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¿Cómo mezclar cosas inmiscibles, como agua y aceite? Para conectar lo inconectable se necesita un intermediario. No necesariamente tiene que penetrar profundamente en la masa de cualquiera de las sustancias; basta con distribuirse en una capa uniforme, al menos monomolecular, sobre la superficie de su contacto. Estos intermediarios, sustancias capaces de acumularse en la superficie interfacial de contacto de dos cuerpos, se denominan tensioactivos.
El lavado es el ejemplo más obvio del uso de tensioactivos. Pero su uso es aún mayor en la industria. Preparar un lubricante a partir de componentes diferentes, distribuir un relleno polar en un polímero apolar (ver Polímeros), separar minerales valiosos de rocas estériles: ninguno de estos problemas técnicos podría resolverse si la gente no supiera cómo utilizar tensioactivos.
La más simple de estas sustancias es el jabón común, es decir, las sales de sodio y potasio de ácidos carboxílicos superiores, por ejemplo esteárico C17H35COOH o oleico C17H33COOH; Se obtienen por hidrólisis (saponificación) de grasas naturales bajo la influencia de soluciones acuosas de álcalis. Hace tiempo que aprendieron a producir detergentes (también conocidos como tensioactivos) mediante la acción del ácido sulfúrico sobre los aceites naturales. El químico francés E. Fremy fue el primero en preparar estos preparados en 1831 a partir de aceites de oliva y almendras. A finales del siglo XIX. El químico ruso G.S. Petrov, mediante la acción del ácido sulfúrico sobre productos de refinación de petróleo, obtuvo tensioactivos: alquilsulfonatos, que se utilizan ampliamente hasta el día de hoy. Y finalmente, a mediados del siglo XX. A la lista de tensioactivos principales se agregaron sustancias orgánicas con la fórmula general:
C n H 2 n + 1 -CH 4 -O (-CH 2 CH 2 O-) x -CH 2 CH 2 OH
Todos los tensioactivos utilizados actualmente se caracterizan por una estructura molecular difílica: cada molécula contiene grupos atómicos que difieren mucho en la naturaleza de su interacción con el medio ambiente. Así, uno o más radicales hidrocarbonados en una molécula tienen afinidad química por los hidrocarburos y los aceites, es decir, son oleófilos. La otra parte de la molécula tiene afinidad por el agua, es decir, se caracteriza por ser hidrofilica. Los grupos oleófilos que interactúan débilmente con el agua determinan la tendencia de la molécula a pasar de un ambiente acuoso (polar) a un ambiente de hidrocarburos (no polar). Los grupos de átomos hidrófilos, por el contrario, mantienen la molécula en un ambiente polar. Por este motivo, sustancias de este tipo pueden desempeñar, por ejemplo, el papel de intermediarios entre el agua y el petróleo.
Según el tipo de grupos hidrófilos, los tensioactivos se dividen en iónicos o iónicos y no iónicos o no iónicos. Los tensioactivos iónicos se descomponen en el agua en iones, algunos de los cuales son tensioactivos y otros inactivos. Si los aniones están activos, los tensioactivos se denominan aniónicos; si los cationes están activos, estas sustancias se llaman catiónicas. Los tensioactivos aniónicos son ácidos orgánicos y sus sales; catiónico - bases y sus sales.
Dependiendo del propósito y la composición química, los tensioactivos se producen en forma de productos sólidos (trozos, escamas, gránulos, polvos), líquidos y sustancias semilíquidas (pastas, geles).
Las áreas de aplicación más importantes de los tensioactivos: la producción de jabones y detergentes, auxiliares textiles utilizados para el procesamiento de tejidos, productos de pinturas y barnices. Los tensioactivos se utilizan en muchos procesos tecnológicos de la industria química, petroquímica, químico-farmacéutica y alimentaria.
La teoría general de la acción de los tensioactivos fue desarrollada por el físico-químico soviético académico P. A. Rebinder (ver Química coloidal).
Los tensioactivos tienen una estructura molecular polar (asimétrica), pueden adsorberse en la interfaz de dos medios y reducir la energía superficial libre del sistema. Adiciones bastante insignificantes de tensioactivos pueden cambiar las propiedades de la superficie de las partículas y dar al material nuevas cualidades. La acción de los tensioactivos se basa en el fenómeno de la adsorción, que conduce simultáneamente a uno o dos efectos opuestos: una disminución de la interacción entre partículas y la estabilización de la interfaz entre ellas debido a la formación de una capa de interfase. La mayoría de los tensioactivos se caracterizan por una estructura lineal de moléculas, cuya longitud excede significativamente las dimensiones transversales (Fig. 15). Los radicales moleculares constan de grupos que están relacionados en sus propiedades con las moléculas de disolvente y de grupos funcionales con propiedades que son marcadamente diferentes de ellas. Estos son grupos hidrofílicos polares, tener enlaces de valencia pronunciados y tener un cierto efecto sobre la humectación, lubricación y otras acciones asociadas con el concepto de actividad superficial . Al mismo tiempo, el suministro de energía libre disminuye con la liberación de calor como resultado de la adsorción. Los grupos hidrófilos en los extremos de las cadenas no polares de hidrocarburos pueden ser hidroxilo - OH, carboxilo - COOH, amino - NH 2, sulfo - SO y otros grupos que interactúan fuertemente. Los grupos funcionales son radicales hidrofóbicos hidrofóbicos caracterizados por enlaces de valencia laterales. Las interacciones hidrofóbicas existen independientemente de las fuerzas intermoleculares, siendo un factor adicional que promueve el acercamiento y la “unión” de grupos o moléculas no polares. La capa monomolecular de adsorción de moléculas de surfactante está orientada con los extremos libres de las cadenas de hidrocarburos alejados de
superficie de las partículas y la hace no humectable, hidrófoba.
La eficacia de un aditivo tensioactivo particular depende de las propiedades fisicoquímicas del material. Un surfactante que produce un efecto en un sistema químico puede no tener ningún efecto o tener un efecto claramente opuesto en otro. En este caso, la concentración de tensioactivo es muy importante, determinando el grado de saturación de la capa de adsorción. En ocasiones, los compuestos de alto peso molecular presentan un efecto similar al de los tensioactivos, aunque no cambian la tensión superficial del agua, por ejemplo el alcohol polivinílico, los derivados de celulosa, el almidón e incluso los biopolímeros (compuestos proteicos). El efecto de los tensioactivos puede ser ejercido por electrolitos y sustancias insolubles en agua. Por tanto, es muy difícil definir el concepto de “tensioactivo”. En un sentido amplio, este concepto se refiere a cualquier sustancia que, en pequeñas cantidades, cambia notablemente las propiedades superficiales de un sistema disperso.
La clasificación de los tensioactivos es muy diversa y en algunos casos contradictoria. Se han hecho varios intentos de clasificar según diferentes criterios. Según Rebinder, todos los tensioactivos según su mecanismo de acción se dividen en cuatro grupos:
– agentes humectantes, antiespumantes y formadores de espuma, es decir, activos en la interfaz líquido-gas. Pueden reducir la tensión superficial del agua de 0,07 a 0,03-0,05 J/m2;
– dispersantes, peptizadores;
– estabilizadores, plastificantes de adsorción y diluyentes (reductores de viscosidad);
– detergentes con todas las propiedades de los tensioactivos.
La clasificación de los tensioactivos según su finalidad funcional se utiliza ampliamente en el extranjero: diluyentes, humectantes, dispersantes, defloculantes, espumantes y antiespumantes, emulsionantes, estabilizadores de sistemas dispersos. También se distinguen aglutinantes, plastificantes y lubricantes.
Según su estructura química, los tensioactivos se clasifican según la naturaleza de los grupos hidrófilos y los radicales hidrófobos. Los radicales se dividen en dos grupos: iónicos y no iónicos, los primeros pueden ser aniónicos y catiónicos.
