В пене пузырьки газа плотно прижаты друг к другу и разделены пенными пленками. Пены обладают очень большой полидисперсностью.

Характеристики пен:

– дисперсность — средний диаметр пузырьков газа;

– устойчивость пен — время, в течение которого объем пены уменьшается вдвое (τ _1/2);

– кратность пен — отношение объема пены к объему жидкости, из которой она образовалась.

Пены могут быть устойчивы только в присутствии стабилизаторов: ПАВ, белков и других ВМС (пенообразователей).

Стабилизаторы создают либо электростатический фактор (ионогенные ПАВ), либо структурно-механический фактор устойчивости (неионогенные ПАВ, белки), обеспечивающие расклинивающее давление.

Схема образования (а) и стабилизации пены, стабилизированной ионогенным ПАВ (б).

7.3. Аэрозоли

Аэрозоли — это дисперсные системы с газовой дисперсионной средой и жидкой (туманы) или твердой (пыли, дымы) дисперсной фазой.

Аэрозоли охватывают большой диапазон дисперсности – от 10^-2 до 10^-6 см, т. е. они могут существовать как в виде микрогетерогенных и грубодисперсных, так и в виде ультрамикрогетерогенных систем.

Аэрозоли характеризуются высокой седиментационной и агрегативной неустойчивостью. Это обусловлено малой плотностью газовой среды и слабым взаимодействием ее с дисперсной фазой. В аэрозолях не могут возникнуть термодинамические факторы устойчивости, так как газовая дисперсионная среда не в состоянии создать поверхностный слой, снижающий поверхностное натяжение, или образовать двойной электрический слой.

        7.3.1. Особенности аэрозолей:

Термофорез –– движение частиц аэрозоля в направлении области с более низкой температурой.

Термопреципитация –– осаждение частиц аэрозоля на холодных поверхностях.

Фотофорез –– перемещение частиц при одностороннем освещении.

7.4. Порошки и суспензии

Порошки –– это свободно-дисперсные системы с газовой дисперсионной средой и твердой дисперсной фазой с размерами частиц от 10^–5 до 10^–2 см.

Порошки можно рассматривать как осажденные аэрозоли. В зависимости от размеров частиц для порошков приняты разные названия. Порошки с частицами от 0.2 до 0.002 см называют песками. Порошок с частицами от 2 до 20 мкм носит название пыль, а более мелкие порошки называют пудрой.

Формы частиц в порошках: равноосные, волокнистые и плоские.

Порошки агрегативно и седиментационно неустойчивы и обладают специфическими свойствами: сыпучестью (текучестью), слипаемостью (слеживаемостью), гигроскопичностью, влажностью, распыляемостью и др.

Важное свойство порошков –– способность к гранулированию. Гранулирование –– процесс образования гранул шарообразной или цилиндрической формы.

Суспензии — это грубодисперсные системы с твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой. Суспензии подобны по дисперсности порошками. Если порошок поместить в жидкость и перемешать, то получится суспензия, а при высушивании суспензии она снова превращается в порошок.

В зависимости от дисперсности твердой фазы суспензии подразделяют на грубые (размер частиц более 10^–3 см) и тонкие (размер частиц от 10^–3 до 10^–5 см). Суспензии с вязкой дисперсионной средой называют мазями, а с высоким содержанием дисперсной фазы — пастами.

Суспензии характеризуются седиментационной неустойчивостью. По своим электрическим свойствам (возникновение ДЭС), агрегативной устойчивости и способности к электролитной коагуляции они имеют много общего с золями.

7.5. Физиологическое и медицинское эначение микрогетерогенных грубодисперсных систем

В жизни человека эмульсии занимают особое место. С первого дня своего существования человек получает жиры, являющиеся необходимой составной частью питания, в виде эмульсии — молока матери. Жиры нерастворимы в водной среде, составляющей основу жизнедеятельности организма, поэтому хорошо усваиваются только эмульгированные жиры — молоко, сметана, сливки, сливочное масло. Другие жиры, потребляемые с пищей (растительное масло, животные жиры), усваиваются только после перевода их в эмульгированное состояние в двенадцатиперстной кишке под действием барботирующегося через пищевую кашицу углекислого газа в присутствии эмульгаторов –– солей желчных кислот.

Немалое значение для человека имеют и аэрозоли, особенно биологические, дисперсная фаза которых содержит биологически активный субстрат в виде патогенных микроорганизмов или их токсинов. Такие аэрозоли возникают при испарении жидких или высыхании и подъеме с пылью сухих экскрементов больных животных и человека. Они образуются и при выделении больными воздушно-капельным путем возбудителей инфекционных заболеваний или бацилл. Биологические аэрозоли, содержащие пыльцу или споры растений, могут вызывать аллергические заболевания.