юртов экз

214. Антипузыри?

Если на плоскую поверхность воды, в которой растворено моющее вещество (например, шампунь), упадет капля такого же раствора, может произойти неожиданное: капля, преодолев поверхностный слой жидкости, обогащенный молекулами поверхностноактивного вещества, проникнет в жидкость и в ее конструкцию - капая, окруженная

слоем газа, за которым находится жидкость, Эту замкнутую прослойку газа называют антипузырем.

215.Что способствует образованию антипузырей в пиве? Пав

216.Какое свойство сильно отличается у нанопузырей в объеме воды и на гидрофобной поверхности в воде?

Аномальная устойчивость к процессам оствальдово созревания.

Магнитные жидкости

217. Что такое магнитная жидкость?

Ферромагнитная жидкость - жидкость, сильно поляризующаяся в присутствии магнитного поля. Ферромагнитные жидкости представляют собой коллоидные растворы, состоящие из ферромагнитных или ферримагнитных частиц нанометровых размеров, находящихся во взвешенном состоянии в несущей жидкости, в качестве которой обычно выступает органический растворитель или вода. Для обеспечения устойчивости такой жидкости ферромагнитные частицы связываются с ПАВ.

218.Какие соединения металлов входят в состав магнитных жидкостей? Fe2O3* FeO, Fe2O3

219.Какой примерно размер собственно магнитных частиц без учета оболочки ПАВ в магнитной жидкости?

Ферромагнитные жидкости состоят из частиц нанометровых размеров (обычный размер 3 - 15 нм)

220. Какой примерно размер магнитных часспиц с оболочкой ПАВ в магнитной жидкости?

6 - 250 нм.

31 из 42

221.Какие типы ПАВ используют для приготовления магнитной жидкости в водной или в органической среде?

Вводной среде - натриевая соль олеиновой кислоты.

Ворганической среде - олеиновая кислота.

222.Какие жидкости можно использовать в качестве дисперсионной среды магнитной жидкости?

Дистиллированная вода

223. На каком свойстве магнитных жидкостей основано их применение в установках по сепарации материалов?

Плотность варьируется полем (до 30 г/см ), разделение по плотности для немагнитных материалов.

224. Какая основная цель добавления олеиновой кислоты в водную дисперсию магнитных частиц при создании магнитной жидкости?

Стабилизатор от коагуляции.

225.В каком качестве применяют магнитные жидкости на трубопроводах?

Вкачестве вентиля (затвора).

226.Где применяют магнитные жидкости в радиоэлектронных устройствах?

Ферромагнитные жидкости испольуются:

•для создания жидких уплотнительных устройств вокруг вращающихся осей в жёстких дисках

•но многих динамиках для высоких частот, для отвода тепла от звуковой катушки

Нанопленки, пленки Ленгмюра - Блоджетт

227. Поверхностное давление?

Поверхностное давление - разность между силой действующей на пластинку погруженную в чистую воду и силой действующей на пластинку погруженную в воду, поверхность которой покрыта монослоем:

F = 2 (σ − σ)(t + w)

где - поверхностное натяжение чистой воды.

228. Опыты Франклина на пруду.

По растеканию органического слоя по воде получается мономолекулярный слой.

229. Опыты Агнес Поккельс.

Англичанка по имени Агнес Поккельс в своей собственной ванне принялась измерять поверхностное натяжение воды, загрязненной органическими примесями, а попросту говоря, мылом. Она мерила, как мыло снижает поверхностное натяжение.

32 из 42

повышается аналогично давлению при изотермическом сжатии обычного газа. При дальнейшем повышении давления «газ» конденсируется в «жидкость» в этом состоянии наблюдается поверхностная вязкость плёнки. Дальнейшее повышение давления превращает «жидкость» в сначала в «жидкий кристалл» — монослой молекул где отдельные молекулы упорядочены в кристаллическую структуру с возможностью скольжения по «кристаллографическим» линиям и окончательно — в «твёрдый кристалл».

Таким образом, измеряя поверхностное давлении плёнки, можно получить заданную её структуру и нужные физико-химические свойства.

Далее сформированная таким образом плёнка на поверхности с желаемыми свойствами переносится плёнки на пластинку твёрдого носителя погружением пластинки в жидкость и последующим извлечением из неё. При этом происходит адсорбция поверхностной плёнки. Обычно перенос плёнки на субстрат производят при поверхностном давлении 15—30 мН/м. Помимо органических плёнок возможно

создание таким способом и неорганических мономолекулярных плёнок[2]. Процесс переноса мономолекулярной плёнки можно повторять многократно,

получая, таким образом, различные мультимолекулярные слои[1].

231. Результирующая сила, действующая на пластинку Вильгельми, состоит из следующих составляющих:

Вес минус сила Архимеда плюс сила поверхностного натяжения

232. Изотерма сжатия монослоя.

