'''הידרופיליות (hydrophilicity)'''
הידרופיליות היא התכונה של שטח פנים של חומר "להתנהג" כחבר של מים. חומר הידרופילי (אוהב מים) נוטה להיספג או להירטב במים. מים מתפשטים על משטח הידרופילי במקום להישאר בטיפה.
הידרופיליות: קיום מגע והידבקות בין שטח המוצק למים, כאשר כוחות האדהזיה (כוח משיכה בין חומרים שונים) חזקים יחסית לקוהזיה (כוח המשיכה בין מולקולות הנוזל).
מסיסות: תהליך שבו חומר מתפזר בממיס ויוצר תמיסה הומוגנית. זו תהליך כימי שכולל אינטראקציות כמו קשרי מימן או קשרים יוניים.
חומרים הידרופוביים (שונאי מים) יכולים להתמוסס בממסים אורגניים כמו שמן. במים הם יוצרים תחליבים (אמולסיות), שבהם טיפות שמן זעירות מפוזרות במים.
קוהזיה היא הכוח שמקשר בין מולקולות של אותו נוזל. היא אחראית למתח הפנים, כלומר לנטייה של הנוזל לשמור על שטח פנים קטן.
משטח (surfactant) הוא חומר שמוריד את מתח הפנים. חומרים אלה מגבירים אדהזיה וגורמים לנוזל להירטב משטחים טוב יותר.
אדהזיה היא כוח משיכה בין מולקולות שונות, למשל בין מים לזכוכית. אם האדהזיה חזקה יותר מהקוהזיה, המים מרטיבים ומטפסים מעט על הקצה.
הידרופיליות מתארת מצב שבו האדהזיה שמשיכה מים למשטח חזקה מהקוהזיה בין מולקולות המים. בתנאים אלה ייווצר סרט רטוב ולא טיפה כדורית.
הידרופוביות היא הנטייה להתרחק ממים. חומרים אלה בדרך כלל א-פולאריים, כלומר חסרי מטען חזק, ולכן אינם יוצרים קשרי מימן עם המים.
האפקט ההידרופובי קורה כי מולקולות המים מנסות לארגן את עצמן סביב החומר ההידרופובי. ארגון זה מוריד את האנטרופיה (האי-סדר) ולכן המערכת דוחפת החוצה את החומר ההידרופובי.
דוגמה פשוטה: שמן לא מתמוסס במים ויוצר טיפות. כספית יוצרת כדוריות על פני משטחים.
סבון ומתחלבים (אמולסיפיירים) מחברים בין צד הידרופילי לצד הידרופובי. הם מאפשרים לשמן להתפזר במים וליצור אמולסיה יציבה.
מולקולות עם קצה אחד הידרופילי וקצה אחד הידרופובי נקראות מתחלבים (אמולסיפיירים). הן יוצרות מיצלות, בועיות זעירות שבהן המים והחומר ההידרופובי מסתדרים יחד בלי קשר כימי מלא.
ניתן להפוך משטח להידרופובי באמצעות שינוי פני השטח. לדוגמה, התזת אבקה שיוצרת שקעים זעירים או ציפוי ננומטרי בחומר הידרופובי, שיגרום למים להצטבר בטיפות.
שיטות מדידה מקובלות כוללות מדידת זווית המגע של טיפה על המשטח. משטח הידרופובי מייצר זווית מגע גדולה, ואילו משטח הידרופילי גורם לטיפה להתפרס כמעט לשכבה שטוחה.
בשימוש בשתלים וחומרים חודרניים חשוב להתאים את ההידרופיליות: לפעמים נדרש משטח הידרופובי כדי למנוע הדבקה של חיידקים, ולפעמים משטח הידרופילי כדי שהשתל יתחבר לרקמות.
הידרופיליות משפיעה גם על בדיקות כמו דיאליזה, התקני צנתור, והשתלות כלי דם, שם היא יכולה גם לגרום ליצירת קרישים אם לא מותאמת נכון.
בחקלאות משתמשים בסורפקטנטים (חומרי שטח) כדי להפוך חומרי הדברה הידרופוביים לאמולסיות הידרופיליות. כך החומר נצמד טוב יותר לעלים ולחרקים.
בתעשייה התרופות והמזון זקוקות לשליטה בהידרופיליות כדי ליצור אמולסיות יציבות ולהבטיח קליטה ופעילות אנזימטית.
ממברנה ביולוגית בנויה ממולקולות שיש להן קצה הידרופילי וקצה הידרופובי. שתי שכבות כאלה יוצרות מסגרת שמפרידה בין פנים התא לסביבה.
הממברנה מאפשרת חדירה סלקטיבית של יונים ומולקולות. יש בה חלבונים שמבקרים העברה פעילה של חומרים כמו נתרן וסוכרים, וכן קולטנים לתקשורת בין תאית.
'''הידרופיליות (אוהב מים)'''
הידרופיליות היא כשחומר אוהב מים. מים מתפשטים עליו במקום ליצור טיפה.
הידרופילי, נוטה להירטב במים. הידרופובי, לא אוהב מים, יוצר טיפות.
שמן אינו נמס במים. הוא יוצר טיפות. סבון עוזר לשמן להתפרק ולהתערבב במים.
צמחים, תרופות והשתלות צריכים משטחים עם תכונות מתאימות של רטיבות. למשל, סבון עוזר לנקות כי יש לו חלק שאוהב מים וחלק שאוהב שמן.
תאים עטופים בממברנה. הממברנה בנויה מחלקים שחצי מהם אוהב מים וחצי מהם שונא מים. כך התא שומר על עצמו ומאפשר כניסת חומרים חשובים.
תגובות גולשים