អត្ថបទនេះផ្តោតលើយន្តការប្រឆាំងអតិសុខុមប្រាណនៃ Gemini Surfactants ដែលត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការសម្លាប់បាក់តេរី និងអាចផ្តល់ជំនួយមួយចំនួនក្នុងការពន្យឺតការរីករាលដាលនៃមេរោគថ្មី។
Surfactant ដែលជាការបង្រួបបង្រួមនៃឃ្លា Surface, Active និង Agent ។ Surfactants គឺជាសារធាតុដែលមានសកម្មភាពលើផ្ទៃ និងចំណុចប្រទាក់ ហើយមានសមត្ថភាព និងប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការកាត់បន្ថយភាពតានតឹងលើផ្ទៃ (ព្រំដែន) បង្កើតការផ្គុំតាមលំដាប់ម៉ូលេគុលនៅក្នុងដំណោះស្រាយលើសពីកំហាប់ជាក់លាក់មួយ ហើយដូច្នេះមានជួរនៃមុខងារកម្មវិធី។ សារធាតុ surfactants មានភាពរលាយល្អ ភាពសើម សមត្ថភាព emulsification និងលក្ខណៈសម្បត្តិ antistatic និងបានក្លាយទៅជាសម្ភារៈសំខាន់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍនៃវិស័យជាច្រើន រួមទាំងវាលនៃសារធាតុគីមីដ៏ល្អ ហើយមានការរួមចំណែកយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការកែលម្អដំណើរការ កាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពល និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្ម។ . ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍន៍សង្គម និងការរីកចម្រើនជាបន្តបន្ទាប់នៃកម្រិតឧស្សាហកម្មរបស់ពិភពលោក ការប្រើប្រាស់សារធាតុ surfactants បានរីករាលដាលបន្តិចម្តងៗពីសារធាតុគីមីដែលប្រើប្រាស់ប្រចាំថ្ងៃទៅកាន់វិស័យផ្សេងៗនៃសេដ្ឋកិច្ចជាតិ ដូចជាភ្នាក់ងារប្រឆាំងនឹងបាក់តេរី សារធាតុបន្ថែមអាហារ វិស័យថាមពលថ្មី ការព្យាបាលការបំពុល និង ជីវឱសថ។
surfactants ធម្មតាគឺជាសមាសធាតុ "amphiphilic" ដែលរួមមានក្រុមប៉ូល hydrophilic និងក្រុម hydrophobic nonpolar ហើយរចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលរបស់ពួកគេត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1(a) ។
នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍនៃការចម្រាញ់ និងការរៀបចំជាប្រព័ន្ធនៅក្នុងឧស្សាហកម្មផលិតកម្ម តម្រូវការសម្រាប់លក្ខណៈសម្បត្តិ surfactant នៅក្នុងដំណើរការផលិតកំពុងកើនឡើងជាលំដាប់ ដូច្នេះវាជាការសំខាន់ក្នុងការស្វែងរក និងអភិវឌ្ឍ surfactants ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិផ្ទៃខ្ពស់ជាង និងមានរចនាសម្ព័ន្ធពិសេស។ របកគំហើញនៃ Gemini Surfactants ធ្វើឱ្យមានចន្លោះប្រហោងទាំងនេះ ហើយបំពេញតាមតម្រូវការនៃផលិតកម្មឧស្សាហកម្ម។ សារធាតុ surfactant Gemini ទូទៅគឺជាសមាសធាតុដែលមានក្រុម hydrophilic ពីរ (ជាទូទៅ ionic ឬ nonionic ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិ hydrophilic) និងខ្សែសង្វាក់ alkyl hydrophobic ពីរ។
ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1(b) ផ្ទុយទៅនឹង surfactants ខ្សែសង្វាក់តែមួយធម្មតា Gemini Surfactants ភ្ជាប់ក្រុម hydrophilic ពីររួមគ្នាតាមរយៈក្រុមតភ្ជាប់ (spacer) ។ សរុបមក រចនាសម្ព័ន្ធនៃសារធាតុ surfactant Gemini អាចត្រូវបានគេយល់ថាត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការផ្សារភ្ជាប់យ៉ាងប៉ិនប្រសប់នៃក្រុមក្បាល hydrophilic ពីរនៃ surfactant ធម្មតារួមគ្នាជាមួយនឹងក្រុមតំណភ្ជាប់។
រចនាសម្ព័ន្ធពិសេសរបស់ Gemini Surfactant នាំឱ្យមានសកម្មភាពលើផ្ទៃខ្ពស់របស់វា ដែលជាចម្បងដោយសារតែ៖
(1) ប្រសិទ្ធភាព hydrophobic ប្រសើរឡើងនៃច្រវាក់កន្ទុយ hydrophobic ពីរនៃម៉ូលេគុល Gemini Surfactant និងទំនោរកើនឡើងនៃ surfactant ដើម្បីចាកចេញពីដំណោះស្រាយ aqueous ។
(2) ទំនោរនៃក្រុមក្បាល hydrophilic ដើម្បីបំបែកពីគ្នាទៅវិញទៅមក ជាពិសេសក្រុមក្បាល ionic ដោយសារតែការ repulsion electrostatic ត្រូវបានចុះខ្សោយយ៉ាងខ្លាំងដោយឥទ្ធិពលនៃ spacer;
(3) រចនាសម្ព័នពិសេសនៃ Gemini Surfactants ប៉ះពាល់ដល់ឥរិយាបទនៃការប្រមូលផ្តុំរបស់ពួកគេនៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous ដែលផ្តល់ឱ្យពួកគេនូវ morphology សរុបដ៏ស្មុគស្មាញ និងអថេរ។