Tensioactivos no iónicos Contienen grupos finales no ionizantes con alta afinidad por el medio de dispersión (agua), que suelen incluir átomos de oxígeno, nitrógeno y azufre. Los tensioactivos aniónicos son compuestos en los que una larga cadena hidrocarbonada de moléculas con baja afinidad por el medio de dispersión forma parte del anión formado en una solución acuosa. Por ejemplo, COOH es un grupo carboxilo, SO 3 H es un grupo sulfo, OSO 3 H es un grupo éter, H 2 SO 4, etc. Los tensioactivos aniónicos incluyen sales de ácidos carboxílicos, alquilsulfatos, alquilsulfonatos, etc. Sustancias catiónicas Forman cationes que contienen un radical hidrocarbonado largo en soluciones acuosas. Por ejemplo, amonio 1, 2, 3 y 4 sustituido, etc. Ejemplos de tales sustancias pueden ser sales de amina, bases de amonio, etc. A veces se aísla un tercer grupo de tensioactivos, que incluye electrolitos anfóteros y sustancias anfolíticas. que, dependiendo de su naturaleza, la fase dispersa puede presentar propiedades tanto ácidas como básicas. Los anfolitos son insolubles en agua, pero son activos en medios no acuosos, como el ácido oleico en los hidrocarburos.
Los investigadores japoneses proponen una clasificación de los tensioactivos según sus propiedades fisicoquímicas: peso molecular, estructura molecular, actividad química, etc. Las capas gelatinosas de las partículas sólidas que se forman en los tensioactivos como resultado de las diferentes orientaciones de los grupos polares y no polares pueden provocar diversas efectos: licuefacción; estabilización; dispersar; antiespumante; acciones aglutinantes, plastificantes y lubricantes.
El tensioactivo tiene un efecto positivo sólo a una determinada concentración. Existen opiniones muy diferentes sobre la cuestión de la cantidad óptima de tensioactivos administrados. P. A. Rebinder señala que para las partículas
De 1 a 10 µm, la cantidad necesaria de tensioactivo debe ser del 0,1 al 0,5 %. Otras fuentes dan valores de 0,05 a 1% o más para diferentes dispersiones. Para las ferritas, se encontró que para formar una capa monomolecular durante la molienda en seco, se deben tomar tensioactivos a razón de 0,25 mg por 1 m 2 de la superficie específica del producto inicial; para molienda húmeda: 0,15–0,20 mg/m2. La práctica muestra que la concentración de tensioactivo en cada caso específico debe seleccionarse experimentalmente.
En la tecnología de los SEM cerámicos se pueden distinguir cuatro áreas de aplicación de los tensioactivos, que permiten intensificar los cambios y transformaciones fisicoquímicas en los materiales y controlarlos durante el proceso de síntesis:
– intensificación de los procesos de molienda fina de polvos para aumentar la dispersión del material y reducir el tiempo de molienda para lograr una dispersión determinada;
– regulación de las propiedades de los sistemas físicos y químicos dispersos (suspensiones, barbotinas, pastas) en procesos tecnológicos. Lo importante aquí son los procesos de licuefacción (o disminución de la viscosidad con aumento de la fluidez sin disminución del contenido de humedad), estabilización de las características reológicas, desespumante en sistemas dispersos, etc.;
– control de los procesos de formación del soplete al pulverizar suspensiones al obtener el tamaño, la forma y la dispersión especificados del soplete;
– aumentar la plasticidad de las masas de moldeo, especialmente las que se obtienen cuando se exponen a temperaturas elevadas, y la densidad de las piezas en bruto fabricadas como resultado de la introducción de un complejo de aglutinantes, plastificantes y lubricantes.
Memorias del académico de la Academia de Ciencias de la URSS Pyotr Aleksandrovich Rebinder, jefe del Departamento de Química Coloidal de la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú. M. V. Lomonosov de 1942 a 1972, sobre el período de su trabajo en el nuevo edificio en Lenin Hills (1953-1972), comenzó a escribir en vísperas de las próximas lecturas de Rebinder, que tradicionalmente se llevan a cabo en la Facultad de Química de Universidad Estatal de Moscú en el cumpleaños de Pyotr Alexandrovich el 3 de octubre. Esta vez (1997) la reunión estuvo dedicada a la memoria de la Doctora en Ciencias Químicas E.E. Segalova en relación con el 80 aniversario de su nacimiento. E.E. Segalova trabajó mucho y fructíferamente en el departamento de química de coloides con Piotr Aleksandrovich en el campo de la formación de estructuras de aglutinantes minerales.
En las 23 lecturas de Rebinder, los informes de E.D. Shchukin "Desarrollo de la enseñanza de P.A. Rebinder sobre la formación de estructuras de condensación" y el informe de V.N. Izmailova, V.V. Rodin, G.P. Yampolskaya, Z.D. Tulovskaya, P.V. Nussa, A.N. Ovchinnikova "Características de relajación del agua durante el endurecimiento de cemento en presencia de tensioactivos no iónicos (según datos de RMN)”, que es un desarrollo de las enseñanzas de P.A. Rebinder y E.E. Segalova sobre la coagulación y la formación de estructuras de condensación-cristalización en sistemas dispersos.
Muchos de los autores conocieron personalmente a Piotr Alexandrovich y trabajaron con él, otros aprendieron de sus obras. Al parecer, entre los autores de los informes, yo conocía a Piotr Alexandrovich antes que nadie. Esto se debe al hecho de que mi padre, el profesor Nikolai Arkadyevich Izmailov (director del departamento de química física de la Universidad Estatal de Jarkov (KSU) de 1945 a 1961) conocía a Piotr Alexandrovich desde hacía mucho tiempo, y en nuestra casa lo recordaban a menudo. Piotr Alexandrovich habló como una persona interesante, con conocimientos enciclopédicos y como un científico brillante.
Petr Aleksandrovich estaba relacionado por intereses científicos con muchos científicos de Jarkov (Prof. Ya.E.Geguzin, O.P.Mchedlov-Petrosyan, S.S.Urazovsky, I.M.Livshits, L.S.Palatnik, S.G.Teletov - jefe del departamento de química coloidal de KhSU y muchos otros). Cuando Piotr Aleksandrovich llegó a la Universidad Estatal de Rusia, estaba rodeado por una “policapa” (para usar el término de química coloidal de la sección de adsorción) de científicos venerables y principiantes que discutían sus problemas científicos con P.A., y P.A. instantáneamente captó la esencia y le dio un valor invaluable. consejo. Cuando había evidentes “meteduras de pata” y juicios erróneos, P. A. siempre encontraba una forma suave que no humillara al “descubridor equivocado”.
Piotr Aleksandrovich era un científico profundamente decente, valiente, honesto y justo. Yo mismo pude comprobarlo durante los días muy difíciles y de ansiedad para mi padre. Era 1952. Los “falsos científicos” abundaban en la comunidad científica. Derrotaron a los genetistas en biología y atacaron a los químicos, tratando de destruir a los científicos que desarrollaban la teoría de la resonancia. Esto parecía poco, y aquí ya llegamos a la teoría de las soluciones, que fue desarrollada por mi padre N.A. Izmailov.
El 20 de noviembre de 1952 se programó una reunión ampliada del Consejo Académico de la Facultad de Química de KhSU sobre el uso de la termodinámica para describir las propiedades de las soluciones. De hecho, mi padre fue acusado de “idealismo”. Entre los miembros del consejo académico ampliado (con invitación de profesores de humanidades), sólo mi padre y sus empleados eran especialistas en el problema en discusión. En aquellos días, las cuestiones serias podían resolverse, incluida la teoría de la actividad en las soluciones, simplemente por mayoría de votos.
Para mi padre, era necesario contar con el apoyo de científicos autorizados, especialistas en el campo de la teoría de la actividad. En el consejo de familia se decidió que yo (entonces estudiante de cuarto año en la Facultad de Química de KhSU) debería ir a Moscú con P. A. Rebinder, A. N. Frumkin y V. K. Semenchenko y pedirles, si es posible, reflejar su actitud por escrito. a la teoría de la actividad y al coeficiente de actividad. Todos los científicos escribieron inmediatamente sobre la utilidad de este enfoque en la teoría de soluciones y de ese modo apoyaron y salvaron a mi padre y a toda la química física de los pogromos.
Cuando llegué a Moscú, fui primero a la casa de Piotr Alexandrovich. Él y su familia [esposa Elena Evgenievna, hijas Alya (Elena Petrovna) y Maryasha (Marianna Petrovna), madre (Anna Petrovna)] me saludaron muy calurosamente. Piotr Alexandrovich me señaló, mira lo joven que es y ya está ayudando a su padre. Y luego dijo, tan pronto como te gradúes de KhSU, ven a mi escuela de posgrado en la Universidad Estatal de Moscú. Esta visita realmente determinó mi destino. Hice lo que me dijo Piotr Alexandrovich y nunca me arrepentí.