При постоянной температуре Т состояние монослоя описывается изотермой сжатия р-А, отражающей соотношение между величиной поверхностного давления барьера р и удельной молекулярной площадью А

34 из 42

233. Пленки Ленгмюра - Блоджетт - см. след вопрос с рисунком.

Ленгмюровская молекулярная пленка содержит один или несколько монослоев амфифила (химические вещества, обладающие как гидрофильной, так и гидрофобной частью), нанесенного на поверхность жидкости погружением твердого субстрата в жидкость. Каждый новый монослой наносится с каждым новым погружением и извлечением, что позволяет сформировать молекулярные пленки с очень точным значением толщины. Монослои, как правило, состоят из полярных молекул – гидрофильной головки и гидрофобного хвоста (пример: жирные кислоты). Это явление было обнаружено в 1918 году Лэнгмюром и Кэтрин Блоджетт, после чего через 16 лет было обнаружено, что повторение эксперимента приводит к многослойности.

Ниже приведены 3 типа ленгмюровских пленок, которые получаются методом вертикального подъема.

Помимо этого существует еще и метод горизонтального подъема Шеффера. Вот желоб горизонтально опускается в жидкость, задевает монослой и перемещается горизонтально для того, чтобы поднять пленку. В данном случае желоб должен быть гидрофобным по природе.

Выше представлена схема метода подъема Шеффера.

234.Типы структур пленки.

235.Способ Шеффера.

Вэтом методе подлодка ориентируется практически горизонтально и приводится в легкое соприкосновение с монослоем. Монослой на воде поддерживается в состоянии «жесткого» двумерного твердого тела. Подложка горизонтально касается монослоя, отрывается, а капли воды высушиваются иди сдуваются струсй инертного газа.

35 из 42

236.Для чего производят сшивку молекул в монослое?

?Для образования прочной сетки??

237.Какой из рисунков не относится к способу Ленгмюра-Блоджетт?

Наноустройства и наномашины

238. Что такое молекулярный ассемблер?

Ассемблер(отанга Assemble) - создавать, собирать

Dressler ассемблер - молекулярная машина, которая может быть запрограммирована строить практически любую молекулярную структуру или устройство из более простых химических строительных блоков

239. Какой микроскоп может рассматриваться как прообраз машины, манипулирующей атомами (прообраз ассемблера)?

Растровый атомно-силовой микроскоп.

240. Где была синтезирована наномашина (см. рис. )?

Райс (Rice) университет.

36 из 42

241. Откуда берется энергия для движения наномашины, изображенной на рисунке?

Машина облучается светом, при этом меняется положение ароматического радикала.

(рис выше)

242.Каким образом осуществляется движение наномашины, изображенной на рисунке? (рис выше)

243.Что такое активный транспорт?

Активный транспорт -- это перенос вещества через клеточную иди внутриклеточную мембраны (трансмембранный А.т.) или через слой клеток (трансцеллюлярный А.т.), протекающий против электрохимического градиента, т. с. с затратой свободной энергии организма

244. Выбрать из предложенных на схеме один из указанных в Вашем билете вариантов: симпорт, антипорт, индуцированный транспорт:

Биологические наноструктуры, биомиметики

245. Что такое биомиметики?

Материалы, структурно или химически, аналогичные растительным или животным тканям, которые могут служить компонентами человеческих тканей.

246. Какие из перечисленных веществ могут образовывать бислой?

Полярные липиды: гидрофильная часть + гидрофобная часть.

37 из 42

247. Виды липосом и везикул:

• малые моноламеллярные - 20 - 50 нм

• крупные моноламеллярные - 50 - 200 нм и выше

• многослойные (мультиламеллярные) - диаметр до 5000 - 10000 нм, могут быть образованы десятками и даже сотнями липидных бислоев

248. Способы включения веществ в липосомы.

Неорганические ионы, присутствующие в растворе в момент набухания фосфолипидов, включаются внутрь этих частиц и удерживаются там длительное время, обмениваясь с ионами наружного раствора с очень малой скоростью. Липидные оболочки захватывают в себя часть окружающего водного раствора, а образуюшая их фосфолипидная мембрана обладает свойствами полупроницаемого барьера, легко пропускающего воду, но препятствующего диффузии растворенных в ней веществ.

Включение в липосомы вкусовых и ароматизирующих добавок также улучшает потребительские свойства кондитерских изделий.

249. Сравните латеральную диффузию в бислое и переход флип-флоп.

Латеральная диффузия по сравнению с переходом флип-флоп протекает быстрее. 250. Что такое липосомы?

Липосомы (липо- + греч. soma - тело) - искусственно получаемые сферические (полые) частицы диаметром менее 10 мкм, образованные из бимолекулярного слоя липидов

251. Что такое везикулы?