Gemini Surfactants មានសកម្មភាពលើផ្ទៃខ្ពស់ជាង (ព្រំដែន) កំហាប់ micelle ទាប ភាពសើមល្អ សមត្ថភាព emulsification និងសមត្ថភាពប្រឆាំងនឹងបាក់តេរី បើប្រៀបធៀបជាមួយ surfactants ធម្មតា។ ដូច្នេះ ការអភិវឌ្ឍន៍ និងការប្រើប្រាស់សារធាតុ Surfactants Gemini មានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍ និងការប្រើប្រាស់សារធាតុ surfactants ។
"រចនាសម្ព័ន្ធ amphiphilic" នៃ surfactants ធម្មតាផ្តល់ឱ្យពួកគេនូវលក្ខណៈសម្បត្តិតែមួយគត់នៃផ្ទៃ។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1(c) នៅពេលដែលសារធាតុ surfactant ធម្មតាត្រូវបានបន្ថែមទៅក្នុងទឹក ក្រុមក្បាល hydrophilic មានទំនោររលាយក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous ហើយក្រុម hydrophobic រារាំងការរំលាយនៃម៉ូលេគុល surfactant នៅក្នុងទឹក។ នៅក្រោមឥទ្ធិពលរួមបញ្ចូលគ្នានៃនិន្នាការទាំងពីរនេះ ម៉ូលេគុល surfactant ត្រូវបានពង្រឹងនៅចំណុចប្រទាក់រាវនៃឧស្ម័ន និងឆ្លងកាត់ការរៀបចំប្រកបដោយសណ្តាប់ធ្នាប់ ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយភាពតានតឹងផ្ទៃទឹក។ មិនដូច surfactants ធម្មតា Gemini Surfactants គឺជា "dimers" ដែលភ្ជាប់ surfactants ធម្មតារួមគ្នាតាមរយៈក្រុម spacer ដែលអាចកាត់បន្ថយភាពតានតឹងផ្ទៃទឹកនិងភាពតានតឹង interfacial ប្រេង / ទឹកកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។ លើសពីនេះ Gemini Surfactants មានកំហាប់ micelle សំខាន់ទាប ភាពរលាយទឹកកាន់តែប្រសើរ សារធាតុ emulsification ពពុះ សើម និងលក្ខណៈសម្បត្តិប្រឆាំងនឹងបាក់តេរី។
| ការណែនាំអំពីសារធាតុ Surfactants Gemini នៅឆ្នាំ 1991 Menger និង Littau [13] បានរៀបចំ surfactant bis-alkyl chain surfactant ដំបូងជាមួយនឹងក្រុមតំណភ្ជាប់រឹង ហើយដាក់ឈ្មោះវាថា "Gemini surfactant" ។ ក្នុងឆ្នាំដដែលនោះ Zana et al [14] បានរៀបចំស៊េរីនៃអំបិលអាម៉ូញ៉ូម quaternary Gemini Surfactants ជាលើកដំបូង ហើយបានស៊ើបអង្កេតជាប្រព័ន្ធនូវលក្ខណៈសម្បត្តិនៃអំបិលអាម៉ូញ៉ូម quaternary នេះ Gemini Surfactants ។ ឆ្នាំ 1996 អ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើការពិភាក្សាទូទៅ និងពិភាក្សាអំពីឥរិយាបថផ្ទៃ (ព្រំដែន) លក្ខណៈសម្បត្តិនៃការប្រមូលផ្តុំ ដំណោះស្រាយ rheology និងអាកប្បកិរិយាដំណាក់កាលនៃសារធាតុ Surfactants Gemini ផ្សេងៗគ្នា នៅពេលដែលផ្សំជាមួយសារធាតុ surfactants ធម្មតា។ នៅឆ្នាំ 2002 ហ្សាណា [15] បានស៊ើបអង្កេតឥទ្ធិពលនៃក្រុមតំណភ្ជាប់ផ្សេងៗគ្នាលើឥរិយាបទនៃការប្រមូលផ្តុំរបស់ Gemini Surfactants នៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous ដែលជាការងារដែលជំរុញការអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងខ្លាំងនៃសារធាតុ surfactants និងមានសារៈសំខាន់យ៉ាងខ្លាំង។ ក្រោយមក Qiu et al [16] បានបង្កើតវិធីសាស្រ្តថ្មីមួយសម្រាប់ការសំយោគនៃ Gemini Surfactants ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធពិសេសដោយផ្អែកលើ cetyl bromide និង 4-amino-3,5-dihydroxymethyl-1,2,4-triazole ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវមធ្យោបាយនៃ ការសំយោគ Surfactant Gemini ។ |