Pyotr Aleksandrovich comenzó a dictar una carta a Elena Evgenievna, que fue leída en el Consejo ampliado del KSU, que prácticamente decidió el voto de los miembros del Consejo ampliado. La autoridad de P. A. Rebinder fue muy grande. La carta del académico P. A. Rebinder fue publicada en la revista "Scientific Notes" volumen XL VII "Actas del Instituto de Investigación de Química", Iz-vo KhSU im. A. M. Gorky, Jarkov 1953, págs. 282-283.
Se completó la discusión en KhSU, los trabajos de N.A. Izmailov se desarrolló aún más, yo me estaba preparando para ingresar a la escuela de posgrado con Pyotr Aleksandrovich Rebinder. Aprobé los exámenes de ingreso en septiembre-octubre de 1953. Este año, por primera vez, comenzaron las clases en un nuevo edificio en las colinas de Lenin. El decano de la Facultad de Química era académico. A. V. Novoselova. Habitaciones espaciosas, muebles bonitos, instrumentos nuevos hechos por encargo, muchos de los cuales todavía se utilizan en el taller de química coloidal (determinación del ángulo de contacto de humectación, medición de la tensión superficial mediante el método de presión máxima en burbujas y gotas, determinación de adsorción y cálculo de la superficie específica del carbón activado, determinación del potencial zeta a partir de medidas de movilidad electroforética, análisis de sedimentación, etc.). El jefe del taller era Assoc. B.Ya. Yampolsky, que hizo mucho para equiparlo.
Mis supervisores durante la preparación de mi tesis doctoral fueron P. A. Rebinder y E. E. Segalova. El tema de la disertación se discutió por primera vez con P. A. Rebinder en el Jardín Botánico de la Universidad Estatal de Moscú el 20 de octubre de 1953. Era un día claro, cálido y soleado, los árboles estaban pintados con todos los colores del arco iris. P.A. pasó muy rápidamente de árbol en arbusto, recogió hermosas hojas, señaló flores y habló de una nueva dirección: la formación de estructuras en aglutinantes minerales, relacionada con la mecánica física y química, que, junto con E.E. Segalova, desarrollará pronto. Intercalado con P.A. habló sobre las ventajas de los esquejes de rosas que compró para su dacha en Lutsino.
El tema de mi tesis de candidato fue "Estudio de los procesos de formación de estructuras de cristalización en suspensiones de yeso semiacuoso".
Entregado por P.A. Rebinder y E.E. Segalova, el objetivo del trabajo era el estudio físico y químico de los patrones y mecanismos de los procesos de formación de estructuras durante el endurecimiento del yeso semiacuoso. La tarea principal era aclarar las causas y condiciones del surgimiento de una estructura endurecible fuerte, así como las formas de controlar la resistencia de esta estructura. Varias ideas disponibles en la literatura llevaron a la conclusión general de que la cristalización de dihidrato de yeso a partir de una solución sobresaturada formada por la disolución de yeso semiacuoso o partículas de dihidrato coloidal preformadas conduce a la formación de un intercrecimiento cristalino, que representa la estructura de endurecimiento.
Para la escuela científica de P.A. Rebinder se caracterizó por el uso de varios métodos de investigación para permitir una consideración integral del fenómeno.
Los estudios detallados de los procesos de formación de estructuras en suspensiones de yeso semiacuoso, realizados por el personal y los estudiantes graduados de P.A. Rebinder, permitieron distinguir tres etapas del endurecimiento del yeso:
1) El período de inducción de la formación de estructuras, correspondiente a la aparición en la suspensión de la estructura de coagulación de los cristales iniciales de yeso semiacuoso y las nuevas formaciones resultantes: cristales de dihidrato.
2) La aparición y desarrollo de la estructura de cristalización del yeso dihidrato, que, a diferencia de la estructura de coagulación primaria, se destruye irreversiblemente bajo tensión mecánica.
3) Reducir la resistencia de la estructura de cristalización resultante en condiciones de almacenamiento húmedo debido a las tensiones internas creadas y los fenómenos de recristalización (disolución de cristales pequeños y crecimiento de cristales grandes). Las estructuras endurecidas son termodinámicamente inestables; en condiciones húmedas, los contactos de cristalización (áreas de fusión entre cristales) colapsan espontánea e irreversiblemente como resultado de la disolución.
P.A. Rebinder siempre se ha interesado por la influencia de los tensioactivos. En nuestro trabajo, se demostró que los tensioactivos introducidos en el agua alargan el período de inducción de la formación de la estructura del yeso y permiten aumentar la resistencia al disminuir la relación agua-sólido (W/S). A W/T constante, las adiciones de tensioactivos normalmente reducen la resistencia al bloquear los contactos entre los cristales.
Los principales patrones descubiertos durante el estudio del endurecimiento del yeso (1957) surgieron luego en el estudio del cemento (procesos de endurecimiento) y de los aglutinantes monominerales individuales incluidos en los cementos, en el trabajo de estudiantes graduados y solicitantes bajo la dirección de P.A. Rebinder y E.E. Segalova ( hasta 1965) (E.A. Amelina, S.I. Kontorovich, B.I. Smirnov, Z.D. Tulovskaya, T.K. Brutskus, E.S. Solovyova, R.R. Sarkisyan, Jerzy Stoklosa (Polonia), Du Yu Zhu (China), etc.).
Piotr Aleksandrovich era un apasionado de estas obras y comentaba a menudo sobre ellas. A veces estas discusiones tenían lugar en la Cámara de Científicos, de la que fue presidente durante muchos años. Por lo general, era por la noche en el hermoso comedor de la Casa de los Científicos en el segundo piso. La camarera siempre esperaba a Piotr Alexandrovich con el almuerzo (preparado al gusto de P.A., ya que era alérgico a algunos alimentos). P.A. Rebinder compartió el almuerzo con Evgenia Efimovna Segalova y conmigo. Allí contó varios chistes graciosos.
Piotr Aleksandrovich clasificó los nombres de las personas que conocía según varios criterios: insectos (Pchelin, Mukhin, Osin, Komarov, Blokhin, Muravyov); dañino (Shkodin, Zlobin, Kaverzneva); ajedrez (Peshkova, Shakhova, Koneva, Koroleva); hijos ilegítimos (coroneles, zarevs, capitanes, mayores, soldados). Una vez que P.A. Rebinder llevó un artículo para su presentación en los "Informes de la Academia de Ciencias de la URSS" de Komarov, Blokh y Lovlya, dijo que lo presentaría si los autores aceptaban intercambiar sus apellidos. El artículo fue publicado con una lista de autores "Captura de pulgas y mosquitos".
Piotr Aleksandrovich siempre estuvo interesado en los patrones de formación de estructuras de sustancias de alto peso molecular y sustancias de alto peso molecular en estado coloidal. Se invitó a científicos destacados al Departamento de Química Coloidal de la Universidad Estatal de Moscú para dar conferencias a estudiantes de pregrado y posgrado: Académico. V.A.Kargin, prof. V. A. Pchelin, prof. S.S.Voyutsky.
En 1955 V.A. Kargin, como profesor del Departamento de Química Coloidal, organizó y dirigió el Departamento de Compuestos Macromoleculares de la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú. P.A. Rebinder proporcionó las instalaciones (antes de la construcción del edificio A) y transfirió una serie de tareas del taller de química de coloides (viscometría, hinchamiento). Durante algún tiempo, el Departamento de Química Coloidal y el Departamento de Compuestos Macromoleculares tenían organizaciones comunes del Komsomol, sindicatos y partidos. Piotr Aleksandrovich amó y trató calurosamente a los primeros estudiantes de V.A. Kargin (ahora académicos de la RAS V.A. Kabanov, N.A. Plate y N.F. Bakeev), y fue un oponente en la tesis doctoral de N.F. Bakeev. En esta defensa tuvieron lugar interesantes y profundos debates sobre las cuestiones de las transformaciones de fase en sistemas de alto peso molecular. Los puntos de vista disidentes no se reflejaron de ninguna manera en los resultados de la votación y en la alta valoración científica del candidato a la tesis.