Замкнутые бислойные мембранные оболочки

252.Чем липосомы отличаются от везикул?

Это примерно одно и то же.

253.В каких средах образуются везикулы - в водных или в органических?

Нормальные бислойные - водных, обратные - в органических.

254.Что такое лецитин?

Фосфатидилхолин - этот сложный фосфолипид на основе фосфорной кислоты и глицерина, является основным компонентом клеточных мембран.

255. Как ультразвук влияет на липосомы?

Образуются малые моноламеллярные липосомы -из многослойных.

256. Как детергенты влияют на липосомы?

Хотя липосомы достаточно прочны и стабильны в широком диапазоне условий, их можно легко разрушить до мицеллярного состояния с помощью поверхностноактивных веществ, относящихся к разряду детергентов (то есть моющих средств). Этот процесс, называемый солюбилизацией, является обратимым, и липосомы вновь формируются, если детергент удалить из мицеллярного раствора

38 из 42

257. Оцените толщину липидного бислоя.

Толщина липидного бислоя определяется прежде всего длиной углеводородных цепей и обычно находится в пределах 4 - 5 нм.

258. Как сконструировать модель биологической мембраны?

Модель - жидкостно-мозаичная, Структурную основу составляет двойной слой фосфолипидов, инкрустированный белками. При этом различают поверхностные (периферические) и интегральные белки.

БУТЕРБРОДНАЯ МОДЕЛЬ (белки – липиды – белки)

В 1935г. английские ученые Даниэли и Даусон высказали идею о послойном расположении в мембране молекул белков (темные слои в электронном микроскопе), которые залегают снаружи, и молекул липидов (светлый слой) – внутри. Длительное время существовало представление о едином трехслойном строении всех биологических мембран.

При детальном изучении мембраны с помощью электронного микроскопа оказалось, что светлый слой на самом деле представлен двумя слоями фосфолипидов – это билипидный слой, причем водорастворимые его участки – гидрофильные головки направлены к белковому слою, а нерастворимые (остатки жирных кислот) – гидрофобные хвосты обращены друг к другу.

Однако уже с середины 60-х годов начали накапливаться факты против унитарной «бутербродной» модели. В частности, по одним данным, не все мембраны имели четкую трехслойную структуру при электронно-микроскопическом исследовании; по другим – значительная часть мембранных белков имела глобулярную структуру, а не ламеллярную, как в постулируемой модели. Наконец, среди многочисленных моделей мембран, предложенных в середине 60-х годов, начали выделяться те, в которых доказывалось наличие гидрофобно-гидрофильных взаимодействий не только между липидными молекулами, но и между липидами и белками.

39 из 42

ЖИДКОСТНО-МОЗАИЧНАЯ МОДЕЛЬ

В 1972г. Сингер и Николсон описали модель мембраны, которая получила широкое признание. Согласно этой модели молекулы белков не образуют сплошного слоя, а погружены в биполярный липидный слой на разную глубину в виде мозаики.

Глобулы белковых молекул, подобно айсбергам, погружены в «океан»

липидов: одни находятся на поверхности билипидного слоя – периферические белки, другие погружаются в него наполовину – полуинтегральные белки, третьи – интегральные белки – пронизывают его насквозь, формируя гидрофильные поры. Периферические белки, находясь на поверхности билипидного слоя, связаны с головками липидных молекул электростатическими взаимодействиями. Но они никогда не образуют сплошного слоя и, по сути дела, не являются белками собственно мембраны, а, скорее, связывают ее с надмембранной или субмембранной системой поверхностного аппарата клетки.

Основную роль в организации собственно мембраны играют интегральные и полуинтегральные (трансмембранные) белки, имеющие глобулярную структуру и связанные с липидной фазой гидрофильно-гидрофобными взаимодействиями. Молекулы белков, как и липиды, обладают амфипатричностью и своими гидрофобными участками взаимодействуют с гидрофобными хвостами билипидного слоя, а гидрофильные участки обращены к водной среде и образуют с водой водородные связи.

БЕЛКОВО-КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ (модель липопротеинового коврика) Мембраны образованы переплетением липидных и белковых молекул, объединяющихся между собой на основе гидрофильногидрофобных взаимодействий.

Белковые молекулы, как штифты, пронизывают слой липидов и выполняют в составе мембраны функцию каркаса. После обработки мембраны жирорастворимыми веществами белковый каркас сохраняется, что доказывает взаимосвязь между молекулами белков в мембране. По-видимому, эта модель реализуется лишь в отдельных специальных участках некоторых мембран, где требуется жесткая структура и тесные стабильные взаимоотношения между липидами и белками (например, в области расположения фермента Na-К –АТФ-азы).

40 из 42