ការស្រាវជ្រាវលើ Gemini Surfactants នៅក្នុងប្រទេសចិនបានចាប់ផ្តើមយឺត។ ក្នុងឆ្នាំ 1999 លោក Jianxi Zhao មកពីសាកលវិទ្យាល័យ Fuzhou បានធ្វើការត្រួតពិនិត្យជាប្រព័ន្ធនៃការស្រាវជ្រាវបរទេសលើ Gemini Surfactants និងបានទាក់ទាញចំណាប់អារម្មណ៍របស់ស្ថាប័នស្រាវជ្រាវជាច្រើននៅក្នុងប្រទេសចិន។ បន្ទាប់ពីនោះ ការស្រាវជ្រាវលើ Gemini Surfactants នៅក្នុងប្រទេសចិនបានចាប់ផ្តើមរីកចម្រើន និងទទួលបានលទ្ធផលជាផ្លែផ្កា។ ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ អ្នកស្រាវជ្រាវបានលះបង់ខ្លួនឯងក្នុងការអភិវឌ្ឍនៃ Gemini Surfactants ថ្មី និងការសិក្សាអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវិទ្យាដែលពាក់ព័ន្ធរបស់ពួកគេ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ កម្មវិធីនៃ Gemini Surfactants ត្រូវបានបង្កើតឡើងជាបណ្តើរៗក្នុងផ្នែកនៃការក្រៀវ និងថ្នាំសំលាប់មេរោគ ការផលិតអាហារ ការបន្ទោរបង់ និងការទប់ស្កាត់ស្នោ ការចេញផ្សាយយឺតនៃឱសថ និងការសម្អាតឧស្សាហកម្ម។ ដោយផ្អែកលើថាតើក្រុម hydrophilic នៅក្នុងម៉ូលេគុល surfactant ត្រូវបានគិតថ្លៃឬអត់ និងប្រភេទនៃបន្ទុកដែលពួកគេផ្ទុក Gemini Surfactants អាចត្រូវបានបែងចែកជាប្រភេទដូចខាងក្រោមៈ cationic, anionic, nonionic និង amphoteric Gemini Surfactants ។ ក្នុងចំនោមពួកគេ cationic Gemini Surfactants ជាទូទៅសំដៅទៅលើ quaternary ammonium ឬ ammonium salt Gemini Surfactants, anionic Gemini Surfactants ភាគច្រើនសំដៅទៅលើ Gemini Surfactants ដែលក្រុម hydrophilic គឺអាស៊ីត sulfonic, phosphate និងអាស៊ីត carboxylic ខណៈដែល nonionic Gemini Surfactants ភាគច្រើនជា polyoxyethylene Gemini ។
1.1 សារធាតុ cationic Gemini Surfactants
Cationic Gemini Surfactants អាចបំបែក cations នៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous ជាចម្បង ammonium និង quaternary ammonium salt Gemini Surfactants ។ សារធាតុ Cationic Gemini Surfactants មានជីវគីមីល្អ សមត្ថភាពកំចាត់មេរោគខ្លាំង លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីមានស្ថេរភាព ការពុលទាប រចនាសម្ព័ន្ធសាមញ្ញ សំយោគងាយស្រួល បំបែក និងបន្សុតបានយ៉ាងងាយស្រួល ហើយថែមទាំងមានលក្ខណៈសម្បត្តិបាក់តេរី ប្រឆាំងនឹងការ corrosion លក្ខណៈសម្បត្តិ antistatic និងភាពទន់។
Gemini Surfactants ដែលមានមូលដ្ឋានលើអំបិលអាម៉ូញ៉ូម Quaternary ជាទូទៅត្រូវបានរៀបចំពី amines ទីបីដោយប្រតិកម្ម alkylation ។ មានវិធីសាស្រ្តសំយោគសំខាន់ពីរដូចខាងក្រោម៖ មួយគឺដើម្បី quaternize dibromo-ជំនួស alkanes និងខ្សែសង្វាក់វែងតែមួយ alkyl dimethyl tertiary amines; មួយទៀតគឺធ្វើ quaternize 1-bromo-ជំនួស alkanes ខ្សែសង្វាក់វែង និង N,N,N',N'-tetramethyl alkyl diamines ជាមួយនឹងអេតាណុលគ្មានជាតិទឹកជាសារធាតុរំលាយ និងកំដៅចាល់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អាល់កានដែលជំនួសដោយឌីប្រូម៉ូមានតម្លៃថ្លៃជាង ហើយជាទូទៅត្រូវបានសំយោគដោយវិធីសាស្ត្រទីពីរ ហើយសមីការប្រតិកម្មត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ។
1.2 Anionic Gemini Surfactants
Anionic Gemini Surfactants អាចបំបែក anions នៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous ជាចម្បង sulfonates អំបិល sulfate carboxylates និង phosphate salts ប្រភេទ Gemini Surfactants ។ Anionic surfactants មានលក្ខណៈសម្បត្តិប្រសើរជាងមុនដូចជា decontamination, foaming, dispersion, emulsification and wetting ហើយត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយជា detergents, foaming agents, wetting agents, emulsifiers and dispersants។
1.2.1 ស៊ុលហ្វាត
សារធាតុ biosurfactants ដែលមានមូលដ្ឋានលើ sulfonate មានគុណសម្បត្តិនៃការរលាយទឹកល្អ ភាពសើមល្អ សីតុណ្ហភាពល្អ និងធន់នឹងអំបិល ការលាងសម្អាតល្អ និងសមត្ថភាពបំបែកដ៏រឹងមាំ ហើយពួកវាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយជាសាប៊ូបោកខោអាវ ភ្នាក់ងារបង្កើតពពុះ ភ្នាក់ងារសើម សារធាតុ emulsifier និងសារធាតុបំបែកនៅក្នុងប្រេង។ ឧស្សាហកម្មវាយនភ័ណ្ឌ និងសារធាតុគីមីប្រើប្រាស់ប្រចាំថ្ងៃ ដោយសារប្រភពវត្ថុធាតុដើមដ៏ធំទូលាយ ដំណើរការផលិតសាមញ្ញ និងការចំណាយទាប។ Li et al បានសំយោគស៊េរីនៃអាស៊ីត dialkyl disulfonic ថ្មី Gemini Surfactants (2Cn-SCT) ដែលជា surfactant baryonic ប្រភេទ sulfonate ធម្មតា ដោយប្រើ trichloramine, aliphatic amine និង taurine ជាវត្ថុធាតុដើមក្នុងប្រតិកម្មបីជំហាន។