Al mismo tiempo, Pyotr Aleksandrovich quería desarrollar la química coloidal de compuestos de alto peso molecular en su propio departamento e invitó al departamento al profesor V. A. Pchelin, especialista en el campo de los fenómenos de superficie en sistemas proteicos. Después de graduarme de la escuela de posgrado, me asignaron al departamento en el grupo del prof. V. A. Pchelina. P.A. Rebinder participó activamente en el desarrollo de programas para las principales direcciones de desarrollo de la química coloidal de sustancias proteicas. Entre ellos se encontraban las cuestiones de la solubilización de compuestos orgánicos prácticamente insolubles en agua con macromoléculas proteicas; la dependencia de la solubilización de la naturaleza de la proteína, estado conformacional, etc. En ese momento, la suposición predominante era que al entrar en contacto las proteínas con la fase orgánica, las proteínas se desnaturalizan.
Presenté un informe sobre estos temas en el departamento de la oficina de P.A., me preparé mucho y, según me pareció, respondí minuciosamente todas las preguntas que me hicieron. Públicamente P.A. Me elogió y luego dijo que si leo tanto y busco respuestas en los materiales publicados por otras personas, nunca podré encontrar la mía original. Transmito este consejo de Peter Aleksandrovich a todos los estudiantes de posgrado y estudiantes de posgrado que se especializan en química coloidal de sustancias proteicas. Y de hecho: nosotros, junto con estudiantes de posgrado (G.P. Yampolskaya y A.V. Volynskaya), descubrimos patrones de solubilización y logramos demostrar mediante varios métodos que las proteínas no se desnaturalizan al entrar en contacto con la fase orgánica. Además, si se trata de enzimas, después de la solubilización de la materia orgánica sólo cambia la constante de Michaelis, mientras que la constante catalítica permanece igual.
La segunda dirección importante en el desarrollo de la química coloidal de sustancias proteicas fue definida por P. A. Rebinder como "formación de estructuras en sistemas proteicos". P.A. Rebinder creía que uno de los problemas más importantes de la química coloidal (la química física de los sistemas dispersos y los fenómenos superficiales en ellos) debería considerarse la formación de estructuras espaciales de diversos tipos en sistemas dispersos y el control de los procesos de formación de estructuras y las propiedades. de estructuras dispersas, principalmente sus propiedades mecánicas (deformación y resistencia). El desarrollo de esta sección de la química coloidal contribuyó significativamente al surgimiento de un campo independiente de la ciencia química: la mecánica física y química de estructuras y materiales dispersos. P.A. Rebinder vio la tarea de un nuevo campo del conocimiento, que combina una serie de problemas de reología, física molecular, física del estado sólido, mecánica de materiales y su tecnología de producción, en primer lugar, establecer el mecanismo y las leyes de los procesos de formación. , deformación y destrucción de estructuras dispersas de diversos tipos.
PENSILVANIA. Rebinder dijo que resolver este problema permitirá obtener materiales dispersos de alta resistencia y sistemas estructurados con propiedades específicas utilizando procesos tecnológicos óptimos para procesar diversas sustancias como materia prima.
Rebinder dijo repetidamente en conferencias y seminarios científicos que la ciencia química se enfrenta a dos tareas importantes: la síntesis de nuevas sustancias mediante transformaciones químicas y el procesamiento de estas sustancias para obtener materiales y productos finales. El segundo problema se resuelve mediante la mecánica física y química de los materiales. Petr Aleksandrovich creía que los equilibrios de fases en sistemas de alto peso molecular, especialmente aquellos que contienen polímeros cristalizantes, no pueden ser menos complejos que en aleaciones metálicas, sistemas de silicatos o sales. El análisis físico-químico y el estudio de los equilibrios de fases deberían convertirse en un método de investigación auxiliar igualmente obligatorio en la "ciencia de los polímeros": el estudio de los materiales poliméricos, como lo han sido durante mucho tiempo en la metalurgia, la química de los silicatos, la haurgia, la tecnología de las grasas y los sistemas de hidrocarburos. Sin un conocimiento preciso de todas las características de los diagramas de fases de los sistemas de alto peso molecular estudiados, es imposible evaluar correctamente la naturaleza de las transformaciones estructurales observadas en tales sistemas, generalmente asociadas con la aparición de nuevas fases dispersas.
Los geles y jaleas de diversas naturalezas han sido objeto de estudio en la química de coloides durante mucho tiempo. La aparición de una estructura en la estructura determina las propiedades mecánicas específicas de los geles, como resistencia, deformación reversible, falta de fluidez y elasticidad. Sin embargo, la naturaleza de esta red emergente, la naturaleza de los enlaces y contactos, el mecanismo de gelificación y las propiedades termodinámicas de los geles siguen siendo objeto de estudio por parte de muchos investigadores.
En la última monografía (póstuma "Ciencia" 1974) de V.N. Izmailova y P.A. Rebinder "Formación de estructuras en sistemas de proteínas", que resumen nuestro trabajo, incluidos los estudiantes de posgrado G.P. Yampolskaya, A.F. El-Shimi, L.E. Bobrova, A.S. Zholbolsynova, M.N.Pankratova, B.Falazi examinaron los patrones de formación de espacios dispersos estructuras en sistemas de proteínas, lo que permitió observar las características importantes de los procesos de formación de una nueva fase dispersa a partir de soluciones poliméricas sobresaturadas. Por tanto, la gelificación siempre está asociada con cambios conformacionales en las macromoléculas, lo que lleva a una disminución de la solubilidad de los polímeros. Como resultado, a partir de soluciones sobresaturadas surgen agregados de macromoléculas, es decir, partículas de una nueva fase liófila. Su acumulación provoca la aparición de fuertes estructuras dispersas. La coalescencia de partículas de una nueva fase polimérica con la formación de un gran número de contactos entre ellas (hidrógeno, van der Waals o interacciones hidrófobas) conduce a la aparición de estructuras de gel de varios tipos, caracterizadas por propiedades mecánicas similares a las de un sólido.
Las propiedades de resistencia de las estructuras poliméricas dispersas se pueden controlar cambiando la naturaleza de las macromoléculas (lo cual está garantizado por las posibilidades de modificación química), así como cambiando el pH del medio, la concentración, la fuerza iónica de la solución, la temperatura y la adición de agentes modificadores. Los estudios de la cinética de gelificación de biopolímeros han demostrado que la tasa de aumento de la resistencia de los geles es mayor cuanto mayor es la concentración de una sustancia de alto peso molecular en el sistema y depende de la carga de la macromolécula y de la temperatura del gel. formación. Además, evaluar la entalpía de los contactos que surgen durante la gelificación (como se muestra en el ejemplo de la gelatina) nos permite monitorear los cambios en el número y la naturaleza de los enlaces entre los elementos de la estructura del gel.
En el desarrollo de la nueva ciencia creada por P.A. Rebinder participaron casi todos los empleados del Departamento de Química Coloidal de la Universidad Estatal de Moscú, el Departamento de Sistemas Dispersos del Instituto de Química Física de la Academia de Ciencias de la URSS y colegas de otras repúblicas. Mecánica física y química. Pyotr Aleksandrovich coordinó y dirigió hábilmente el desarrollo de la química coloidal y la mecánica física y química en la URSS. Esta coordinación se llevó a cabo a través del Consejo Científico de Química Coloidal y Mecánica Físico-Química, cuyo presidente era P. A. Rebinder, en numerosos congresos científicos, donde P. A. Rebinder fue invariablemente organizador y sencillo en su trabajo diario.
Un día el profesor vino a ver a Piotr Alexandrovich. Mikhail Ilyich Usanovich (Jefe del Departamento de Química Física de la Universidad de Alma-Ata). Pyotr Alexandrovich me invitó a esta conversación. La charla versó sobre la organización del Departamento de Química de Coloides de la Universidad de Alma-Ata. Profe. M.I. Usanovich dijo que hay un joven capaz, candidato a ciencias químicas, que, si recibe ayuda, puede dirigir el departamento de química coloidal. Este joven era, ahora profesor, D.H. Sc., jefe del Departamento de Química Coloidal y Enzimología K.B. Musabekov, quien también formó a los doctores en ciencias químicas S.B. Aidarova y Zh.A. Abilov y a muchos candidatos de la ciencia. Algunos de ellos trabajaron en el Departamento de Química Coloidal de la Universidad Estatal de Moscú (A. Kenzhebekov). K.B. Musabekov envió estudiantes de Kazajstán al Departamento de Química Coloidal de la Universidad Estatal de Moscú y muchos empleados mejoraron sus calificaciones a través de la Facultad de Educación (T.I. Yu, I.K. Omarova, A.I. Izimov, V. Palmer, etc.).
