什么是表面壓-面積等溫線

什么是表面壓-面積等溫線?

表面壓-面積等溫線或π-A等溫線的定義是在恒定溫度下，表面壓與漂浮單分子層（如Langmuir膜）上每個分子的平均面積的函數關系。

表面壓與每個分子在水面的鋪展面積函數關系是兩親性材料單分子層最重要的性質。恒定溫度下，滑障以恒定速率壓縮薄膜，同時連續監測表面壓，記錄下等溫線。根據材料的不同，可能需要重復壓縮和擴張滑障以獲得可重現的結果。

等溫線上不同的相

當這層單分子層受到壓縮時，等溫線上可以看到許多不同的區域或者相。單分子層的相行為主要由兩親性分子的物理和化學性質、亞相溫度和亞相組成決定。例如，不同的烴鏈長度、結合力和排斥力的大小，單分子層也會以不同的狀態存在。鏈長的增加會增大分子間的吸引力，并壓縮π-A等溫線。另一方面，如果使用可離子化的兩親性分子，則頭部基團的離子化會產生與相變相反的排斥力。

W.D.Harkins于1952年提出了一些簡明的術語，用于對脂肪酸的不同單分子層相進行分類。單分子層主要以氣態（G）存在，壓縮時可經相變到液體膨脹狀態（L1），再進一步壓縮時，L1向液態壓縮狀態（L2）轉變，在更高的密度下，單分子層最終轉變成固態(S)。如果單分子層在達到固態后進一步壓縮，則單分子層會塌陷成一個三維結構，坍塌導致表面壓迅速降低。

π-a等溫線中還有許多其他臨界點，如觀察到表面壓剛開始增加時的分子面積Ai，以及L1和L2狀態與L2和S狀態之間發生相變時的表面壓。

脂肪酸等溫線

圖示為單烴鏈的脂肪酸和兩個烴鏈的磷脂的典型等溫線。根據上面所提出定義，可以看出脂肪酸的等溫線有三個不同的區域：氣態（G）、液態（L1）和固態（S），而磷脂在兩個不同的液態之間具有一個額外的幾乎水平的過渡相（L2-L1），這在磷脂中非常常見，并且該水平轉變相的位置與溫度密切相關。溫度升高，發生水平轉變時的表面壓值將增加，反之亦然。

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