1.2.2 អំបិលស៊ុលហ្វាត
Sulfate ester salts doublet surfactants មានគុណសម្បត្តិនៃភាពតានតឹងផ្ទៃទាបបំផុត សកម្មភាពលើផ្ទៃខ្ពស់ ភាពរលាយទឹកល្អ ប្រភពដ៏ធំទូលាយនៃវត្ថុធាតុដើម និងការសំយោគសាមញ្ញ។ វាក៏មានដំណើរការលាងដ៏ល្អ និងសមត្ថភាពបង្កើតពពុះ ដំណើរការមានស្ថេរភាពនៅក្នុងទឹករឹង ហើយអំបិលស៊ុលហ្វាត ester គឺអព្យាក្រឹត ឬអាល់កាឡាំងបន្តិចនៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous ។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3 Sun Dong et al បានប្រើអាស៊ីត lauric និង polyethylene glycol ជាវត្ថុធាតុដើមសំខាន់ ហើយបានបន្ថែមចំណងស៊ុលហ្វាត ester តាមរយៈការជំនួស esterification និងប្រតិកម្មបន្ថែម ដូច្នេះការសំយោគ sulfate ester អំបិលប្រភេទ baryonic surfactant-GA12-S-12 ។
1.2.3 អំបិលអាស៊ីត Carboxylic
សារធាតុ surfactants Gemini ដែលមានមូលដ្ឋានលើ Carboxylate ជាធម្មតាមានសភាពស្រាល ពណ៌បៃតង ងាយបំបែកបាន និងមានប្រភពសម្បូរបែបនៃវត្ថុធាតុដើមធម្មជាតិ លក្ខណៈសម្បត្តិដែកខ្ពស់ ធន់នឹងទឹកល្អ និងការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃសាប៊ូកាល់ស្យូម លក្ខណៈសម្បត្តិពពុះ និងសំណើមល្អ ហើយត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងឱសថ។ វាយនភណ្ឌ សារធាតុគីមីល្អ និងវិស័យផ្សេងៗទៀត។ ការណែនាំនៃក្រុម amide នៅក្នុង biosurfactants ដែលមានមូលដ្ឋានលើ carboxylate អាចជួយបង្កើនការបំប្លែងជីវសាស្ត្រនៃម៉ូលេគុល surfactant ហើយថែមទាំងធ្វើឱ្យពួកវាមានសំណើមល្អ សារធាតុ emulsification ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ និងការបន្សាបជាតិពុល។ Mei et al បានសំយោគសារធាតុ surfactant baryonic ដែលមានមូលដ្ឋានលើ carboxylate CGS-2 ដែលមានក្រុម amide ដោយប្រើ dodecylamine, dibromoethane និង succinic anhydride ជាវត្ថុធាតុដើម។
1.2.4 អំបិលផូស្វាត
ប្រភេទអំបិល Phosphate ester Gemini Surfactants មានរចនាសម្ព័ន្ធស្រដៀងទៅនឹង phospholipids ធម្មជាតិ ហើយងាយនឹងបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធដូចជា មីសែលបញ្ច្រាស និង vesicles ។ ប្រភេទអំបិល Phosphate ester Gemini Surfactants ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយជាភ្នាក់ងារ antistatic និង detergents បោកគក់ ខណៈពេលដែលលក្ខណៈសម្បត្តិ emulsification ខ្ពស់ និងការរលាកទាបបាននាំឱ្យមានការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការថែទាំស្បែកផ្ទាល់ខ្លួន។ សារធាតុ phosphate esters មួយចំនួនអាចជាថ្នាំប្រឆាំងមហារីក អង់ទីគ័រ និងអង់ទីប៊ីយ៉ូទិក ហើយថ្នាំរាប់សិបប្រភេទត្រូវបានបង្កើតឡើង។ សារធាតុ biosurfactants ប្រភេទអំបិល Phosphate ester មានលក្ខណៈសម្បត្តិ emulsification ខ្ពស់សម្រាប់ថ្នាំសម្លាប់សត្វល្អិត ហើយអាចត្រូវបានប្រើមិនត្រឹមតែជាថ្នាំសំលាប់មេរោគ និងថ្នាំសំលាប់សត្វល្អិតប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏ជាថ្នាំសំលាប់ស្មៅផងដែរ។ Zheng et al បានសិក្សាការសំយោគនៃ phosphate ester salt Gemini Surfactants ពី P2O5 និង oligomeric diols ដែលមានមូលដ្ឋានលើ ortho-quat ដែលមានប្រសិទ្ធិភាពសើមល្អ លក្ខណៈសម្បត្តិ antistatic ល្អ និងដំណើរការសំយោគសាមញ្ញជាមួយនឹងលក្ខខណ្ឌប្រតិកម្មស្រាល។ រូបមន្តម៉ូលេគុលនៃអំបិលប៉ូតាស្យូមផូស្វាត surfactant baryonic ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4 ។
1.3 សារធាតុ Surfactants Gemini មិនមែនអ៊ីយ៉ូដ