Las principales disposiciones de la dirección científica del Departamento de Química Coloidal de la Universidad de Almaty se publicaron posteriormente en nuestra monografía conjunta (K.B. Musabekov, B.A. Zhubanov, V.N. Izmailova, B.D. Summ “Capas interfaciales de polielectrolitos (polímeros sintéticos) ", "Ciencia " de la República Socialista Soviética de Kazajstán Alma-Ata, 1987)
Académico de la Academia de Ciencias de la UzSSR Karim Sadykovich Akhmedov es un destacado científico en el campo de la química coloidal, la mecánica físico-química y la química físico-química de los polímeros, el fundador de la escuela de químicos coloides en Uzbekistán, así como sus alumnos. (I.N. Shpilevskaya, L.Yu. Yunusov, S.S. Khamraev, E.A. Aripov, F.L. Glekel, G.N. Virskaya, S.A. Zainutdinov, I.K. Sataev, Z.U. Usmanov, I.K. Kadyrov, S N.Aminov, A.T. Akhmedzhanova) en los departamentos de química coloidal de la La Universidad de Tashkent, el Instituto Politécnico de Tashkent y el Instituto de Química de la Academia de Ciencias de la URSS de Uzbekistán mantuvieron estrechos contactos con Pyotr Aleksandrovich Rebinder. Para muchos, Piotr Alexandrovich o sus alumnos eran consultores científicos en su trabajo, opositores en la defensa, profesores realizaban prácticas en el Departamento de Química Coloidal de la Universidad Estatal de Moscú y empleados del departamento (MSU) daban conferencias en Tashkent.
En Ucrania, en el territorio de la Unión Soviética, existía el único instituto de química de coloides y química del agua. El académico de la Academia de Ciencias de la República Socialista Soviética de Ucrania F.D. Ovcharenko fue su director durante muchos años. El verdadero líder de la química coloidal y la mecánica físico-química en Ucrania fue Fyodor Danilovich Ovcharenko, alumno del académico Anton Vladimirovich Dumansky, como ahora se le llama el "abuelo de la química coloidal". Cada año, el 22 de junio, cumpleaños del Académico. A. V. Dumansky organizó conferencias sobre química coloidal y mecánica física y química. En ellos participaron científicos coloides de toda la Unión Soviética, todo se organizó a gran escala y hubo una especie de revisión de los logros científicos. Pyotr Alexandrovich se comunicó mucho con Fyodor Danilovich en un ambiente informal y se ayudaron mutuamente a resolver muchos problemas. Hubo un tiempo en que Fedor Danilovich fue secretario del Comité Central del Partido Comunista de Ucrania y, naturalmente, tuvo oportunidades adicionales de influir en el desarrollo de la química coloidal y la mecánica físico-química tanto en Ucrania como en la Unión Soviética. Puede escribir un recuerdo separado sobre la personalidad de Fyodor Danilovich, y también evocará solo emociones agradables tanto en el escritor como en el lector.
En 1957 se organizó un centro científico en Novosibirsk. Piotr Aleksandrovich envió a los suyos y al profesor a desarrollar la dirección químico-coloide. Allí fueron A. B. Taubman, alumno de A. F. Koretsky, y luego P. M. Kruglyakov (estudiante del profesor P. R. Taube). Los jóvenes científicos trabajaron con éxito, crearon un equipo eficiente, defendieron sus tesis doctorales y se produjeron muchos avances prácticos interesantes. A. F. Koretsky, utilizando la teoría de P. A. Rebinder sobre sistemas dispersos liofílicos basados en composiciones tensioactivas, preparó sistemas de microemulsión (con una temperatura de inversión de fase de aproximadamente 50 o C), que se utilizaron repetidamente (tecnología de ahorro de recursos) para lavar camiones cisterna de petróleo. En esos años el petróleo se transportaba a Cuba y el azúcar de regreso en los mismos contenedores.
Los frecuentes invitados de Piotr Aleksandrovich al Departamento de Química de Coloides eran, entonces todavía muy joven, y ahora el director. departamento química coloidal en la Universidad de San Petersburgo y presidente del Consejo Científico de Química Coloidal y Mecánica Física y Química de la Academia de Ciencias de Rusia, académico. RAS A.I.Rusanov y el prof. A.A.Abramzon (Profesor del Instituto Tecnológico de San Petersburgo). Me parece que su trabajo estuvo influenciado por la comunicación con Pyotr Alexandrovich. Puedo juzgar por las publicaciones. En sus conversaciones conmigo, A. A. Abramzon siempre destacaba que se consideraba un alumno de Piotr Alexandrovich y que era igualmente romántico.
Piotr Aleksandrovich siempre estuvo interesado en los problemas de la química de los coloides en la industria petrolera. Tuvo muchos contactos con varios científicos de la URSS. Recuerdo las reuniones de P.A. Rebinder con el prof. I. L. Markhasin (Ufa, Instituto del Petróleo).
Con el autor del libro "Química coloidal de látex sintéticos" (1984), prof. Piotr Aleksandrovich estaba asociado con R.E. Neiman (Universidad de Voronezh) tanto por sus intereses profesionales como por la organización de la Conferencia de toda la Unión en Voronezh en 1968.
Dedicación P.A. El desempeño de Rebinder en las conferencias es digno de emulación por parte de los científicos actuales y futuros. Escuchó todos los informes, hizo preguntas y participó en las discusiones. Los discursos del propio P.A. Rebinder siempre fueron muy brillantes, comprensibles, dominaba el arte de la oratoria y atraía a grandes audiencias.
Esto se aplica a los informes de P.A. Rebinder y a las conferencias internacionales. En agosto de 1968, en el V Congreso Internacional de Química de Surfactantes (Barcelona, España), P.A. Rebinder presentó un informe plenario. Esta vez coincidió con los acontecimientos de agosto en Checoslovaquia. En muchas conferencias internacionales se declaró un boicot a los participantes soviéticos, pero no en aquellas donde la delegación de científicos estaba encabezada por P.A. Rebinder.
El Congreso se celebró en un edificio especial con un complejo de auditorios grandes y pequeños, con televisores en las salas que retransmitían las reuniones de todas las secciones. El edificio y los auditorios fueron decorados con banderas de los participantes de todos los países. Piotr Aleksandrovich presentó su informe en un excelente francés. Al principio, el público escuchó el informe con reservada atención. Durante el informe, Pyotr Aleksandrovich, si era necesario transferir la diapositiva a otra manifestación, solía decir "Merci", pero esta vez, aparentemente, algo estaba "atascado", volvió a decir "Merci", nuevamente la diapositiva no cambió. , luego P .A. dijo “muchas gracias” en español y se cambió la diapositiva. La sala estalló en aplausos y escucharon con deleite.
Todos estábamos orgullosos de trabajar con un científico tan grande. La buena voluntad y la actitud respetuosa de los científicos de todo el mundo hacia Piotr Alexandrovich nos han llegado. En la conferencia, P.A. nos presentó a los entonces jóvenes empleados a científicos famosos.
Informe de P.A. Rebinder en el congreso en España se tituló “Interacción de propiedades superficiales y masivas de soluciones surfactantes”. El informe contenía 9 puntos. Uno de ellos se refiere a los problemas de la química coloidal en biología y medicina: "los tensioactivos, con su notable capacidad para formar capas de adsorción en los límites de fase, son cada vez más importantes para la fundamentación científica de las sustancias más fisiológicamente (farmacológicas) activas que influyen eficazmente en la actividad". de un organismo vivo. La actividad superficial puede depender en gran medida de la naturaleza de la interfaz de fase, por lo que debe medirse para una interfaz líquida "modelo" que sea más cercana a lo que realmente existe en el sitio de acción. Esta es la solución acuosa/aceite interfaz (medio lipoide), que modela la interfaz de fase en la estructura viva de un órgano.
