Monocapa

Una monocapa es una sola capa densamente empaquetada de átomos o moléculas. [una]

Química

Una monocapa de Langmuir o monocapa insoluble es una capa insoluble de una molécula de material orgánico de espesor, distribuida en la fase acuosa. Por lo general, los materiales anfifílicos se utilizan para preparar monocapas de Langmuir, que alcanzan un grupo hidrofílico y una cola hidrofílica. Desde la década de 1980, las monocapas de Langmuir se fabrican a partir de una variedad de otros materiales, incluidas macromoléculas como los polímeros. Las monocapas Langmuir se han estudiado ampliamente para la producción de películas Langmuir-Blodgett ( películas LB ), que se forman colocando monocapas sobre sustratos sólidos.

Una monocapa de Gibbs o monocapa soluble es una monocapa formada sobre una mezcla que se disuelve en una de las fases separadas por la superficie sobre la que se forma la monocapa.

Tiempo de formación

El tiempo de formación de la monocapa es el período de tiempo que se requiere en promedio para cubrir la superficie con un adsorbato, por ejemplo, oxígeno. Si el adsorbato tiene un coeficiente de adherencia igual a 1 (es decir, cada molécula que llega a la superficie se deposita sobre él y no se refleja), entonces el tiempo de formación de la monocapa se describe mediante la fórmula:

t=3\times 10^{-4}/P

donde t es el tiempo en segundos y P es la presión en pascales. Solo toma un segundo cubrir la superficie a una presión de 300 µPa (2⋅10 −6 Torr).

Fases monocapa y ecuaciones de estado

Una monocapa de Langmuir se puede comprimir o expandir cambiando su región cortando la barrera en una película de Langmuir equilibrada. Si la tensión superficial de una interfaz se mide por compresión, se obtiene una "isoterma de compresión". Esta isoterma demuestra el cambio en la presión superficial ( , donde es la tensión superficial de la interfaz antes de la formación de la monocapa) en la superficie ( concentración superficial inversa ). Esto es análogo a un proceso 3D donde la presión cambia con el volumen. ${\ estilo de visualización \ Pi = \ gamma ^ {o} - \ gamma}$ ${\ estilo de visualización \ gamma ^ {o}}$ ${\ estilo de visualización \ gamma ^ {-1}}$

La diversidad de fases biespaciales se puede detectar mediante la separación por transiciones de fase. Durante una transición de fase, la tensión superficial no cambia, pero el área cambia, al igual que en las transiciones de fase normales, el volumen cambia mientras que la presión permanece constante.

Fases bidimensionales, en orden creciente de presión:

Gas bidimensional: hay varias moléculas que interactúan débilmente entre sí; así, se puede utilizar un análogo de la ecuación de estado para gases tridimensionales: la ley de los gases ideales , donde es el área de un mol. A medida que aumenta la presión, es necesario aplicar ecuaciones más complejas (Van der Waals, virial…) ${\ estilo de visualización \ Pi A = RT}$ $A$
Fluidos extendidos
Líquidos comprimidos
Sólidos

Si la superficie se acorta aún más, se produce el colapso, la monocapa se destruye y se forman agregados solubles y multicapas.

La monocapa de Gibbs también se puede describir mediante las ecuaciones de estado, que se pueden derivar de la isoterma de Gibbs.

Para soluciones muy diluidas , ${\ estilo de visualización \ gamma = \ gamma _ {o}-mC}$

a través de la isoterma de Gibbs, se logra otra analogía de un gas ideal ${\ estilo de visualización \ Pi = \ gamma RT}$

Para soluciones más concentradas, se usa la isoterma de Langmuir , luego $\Gamma =\Gamma _{\max }{\frac {C}{a+C))$ $\Pi =\Gamma _{max}RT\left(1+{\frac {C}{a}}\right)$

Biología

Las monocapas ocurren a menudo en biología. Una micela es una monocapa, mientras que un fosfolípido de la capa fluida de la membrana celular es técnicamente dos monocapas.

Estructura celular

En cultivo celular, el concepto de monocapa generalmente se refiere a una capa de células en la que no hay células que crecen sobre otras, pero todas crecen cerca unas de otras y, a menudo, se tocan entre sí en la misma superficie de crecimiento.

Capa monoatómica

Una capa monoatómica es una capa externa en la superficie de una fase condensada en su límite con otra fase o con vacío . Se utiliza en los casos en que hay una superficie pronunciada, pero no hay fase en el sentido termodinámico (películas delgadas, cuerpos de naturaleza biológica, membranas , etc.).

La capa monoatómica suele ser de adsorción . La capa de adsorción se puede considerar M.s. cuanto más estrictamente, más homogénea en composición y estructura del adsorbato y el adsorbente . El grosor de varias capas monoatómicas varía desde distancias interatómicas hasta el tamaño de los adsorbentes. macromoléculas (hasta ~10 3 -10 4 A).

Capa monomolecular

Capa monomolecular - una capa de una molécula de espesor , se forma en las interfases como resultado, por ejemplo, de la adsorción .

Notas

↑ monocapa // Libro de oro de la IUPAC . Consultado el 4 de abril de 2012. Archivado desde el original el 6 de noviembre de 2012. (indefinido)