Noionic Gemini Surfactants មិនអាចត្រូវបានបំបែកនៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous និងមាននៅក្នុងទម្រង់ម៉ូលេគុល។ ប្រភេទនៃ surfactant baryonic នេះត្រូវបានគេសិក្សាតិចជាងមុនមកទល់ពេលនេះ ហើយមានពីរប្រភេទគឺ មួយគឺជាដេរីវេនៃជាតិស្ករ និងមួយទៀតគឺអាល់កុលអេធើរ និង phenol ether ។ Noionic Gemini Surfactants មិនមាននៅក្នុងស្ថានភាពអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងដំណោះស្រាយទេ ដូច្នេះពួកវាមានស្ថេរភាពខ្ពស់ មិនងាយប៉ះពាល់ដោយអេឡិចត្រូលីតខ្លាំង មានភាពស្មុគស្មាញល្អជាមួយប្រភេទផ្សេងទៀតនៃ surfactants និងមានភាពរលាយល្អ។ ដូច្នេះ សារធាតុ surfactants nonionic មានលក្ខណៈសម្បត្តិជាច្រើនដូចជាការបន្សាបល្អ ការបែកខ្ញែក emulsification ពពុះ សំណើម ទ្រព្យសម្បត្តិ antistatic និងការក្រៀវ ហើយអាចត្រូវបានប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងទិដ្ឋភាពផ្សេងៗដូចជាថ្នាំសំលាប់សត្វល្អិត និងថ្នាំកូត។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 5 ក្នុងឆ្នាំ 2004 FitzGerald et al សំយោគ polyoxyethylene ដែលមានមូលដ្ឋានលើ Gemini Surfactants ( surfactants noionic) ដែលរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាត្រូវបានបង្ហាញជា (Cn-2H2n-3CHCH2O(CH2CH2O)mH)2(CH2)6 (ឬ GemnEm)។
02 លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវិទ្យានៃ Gemini Surfactants
2.1 សកម្មភាពរបស់ Gemini Surfactants
វិធីសាមញ្ញបំផុត និងដោយផ្ទាល់បំផុតដើម្បីវាយតម្លៃសកម្មភាពលើផ្ទៃនៃសារធាតុ surfactants គឺដើម្បីវាស់ភាពតានតឹងផ្ទៃនៃដំណោះស្រាយ aqueous របស់ពួកគេ។ ជាគោលការណ៍ surfactants កាត់បន្ថយភាពតានតឹងផ្ទៃនៃដំណោះស្រាយដោយការរៀបចំតម្រង់ទិសនៅលើផ្ទៃ (ព្រំដែន) យន្តហោះ (រូបភាពទី 1 (គ)) ។ កំហាប់ micelle សំខាន់ (CMC) នៃ Gemini Surfactants គឺច្រើនជាងពីរលំដាប់នៃទំហំតូចជាង ហើយតម្លៃ C20 គឺទាបជាងយ៉ាងខ្លាំងបើប្រៀបធៀបទៅនឹង surfactants ធម្មតាដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធស្រដៀងគ្នា។ ម៉ូលេគុល surfactant baryonic មានក្រុម hydrophilic ពីរដែលជួយវារក្សាការរលាយទឹកបានល្អខណៈពេលដែលមានខ្សែសង្វាក់វែង hydrophobic ។ នៅឯចំណុចប្រទាក់ទឹក/ខ្យល់ សារធាតុ surfactants ធម្មតាត្រូវបានរៀបចំដោយរលុងដោយសារតែឥទ្ធិពលនៃភាពធន់ទ្រាំនឹងកន្លែង និងការច្រានចោលនៃការចោទប្រកាន់ដូចគ្នានៅក្នុងម៉ូលេគុល ដូច្នេះការចុះខ្សោយសមត្ថភាពរបស់ពួកគេក្នុងការកាត់បន្ថយភាពតានតឹងផ្ទៃទឹក។ ផ្ទុយទៅវិញ ក្រុមតំណភ្ជាប់នៃ Gemini Surfactants ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់យ៉ាងស្អិតរមួត ដូច្នេះចម្ងាយរវាងក្រុម hydrophilic ទាំងពីរត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងចន្លោះតូចមួយ (តូចជាងចម្ងាយរវាងក្រុម hydrophilic នៃ surfactants ធម្មតា) ដែលបណ្តាលឱ្យមានសកម្មភាពល្អប្រសើរនៃ Gemini Surfactants នៅ ផ្ទៃ (ព្រំដែន) ។
2.2 រចនាសម្ព័ន្ធសភានៃ Gemini Surfactants
នៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous នៅពេលដែលកំហាប់នៃ surfactant baryonic កើនឡើង ម៉ូលេគុលរបស់វាឆ្អែតលើផ្ទៃនៃដំណោះស្រាយ ដែលនៅក្នុងវេនបង្ខំឱ្យម៉ូលេគុលផ្សេងទៀតធ្វើចំណាកស្រុកទៅផ្នែកខាងក្នុងនៃដំណោះស្រាយដើម្បីបង្កើតជាមីសែល។ កំហាប់ដែលសារធាតុ surfactant ចាប់ផ្តើមបង្កើត micelles ត្រូវបានគេហៅថា Critical micelle Concentration (CMC) ។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 9 បន្ទាប់ពីការផ្តោតអារម្មណ៍គឺធំជាង CMC មិនដូច surfactants ធម្មតាដែលប្រមូលផ្តុំដើម្បីបង្កើតជា micelles ស្វ៊ែរ Gemini Surfactants បង្កើតភាពខុសគ្នានៃ morphologies micelle ដូចជារចនាសម្ព័ន្ធលីនេអ៊ែរនិង bilayer ដោយសារតែលក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ពួកគេ។ ភាពខុសគ្នានៃទំហំ រូបរាង និងជាតិទឹកមានផលប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើឥរិយាបទដំណាក់កាល និងលក្ខណៈសម្បត្តិ rheological នៃដំណោះស្រាយ ហើយក៏នាំទៅរកការផ្លាស់ប្តូរនៃ viscoelasticity នៃដំណោះស្រាយផងដែរ។ សារធាតុ surfactants ធម្មតាដូចជា anionic surfactants (SDS) ជាធម្មតាបង្កើតជា micelles ស្វ៊ែរ ដែលស្ទើរតែមិនមានឥទ្ធិពលលើ viscosity នៃដំណោះស្រាយនោះទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយរចនាសម្ព័ន្ធពិសេសរបស់ Gemini Surfactants នាំទៅរកការបង្កើត morphology micelle កាន់តែស្មុគស្មាញ ហើយលក្ខណៈសម្បត្តិនៃដំណោះស្រាយ aqueous របស់វាខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពី surfactants ធម្មតា។ ភាព viscosity នៃដំណោះស្រាយ aqueous នៃ Gemini Surfactants កើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃកំហាប់នៃ Gemini Surfactants ប្រហែលជាដោយសារតែ micelles លីនេអ៊ែរដែលបានបង្កើតឡើង intertwine ចូលទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធដូចបណ្តាញ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ viscosity នៃដំណោះស្រាយមានការថយចុះជាមួយនឹងការកើនឡើងកំហាប់ surfactant ប្រហែលជាដោយសារតែការរំខាននៃរចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាញនិងការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធ micelle ផ្សេងទៀត។
03 លក្ខណៈសម្បត្តិប្រឆាំងនឹងមេរោគនៃ Gemini Surfactants
ជាប្រភេទនៃភ្នាក់ងារ antimicrobial សរីរាង្គ យន្តការ antimicrobial នៃ surfactant baryonic គឺចម្បងដែលវារួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយ anions នៅលើផ្ទៃភ្នាសកោសិកានៃ microorganisms ឬប្រតិកម្មជាមួយក្រុម sulfhydryl ដើម្បីរំខានដល់ការផលិតនៃប្រូតេអ៊ីននិងភ្នាសកោសិការបស់ពួកគេដូច្នេះបំផ្លាញជាលិកា microbial រារាំង។ ឬសម្លាប់មេរោគ។
3.1 លក្ខណៈសម្បត្តិប្រឆាំងនឹងមេរោគនៃសារធាតុ anionic Gemini Surfactants
លក្ខណៈសម្បត្តិប្រឆាំងនឹងអតិសុខុមប្រាណនៃ surfactants anionic antimicrobial ត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយធម្មជាតិនៃ moieties antimicrobial ដែលពួកគេផ្ទុក។ នៅក្នុងដំណោះស្រាយ colloidal ដូចជាជ័រ និងថ្នាំកូតធម្មជាតិ ខ្សែសង្វាក់ hydrophilic ភ្ជាប់ទៅនឹងសារធាតុរលាយក្នុងទឹក ហើយខ្សែសង្វាក់ hydrophobic នឹងភ្ជាប់ទៅនឹងការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ hydrophobic ដោយការស្រូបយកទិសដៅ ដូច្នេះការបំប្លែងចំណុចប្រទាក់ពីរដំណាក់កាលទៅជាខ្សែភាពយន្ត interfacial ម៉ូលេគុលក្រាស់។ ក្រុមរារាំងបាក់តេរីនៅលើស្រទាប់ការពារដ៏ក្រាស់នេះរារាំងការលូតលាស់នៃបាក់តេរី។
យន្តការនៃការរារាំងបាក់តេរីនៃ surfactants anionic គឺខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានពីថ្នាំ surfactants cationic ។ ការរារាំងបាក់តេរីនៃ surfactant anionic គឺទាក់ទងទៅនឹងប្រព័ន្ធដំណោះស្រាយរបស់ពួកគេ និងក្រុម inhibition ដូច្នេះប្រភេទនៃ surfactant នេះអាចត្រូវបានកំណត់។ ប្រភេទនៃ surfactant នេះត្រូវតែមានវត្តមានក្នុងកម្រិតគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីឱ្យ surfactant មានវត្តមាននៅគ្រប់ជ្រុងនៃប្រព័ន្ធដើម្បីបង្កើតឥទ្ធិពល microbicidal ដ៏ល្អ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ surfactant ប្រភេទនេះខ្វះការធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មនិងការកំណត់គោលដៅដែលមិនត្រឹមតែបណ្តាលឱ្យខ្ជះខ្ជាយដែលមិនចាំបាច់ប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងបង្កើតភាពធន់ទ្រាំក្នុងរយៈពេលយូរផងដែរ។
ជាឧទាហរណ៍ សារធាតុ biosurfactants ដែលមានមូលដ្ឋានលើ alkyl sulfonate ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ក្នុងឱសថព្យាបាល។ Alkyl sulfonates ដូចជា Busulfan និង Treosulfan ជាចម្បងព្យាបាលជំងឺ myeloproliferative ដើរតួក្នុងការបង្កើតទំនាក់ទំនងឆ្លងរវាង guanine និង ureapurine ខណៈពេលដែលការផ្លាស់ប្តូរនេះមិនអាចជួសជុលដោយការអានកោសិកាដែលបណ្តាលឱ្យស្លាប់កោសិកា apoptotic ។