El efecto fisiológico más intenso corresponde a la saturación de la capa de adsorción. Se logra a menor concentración de la sustancia en el volumen de solución, mayor es su actividad superficial.
Este principio general es válido para sustancias activas como anestésicos y analgésicos, fármacos, sustancias que activan o, por el contrario, inhiben la función respiratoria. Este mismo principio, un desarrollo natural de las ideas de Traube, aparentemente forma la base para la acción de sustancias activas en organismos vivos en concentraciones muy bajas (homeopáticas). Los aditivos tensioactivos favorecen la absorción y digestión de los alimentos y, sobre todo, de las grasas. En este sentido, los tensioactivos biológicos más típicos, los ácidos cólicos de la bilis, tienen una importancia decisiva. Muchas vitaminas tienen una actividad superficial pronunciada y favorecen la absorción de los alimentos. El efecto dispersante (peptizante) de los tensioactivos aumenta la permeabilidad de las membranas celulares vivas en relación con los nutrientes y fisiológicamente activos, promoviendo el crecimiento de los tejidos de los organismos y la división celular. Si los poros de la membrana son hidrófobos, entonces el tensioactivo puede aumentar la permeabilidad al exhibir un efecto humectante, es decir, cambiando el signo de la presión capilar hacia la succión capilar en los meniscos en los poros delgados. El propio tensioactivo siempre tiene una mayor permeabilidad debido a la difusión superficial, es decir. la tendencia de las moléculas de la capa de adsorción a extenderse sobre la mayor superficie posible.
Muchas de estas aplicaciones biológicas de los tensioactivos no están determinadas por la tensión interfacial reducida en sí, sino por la formación asociada de una capa de adsorción del tensioactivo en el límite de fase, con todas las consecuencias determinadas por las propiedades de esta capa. La tensión interfacial en sí misma adquiere un papel importante sólo cuando se convierte en un valor muy pequeño. Con una tensión interfacial del orden de décimas o centésimas de mJ/m2, como se sabe, a temperaturas normales surge una condición cercana a la dispersión espontánea: se forma una emulsión o suspensión coloidal bajo la influencia de influencias menores como, por ejemplo, la convección. Corrientes en un medio de dispersión líquido causadas por cambios de temperatura locales. Esta dispersión espontánea bajo la influencia de aditivos de tensioactivos jabonosos conduce a la formación de emulsiones que son bien absorbidas por los organismos y, por lo tanto, son especialmente eficaces en cuanto a efectos tóxicos (pesticidas) o farmacológicos (emulsiones medicinales) o, finalmente, como alimento. emulsiones”.
Ésta es la conclusión del informe de P.A. Rebinder es moderno y se relaciona con los problemas químicos coloidales de las ciencias de la vida "Ciencias de la vida", que aún se están desarrollando en el departamento (V.N.Izmailova, G.P.Yampolskaya "Propiedades de las capas de proteínas de las interfaces líquidas". Monografía en "Proteínas en interfaces líquidas, en "Estudios de ciencia de la interfaz. D.Mobius y R.Miller (Eds) vol 7, Elsevier, Amsterdam, Elsevier, 1998, p.103-148).
Durante una conferencia en España, todos los participantes fueron invitados a una corrida de toros. Piotr Alexandrovich se negó y dijo: "Soy un amante de los animales". Pero cuando estábamos en el Museo del Prado y el Palacio del Escurial, Piotr Alexandrovich disfrutó de las pinturas de El Greco, Goya, Velázquez y Murillo. Hablaba con gusto sobre los temas de las pinturas y las obras de los grandes maestros. P.A. Rebinder tenía un excelente conocimiento de la historia de España, así como de muchos otros países.
Gran aporte de P.A. Rebinder introdujo el factor de estabilidad que formuló: "Barrera estructural-mecánica". La entrada en la ciencia de la “barrera estructural-mecánica según Rehbinder” como fuerte factor estabilizador no fue fácil. En 1961, en las páginas del Colloid Journal se publicaron artículos de discusión sobre el problema de la estabilidad en el artículo de P.A. Rebinder y A.B. Taubman “Observaciones sobre la cuestión de la estabilidad agregativa de sistemas dispersos” (vol. 23, 359, 1961). estaba escrito: "El problema de la estabilidad agregativa es sin duda el problema principal y más singular de la química coloidal. Al mismo tiempo, este problema principal es el menos desarrollado y todavía causa acaloradas discusiones, a pesar del extenso material experimental de ambos laboratorios. investigación y carácter tecnológico industrial.”
En este momento prof. S.S. Voyutsky preparó el libro de texto "Curso de química coloidal". Pyotr Aleksandrovich me pidió que fuera el editor científico de este libro de texto y me llamó especialmente la atención sobre S.S. Voyutsky en el cap. IX “Estabilidad y coagulación de sistemas coloidales” reflejó correctamente la posición en la barrera estructural-mecánica.
Fue un gran placer aceptar la oferta de P.A. Rebinder y S.S. Voyutsky de ser el editor científico del libro de texto. Esta fue una oportunidad para mí de trabajar en problemas coloidales con científicos tan grandes en un ambiente informal. El trabajo se desarrolló de la siguiente manera. Primero, leí el libro de texto e hice varios tipos de comentarios. Luego fueron coordinados con P.A. Rebinder y S.S. Voyutsky. El resultado fue que S.S. Voyutsky incluyó en el cap. IX ideas sobre la barrera estructural-mecánica a la estabilidad, editado por P.A. Rebinder.
Mis comentarios y sugerencias al libro de texto de S.S. Voyutsky se presentaron en 74 páginas de texto mecanografiado. En la versión final de los comentarios trabajamos con Piotr Alexandrovich en su dacha de Lutsino. Allí jugaban al tenis durante el día. Elena Evgenievna nos atendió; en la gran terraza se celebró una comida con la habitual compota de ruibarbo y un té bien preparado. Un pastor alemán llamado Urs acariciaba los pies de Piotr Alexandrovich. Todo esto me impresionó mucho. Piotr Aleksandrovich leyó mi obra y dijo que todo estaba bien y escrito con seriedad.
La discusión sobre la barrera estructural-mecánica en la estabilidad de sistemas dispersos llevó al hecho de que mi primer estudiante graduado de Egipto, A.F. El-Shimi, junto con P.A. Rebinder, formularon un tema relacionado con el desarrollo de ideas sobre la barrera estructural-mecánica. barrera. Y ya en 1966 en Berlín, en el III Congreso Internacional sobre Surfactantes, presentamos un informe en el que había resultados sobre la correlación de la vida útil de burbujas y gotas de gas elemental (utilizando el método propuesto por P.A. Rebinder y E.K. Wenström en 1932) y los parámetros reológicos de las capas de adsorción interfacial de gelatina (determinados en el dispositivo Rebinder y Trapeznikov) con amplias variaciones de concentración, pH, temperatura y adiciones de tensioactivos de bajo peso molecular a la fase oleosa.
En la conferencia de Berlín nos recibió el Dr. H. Sonntag (anteriormente trabajó en el Departamento de Química Coloidal de la Universidad Estatal de Moscú en 1957-1958). Su trabajo está dedicado a cuestiones de estabilidad, incluida la estabilización mediante compuestos de alto peso molecular. En “Colloids and Surfaces” de 1998, en un número dedicado a la memoria de H. Sonntag en 1998, se publicó el artículo “V. Izmailova, G. Yampolskaya “Emulsiones concentradas estabilizadas por macromoléculas y las contribuciones de Hans Sonntag a este campo científico” debería publicarse Coloides y superficies A: aspectos fisicoquímicos y de ingeniería 1998.
Mientras viajaba por Alemania (RDA) en la Suiza sajona, Piotr Alexandrovich, inesperadamente para todos, se subió a la barandilla de un puente tendido sobre un abismo y caminó a lo largo de la barandilla sin perder el equilibrio. Todavía tengo una fotografía de este episodio; cuando la miro, me deja sin aliento.
En una conferencia en Berlín P.A. Rebinder y sus colaboradores se reunieron como viejos amigos con los científicos búlgaros A.D. Sheludko, D. Platikanov y D. Ekserova. Actualmente D. Platikanov es jefe del Departamento de Química Física de la Universidad de Sofía y D. Ekserova es jefa de departamento del Instituto de Química Física de la BAS. En 1997 organizaron la 9ª Conferencia Internacional sobre Química de Superficies y Coloides en Sofía. Esta conferencia estuvo dedicada a la memoria del académico A.D. Sheludko.
En la conferencia de Sofía se presentó el informe de E.D. Shchukin "El desarrollo de la mecánica física y química en los trabajos de Piotr Aleksandrovich Rebinder y su escuela". Mi informe "Propiedades reológicas de las capas de adsorción interfacial de proteínas" también demostró el desarrollo de las ideas de P.A. Rebinder sobre el papel determinante de los parámetros reológicos de las capas estabilizadoras interfaciales en la estabilidad de películas, emulsiones y espumas. Muchos oradores recordaron el nombre de Piotr Alexandrovich.
Las condiciones para la implementación de la barrera de estabilidad estructural-mecánica según Rehbinder incluyen la adsorción de un estabilizador en el límite de interfase con la formación de una capa de interfase con propiedades mecánicas y la liofilización simultánea del límite de interfase. Se sabe que la adsorción de proteínas va acompañada de una disminución de la tensión superficial e interfacial, y un contenido de agua suficientemente alto en la capa interfacial sugiere que la constante compleja de Hamaker está cerca del valor correspondiente del agua (10 -21 J). Así, la barrera estructural-mecánica puede manifestarse en las etapas de coagulación y coalescencia. También se estudió el efecto estabilizador de la barrera estructural-mecánica sobre la estabilidad de espumas y emulsiones mediante el estudio de las películas delgadas correspondientes (libres y en emulsión), así como de macrodispersiones: espumas y emulsiones. Se sabe que la teoría DLVO describe la estabilidad de las películas negras libres primarias (ordinarias) estabilizadas por tensioactivos de bajo peso molecular. No se han establecido las razones de la estabilidad de las películas de espuma secundarias (newtonianas).
En los últimos años de la vida de P.A. Rebinder discutió repetidamente el problema de la estabilidad de estos sistemas con A.D. Sheludko y, como resultado de las discusiones, surgió la impresión del papel decisivo de las propiedades reológicas de las capas y películas de adsorción en la estabilidad de las películas de espuma secundarias. En 1971 se concluyó un acuerdo de colaboración creativa entre las universidades de Moscú y Sofía. Después de la muerte de Piotr Aleksandrovich, en el marco de este acuerdo, que continúa hasta el día de hoy (1998), se obtuvieron y estudiaron por primera vez películas negras de proteínas en un trabajo conjunto.
Pyotr Aleksandrovich Rebinder también fue valorado en la Academia de Ciencias de la URSS. Piotr Alexandrovich fue invitado junto con el académico M.V. Keldysh a celebrar el 50 aniversario de la Academia Sueca de Ciencias. Piotr Alexandrovich habló con alegría de la recepción. Durante la misma visita a Suecia, le obsequiaron un libro con el árbol genealógico de toda la familia Rebinder. La primera mención de los Rebinders se remonta al año 1100 (Johan Rebinder). Después de 800 años, el nacimiento de Pyotr Alexandrovich quedó registrado en el libro.
En 1996, cuando estuve en la Conferencia Panrusa sobre Surfactantes en Shebekino, el prof. B.E. Chistyakov me llevó al museo de Belgorod. En el museo hay una sala especial reservada para una galería de retratos de los Rehbinder.
En la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú, Piotr Aleksandrovich participó constantemente en las reuniones de la comisión metodológica. En ese momento yo era vicepresidente de la comisión metodológica de la Facultad de Química y por eso podía observar el trabajo de P.A. Rebinder. Se resolvieron cuestiones importantes de la educación química. Junto con facultades afines (matemáticas - Prof. L.A. Tumarkin, física - Prof. V.F. Kiselev), se seleccionaron las secciones de matemáticas y física necesarias para la enseñanza de la química, especialmente la química física y coloidal. Aquí se utilizaron los conocimientos de P.A. Rebinder como físico y matemático (se graduó en la Facultad de Física y Matemáticas de la Universidad de Moscú en 1924). Se reunieron representantes de todos los departamentos: química física (miembro correspondiente Ya.I. Gerasimov y prof. A.V. Kiselev), química analítica (académico I.P. Alimarin, profesor asociado Z.F. Shakhova y prof. V. M. Peshkova), electroquímica (prof. N.V. Fedorovich ), química inorgánica (Académico V.I. Spitsin y Prof. L.I. Martynenko), química general (Prof. K.G. Khomyakov, Prof. G D.Vovchenko, Prof. E.M.Sokolovskaya), química coloidal (Académico P.A.Rebinder y Prof. V.N.Izmailova), orgánica química (académico A.N.Nesmeyanov, profesor R.Ya .Yuryev y profesor Yu.K.Yuryev), tecnología química (académico S.I. Volfkovich), química de compuestos macromoleculares (académico V.A. Kargin). P.A. Rebinder prestó gran atención a la elaboración del programa del curso de química coloidal, que fue discutido en la comisión metodológica de la Facultad de Química y luego aprobado por el Ministerio de Educación Superior y se convirtió en el estándar para las facultades de química de las universidades estatales.
En este sentido, el contenido del programa se correlacionó con el contenido de los programas de los cursos de química física, química orgánica y sustancias macromoleculares. Por ejemplo, los fenómenos de adsorción, la estructura y propiedades de las capas de adsorción de tensioactivos, los conceptos básicos de la termodinámica de adsorción, la ecuación de Gibbs se analizan en detalle en el curso de química coloidal y la adsorción en fase gaseosa se describe en detalle en el curso de química Física. Las propiedades eléctricas de los sistemas dispersos y los fenómenos electrocinéticos en relación con la estabilidad de los sistemas dispersos se leen en el curso de química coloidal, y los fundamentos de la teoría de la estructura de la doble capa eléctrica se presentan tanto en el curso de química coloidal como en en el curso de química física (esta sección se cubre en el curso de química coloidal antes en un curso de química física).
En los cursos de química orgánica se enseña la síntesis de tensioactivos, y en los cursos de química coloidal se enseñan sus propiedades y su papel en la estabilidad de espumas, emulsiones, suspensiones, el efecto Rebinder, métodos químico-coloide para la limpieza de áreas de agua.
Las sustancias de alto peso molecular que se encuentran en estado coloidal durante la separación de fases en las interfaces, debido a su importante papel en la estabilidad ("barrera estructural-mecánica según Rehbinder"), constituyen una sección independiente en la química de los coloides y se consideran, naturalmente, en el curso de química coloidal.
Los resultados de estas discusiones se reflejan en el artículo de P.A. Reencuadernación "Química coloidal" en la Gran Enciclopedia Soviética.
La comisión metodológica de la Facultad de Química también resolvió los problemas de la secuencia de enseñanza de las distintas disciplinas de la química. Un día decidimos intentar enseñar a los estudiantes primero química física y luego química orgánica. El experimento no fue un éxito; hubo que volver a poner todo en su lugar. En los años 60 se llevó a cabo otro experimento. Se introdujo en el plan de estudios la formación práctica de larga duración para estudiantes de quinto año. La duración total de la formación se incrementó a 5,5 años. Los estudiantes trabajaron durante un año en lugares de trabajo de diferentes institutos, recibieron un salario y estudiaron por las tardes (16 horas a la semana). P.A. Rebinder trabajó mucho en la organización de trabajos para estudiantes (solo el académico Y.M. Kolotyrkin, director del Instituto de Física y Química L.Ya. Karpov, podía compararse con él). En tal formación de químicos calificados había más desventajas que ventajas, y después de 2 años la abandonaron. Piotr Aleksandrovich advirtió sobre esto y se mostró a favor de un conservadurismo razonable en la educación fundamental.
La felicidad de aquellos estudiantes, estudiantes de posgrado y de doctorado que tuvieron la suerte de estudiar con Pyotr Alexandrovich fue escuchar sus conferencias.
Escuché todas las conferencias de Pyotr Aleksandrovich: los 20 años de mis estudios y trabajo en el Departamento de Química Coloidal. Durante dos años fui profesor asistente de Piotr Alexandrovich.