3.2 លក្ខណៈសម្បត្តិប្រឆាំងនឹងមេរោគនៃសារធាតុ cationic Gemini Surfactants
ប្រភេទសំខាន់នៃ cationic Gemini Surfactants ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងគឺ quaternary ammonium salt type Gemini Surfactants ។ ប្រភេទអាម៉ូញ៉ូម Quaternary cationic Gemini Surfactants មានឥទ្ធិពលបាក់តេរីខ្លាំង ពីព្រោះមានខ្សែសង្វាក់អាល់កានវែង hydrophobic ពីរនៅក្នុងម៉ូលេគុល surfactant baryonic ប្រភេទ quaternary ammonium ហើយច្រវាក់ hydrophobic បង្កើតបានជា hydrophobic adsorption ជាមួយនឹងជញ្ជាំងកោសិកា (peptidoglycan); ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ពួកវាផ្ទុកនូវអ៊ីយ៉ុងអាសូតដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានចំនួនពីរ ដែលនឹងជំរុញការស្រូបយកម៉ូលេគុល surfactant ទៅលើផ្ទៃនៃបាក់តេរីដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន ហើយតាមរយៈការជ្រៀតចូល និងការសាយភាយ ខ្សែសង្វាក់ hydrophobic ជ្រាបចូលយ៉ាងជ្រៅទៅក្នុងស្រទាប់ភ្នាសកោសិកា lipid ផ្លាស់ប្តូរ។ permeability នៃភ្នាសកោសិកាដែលនាំឱ្យមានការប្រេះឆានៃបាក់តេរីបន្ថែមលើក្រុម hydrophilic ជ្រៅចូលទៅក្នុងប្រូតេអ៊ីនដែលនាំឱ្យបាត់បង់សកម្មភាពអង់ស៊ីមនិងការ denaturation ប្រូតេអ៊ីនដោយសារតែឥទ្ធិពលរួមបញ្ចូលគ្នានៃឥទ្ធិពលទាំងពីរនេះធ្វើឱ្យថ្នាំសម្លាប់ផ្សិតមាន។ ឥទ្ធិពលបាក់តេរីខ្លាំង។
ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ តាមទស្សនៈបរិស្ថាន សារធាតុ surfactants ទាំងនេះមានសកម្មភាព hemolytic និង cytotoxicity ហើយពេលវេលាទំនាក់ទំនងយូរជាមួយសារពាង្គកាយក្នុងទឹក និងការបំផ្លិចបំផ្លាញជីវសាស្រ្តអាចបង្កើនការពុលរបស់វា។
3.3 លក្ខណៈសម្បត្តិប្រឆាំងនឹងបាក់តេរីនៃ nonionic Gemini Surfactants
បច្ចុប្បន្នមានពីរប្រភេទនៃសារធាតុ Gemini Surfactants ដែលគ្មានជាតិគីមី មួយគឺជាដេរីវេនៃជាតិស្ករ និងមួយទៀតគឺអាល់កុលអេធើរ និងអេធើរ phenol ។
យន្តការប្រឆាំងបាក់តេរីនៃសារធាតុ biosurfactants ដែលទទួលបានពីជាតិស្ករគឺផ្អែកលើភាពស្និទ្ធស្នាលនៃម៉ូលេគុល ហើយសារធាតុ surfactants ដែលទទួលបានពីជាតិស្ករអាចភ្ជាប់ទៅនឹងភ្នាសកោសិកាដែលមានផ្ទុក phospholipids មួយចំនួនធំ។ នៅពេលដែលកំហាប់នៃដេរីវេនៃជាតិស្ករ surfactants ឈានដល់កម្រិតជាក់លាក់មួយ វាផ្លាស់ប្តូរ permeability នៃភ្នាសកោសិកា បង្កើតជារន្ធញើស និងបណ្តាញអ៊ីយ៉ុង ដែលប៉ះពាល់ដល់ការដឹកជញ្ជូនសារធាតុចិញ្ចឹម និងការផ្លាស់ប្តូរឧស្ម័ន បណ្តាលឱ្យហូរចេញនៃមាតិកា ហើយនៅទីបំផុតនាំទៅដល់ការស្លាប់។ បាក់តេរី។
យន្តការប្រឆាំងបាក់តេរីនៃ phenolic និង ethers ជាតិអាល់កុល ភ្នាក់ងារ antimicrobial គឺធ្វើសកម្មភាពនៅលើជញ្ជាំងកោសិកា ឬភ្នាសកោសិកា និងអង់ស៊ីម រារាំងមុខងារមេតាបូលីស និងរំខានដល់មុខងារបង្កើតឡើងវិញ។ ឧទាហរណ៍ ថ្នាំប្រឆាំងនឹងមេរោគនៃ diphenyl ethers និងនិស្សន្ទវត្ថុរបស់ពួកវា (phenols) ត្រូវបានជ្រមុជនៅក្នុងកោសិកាបាក់តេរី ឬមេរោគ ហើយធ្វើសកម្មភាពតាមរយៈជញ្ជាំងកោសិកា និងភ្នាសកោសិកា រារាំងសកម្មភាព និងមុខងាររបស់អង់ស៊ីមដែលទាក់ទងនឹងការសំយោគអាស៊ីត nucleic និងប្រូតេអ៊ីន កំណត់ការ ការលូតលាស់ និងការបន្តពូជរបស់បាក់តេរី។ វាក៏ធ្វើឱ្យមុខងារមេតាបូលីស និងការដកដង្ហើមរបស់អង់ស៊ីមនៅក្នុងបាក់តេរី ដែលបន្ទាប់មកបរាជ័យ។
3.4 លក្ខណៈសម្បត្តិប្រឆាំងនឹងបាក់តេរីនៃ amphoteric Gemini Surfactants
Amphoteric Gemini Surfactants គឺជាក្រុមនៃ surfactants ដែលមានទាំង cations និង anions នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលរបស់ពួកគេ អាច ionize នៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous និងបង្ហាញលក្ខណៈសម្បត្តិនៃ surfactants anionic នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌមធ្យមមួយ និង surfactants cationic នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌមធ្យមមួយផ្សេងទៀត។ យន្តការនៃការទប់ស្កាត់បាក់តេរីនៃ surfactants amphoteric គឺមិនអាចសន្និដ្ឋានបាន ប៉ុន្តែជាទូទៅគេជឿថាការរារាំងនេះអាចស្រដៀងទៅនឹងសារធាតុ surfactants ammonium quaternary ដែលសារធាតុ surfactant ត្រូវបានស្រូបយកបានយ៉ាងងាយស្រួលលើផ្ទៃបាក់តេរីដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន និងរំខានដល់ការរំលាយអាហាររបស់បាក់តេរី។
3.4.1 លក្ខណៈសម្បត្តិប្រឆាំងនឹងមេរោគនៃអាស៊ីតអាមីណូ Gemini Surfactants
អាស៊ីតអាមីណូប្រភេទ surfactant baryonic គឺជា cationic amphoteric surfactant baryonic ដែលផ្សំឡើងដោយអាស៊ីតអាមីណូពីរ ដូច្នេះយន្តការប្រឆាំងមេរោគរបស់វាគឺស្រដៀងទៅនឹង quaternary ammonium surfactant ប្រភេទ baryonic អំបិល។ ផ្នែកដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាននៃសារធាតុ surfactant ត្រូវបានទាក់ទាញទៅផ្នែកដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាននៃផ្ទៃបាក់តេរី ឬមេរោគ ដោយសារអន្តរកម្មអេឡិចត្រូស្តាទិច ហើយជាបន្តបន្ទាប់ច្រវ៉ាក់ hydrophobic ភ្ជាប់ទៅនឹងស្រទាប់ខ្លាញ់ដែលនាំទៅដល់ការហូរចេញនៃមាតិកាកោសិកា និង lysis រហូតដល់ស្លាប់។ វាមានគុណសម្បត្តិយ៉ាងសំខាន់លើសារធាតុ Gemini Surfactants ដែលមានមូលដ្ឋានលើអាម៉ូញ៉ូម quaternary: ងាយរំលាយជីវជាតិ សកម្មភាព hemolytic ទាប និងការពុលទាប ដូច្នេះវាកំពុងត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់កម្មវិធីរបស់វា ហើយផ្នែកនៃកម្មវិធីរបស់វាកំពុងត្រូវបានពង្រីក។
3.4.2 លក្ខណៈសម្បត្តិប្រឆាំងនឹងបាក់តេរីនៃប្រភេទមិនមែនអាស៊ីតអាមីណូ Gemini Surfactants
ប្រភេទ amphoteric Gemini Surfactants ដែលមិនមែនជាអាស៊ីតអាមីណូ មានសំណល់ម៉ូលេគុលសកម្មលើផ្ទៃ ដែលមានទាំងមជ្ឈមណ្ឌលបន្ទុកវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមានដែលមិនអាច ionizable ។ ប្រភេទអាស៊ីតអាមីណូសំខាន់ៗ Gemini Surfactants គឺ betaine, imidazoline និង amine oxide ។ យកប្រភេទ betaine ជាឧទាហរណ៍ សារធាតុ surfactants ប្រភេទ betaine-type amphoteric មានទាំងក្រុម anionic និង cationic នៅក្នុងម៉ូលេគុលរបស់ពួកគេ ដែលមិនងាយប៉ះពាល់ដោយអំបិលអសរីរាង្គ និងមានឥទ្ធិពល surfactant នៅក្នុងដំណោះស្រាយអាស៊ីត និងអាល់កាឡាំង ហើយយន្តការ antimicrobial នៃ cationic Gemini Surfactants គឺ អនុវត្តតាមដំណោះស្រាយអាស៊ីត និងសារធាតុ anionic Gemini Surfactants នៅក្នុងដំណោះស្រាយអាល់កាឡាំង។ វាក៏មានដំណើរការផ្សំដ៏ល្អជាមួយនឹងប្រភេទផ្សេងទៀតនៃ surfactants ។
០៤ សេចក្តីសន្និដ្ឋាន និងទស្សនវិស័យ
Gemini Surfactants ត្រូវបានប្រើប្រាស់កាន់តែខ្លាំងឡើងក្នុងជីវិតដោយសារតែរចនាសម្ព័ន្ធពិសេសរបស់វា ហើយពួកវាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងវិស័យនៃការក្រៀវអង់ទីប៊ីយ៉ូទិក ការផលិតអាហារ ការបន្ទោរបង់ និងការទប់ស្កាត់ពពុះ ការចេញផ្សាយយឺតនៃឱសថ និងការសម្អាតឧស្សាហកម្ម។ ជាមួយនឹងតម្រូវការកើនឡើងសម្រាប់ការការពារបរិស្ថានបៃតង Gemini Surfactants ត្រូវបានអភិវឌ្ឍជាបណ្តើរៗទៅជាសារធាតុ surfactants ដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន និងពហុមុខងារ។ ការស្រាវជ្រាវនាពេលអនាគតលើ Gemini Surfactants អាចត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងទិដ្ឋភាពដូចខាងក្រោម: ការអភិវឌ្ឍ Gemini Surfactants ថ្មីជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធនិងមុខងារពិសេសជាពិសេសការពង្រឹងការស្រាវជ្រាវលើ antibacterial និង antiviral; ផ្សំជាមួយសារធាតុ surfactants ទូទៅ ឬសារធាតុបន្ថែមដើម្បីបង្កើតផលិតផលដែលមានដំណើរការប្រសើរជាងមុន។ និងប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុដើមដែលមានតំលៃថោក និងងាយរកបានដើម្បីសំយោគ Gemini Surfactants ដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន។
ពេលវេលាប្រកាស៖ ថ្ងៃទី ២៥ ខែមីនា ឆ្នាំ ២០២២