En las conferencias de P.A. Los oyentes de Rebinder recibieron información sobre los últimos logros del propio P.A. Rebinder. Fue muy generoso en este sentido y sus conferencias atrajeron no sólo a estudiantes, sino también a científicos de muchas instituciones. P.A. Rebinder fue un excelente conferenciante; sus conferencias e informes, llenos de contenido profundo, estaban llenos de ejemplos de la práctica y la teoría de la ciencia.
Hubo un breve resumen de la conferencia sobre química coloidal (compilada por el profesor asociado K.A. Pospelova). Las conferencias fueron problemáticas. Se dio una justificación teórica y matemática de las leyes básicas. Las conferencias fueron ilustradas con experimentos y carteles. Contenían información histórica sobre qué científico fue el descubridor y quién participó en el desarrollo de las ideas. Se llamó la atención de los estudiantes sobre el estado actual del desarrollo de la ciencia. Se identificaron las tareas y problemas que deben resolverse en un futuro próximo. Se indicaron posibles usos prácticos.
Para relajación, para aliviar la fatiga de los estudiantes de PA. Les enseñó el habla rusa correcta: "No puedes hablar de ti mismo, yo como, pero necesito comer, y cuando invitas, debes decir "toma un bocado". Es correcto decir en relación con esto, no en relación con esto. (esta es una traducción del inglés), necesitas decir mi esposa, pero tu esposa."
Pyotr Aleksandrovich leyó sus conferencias con una voz bien entrenada y un timbre sorprendentemente agradable. El discurso estuvo acompañado de pausas y de volumen variado, todo lo cual contribuyó a la atención de los estudiantes.
En la conferencia siempre había un frasco con té fuerte, que E.P. Arsentyeva siempre había preparado durante más de 30 años.
Los estudiantes tradicionalmente hacían dos preguntas: 1) ¿Qué bebes? Y luego P.A. Se distrajo y habló sobre los peligros del alcohol. 2) ¿Te gusta el ajedrez? PENSILVANIA. Respondió que sería mejor dirigir la energía mental de los ajedrecistas talentosos a la investigación científica.
Piotr Alexandrovich siempre vestía estrictamente (traje, camisa y corbata) en cualquier clima, incluso muy cálido, enfatizando así el respeto por los demás.
Las demostraciones de conferencias que fueron ideadas y puestas en escena bajo Piotr Aleksandrovich todavía las muestra A. M. Parfenova, la guardiana de estos experimentos. Pyotr Aleksandrovich, cuando el experimento tuvo éxito, especialmente el movimiento del barco en la superficie del agua debido a la presión bidimensional, la danza del alcanfor (la danza del “giro”), dijo: “Qué delicia, es mejor No volver a ir a la Galería Tretyakov y ver los experimentos”.
Historia de la química y química coloidal P.A. Siempre trató de transmitir a los oyentes, mostrando la interconexión y la influencia mutua de los descubrimientos en diferentes áreas de las ciencias naturales. Uno de los estudiantes de doctorado de P.A. Rebinder, el prof. N.A. Figurovsky dirigió el departamento de historia de la química y dio conferencias sobre historia. Bajo la dirección del prof. N.A. Figurovsky y Art. norte. Con. T.A. Komarova (graduada del departamento de química de coloides en 1946) defendió varios trabajos sobre la historia de la química de coloides (T.T. Orlovskaya, T.V. Bogatova).
Conferencias de P.A. Rebinder tuvo un gran efecto secundario. Miembro correspondiente I.V. Berezin, el fundador del Departamento de Enzimología Química, dijo en una de las lecturas de Rebinder que las ideas de catálisis micelar de enzimas colocadas en micelas de tensioactivos inversos se inspiraron cuando I.V. Berezin escuchó las conferencias de Pyotr Aleksandrovich cuando era estudiante.
PENSILVANIA. Rebinder y G. Hartley (EE.UU.) (1933) fueron los fundadores de las teorías modernas de la micelización. Simultáneamente (e independientemente) propusieron la idea de la estructura de micelas esféricas en soluciones acuosas de tensioactivos.
Una vez, cuando estaba en casa de Pyotr Aleksandrovich, me mostró un periódico amarillento "Pravda" de 1937, donde el sótano estaba dedicado a las micelas de tensioactivos (surfactantes) y estaba escrito que Pyotr Aleksandrovich hace malabarismos con las moléculas de tensioactivos y luego con sus "colas". juntos en agua, luego “cabezas” en solventes no acuosos y, como consecuencia, que la Autoridad Palestina sea un espía para todos los servicios de contrainteligencia de todas las potencias imperialistas.
Más P.A. dijo que después de la publicación del periódico, el teléfono se quedó en silencio, nadie le habló, todos evitaron las reuniones y solo Alexander Naumovich Frumkin, hablando por teléfono por la noche, para que nadie pudiera escucharlo, discutió la pregunta "¿Qué hacer?" ?” Pavel Ignatievich Zubov salvó la situación. Entonces era miembro del Comité Central del Partido Comunista y defendió a Pyotr Alexandrovich. Pyotr Aleksandrovich estuvo agradecido toda su vida como académico. A.N.Frumkin y el prof. PI Zubov.
En el artículo de A.N. Frumkin "En memoria de un amigo" [P.A. Reencuadernador. Trabajos seleccionados. Fenómenos superficiales en sistemas dispersos. Química coloidal. "Ciencia" M. 1978 p.13], escrito en un solo suspiro, contiene palabras de dolor por la pérdida de un amigo y da una alta valoración del trabajo de Pyotr Alexandrovich: "Peter Alexandrovich fue un científico destacado, uno de los mejores representantes de la ciencia soviética. Si Nuestro país ha tomado firmemente una posición de liderazgo en la ciencia de los fenómenos superficiales, una de las ramas más importantes de la química física moderna, este es principalmente su mérito."
Los discursos públicos de Peter Alexandrovich se distinguieron por su originalidad. Sólo que, en su manera característica, expresaba sus pensamientos de tal manera que un pensamiento estaba contenido en otro, otro en un tercero, etc. y al mismo tiempo, la compleja oración subordinada estaba completa. Una imagen geométrica de este pensamiento la tenía Piotr Aleksandrovich del campo del arte chino del tallado en hueso, cuando se tallan diferentes bolas de hueso con dibujos y encajes unas en otras.
Las declaraciones de P.A. fueron extraordinarias y atípicas. e identificación de personas cercanas a él en el servicio, en este caso estamos hablando de la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú.
Todos los químicos de la generación anterior recuerdan el discurso figurativo de P.A. Rebinder en el 60 aniversario del decano de química, prof. I.F. Lutsenko (7 de junio de 1972), cuando P.A. Rebinder dijo: “Eres un gran ironista”.
Piotr Aleksandrovich ha desarrollado buenas relaciones comerciales con toda la administración de la Facultad de Química.
Diputado Decano de Asuntos Administrativos y Económicos A.A. Simatsky invitó a P.A. Rebinder a los primeros días de su propia pintura; pintaba bien. Después de la muerte de P.A. Rebinder, en la placa conmemorativa de mármol, que se instaló en el Departamento de Química Coloidal, A.A. Simatsky hizo una hermosa fuente de letras.
TRABAJÓ AQUÍ
QUÍMICO FÍSICO DESTACADO
HÉROE DEL TRABAJO SOCIALISTA
ACADÉMICO
PEDRO ALEJANDRÓVICH
REENCUADERNADOR
JEFE DEL DEPARTAMENTO DE QUÍMICA COLOIDE
En 1942 - 1972
Frente a los vigilantes de la entrada P.A. Rebinder siempre se quitaba el sombrero. A todos los P.A. se dirigió a usted por su nombre y patronímico (estudiantes también). Intercambió fuertes apretones de manos con los hombres y besó las manos de las mujeres, sin levantar la mano de la dama, sino inclinándose. Pregunté a las madres jóvenes: "¿Cómo está su bebé?"
En los años que observé, había muchos jóvenes (estudiantes de pregrado y posgrado) en el Departamento de Química Coloidal. Pyotr Aleksandrovich conocía todos los temas de las tesis de diploma y posgrado y venía a menudo a defender tesis.
Empleados, estudiantes de posgrado y graduados trabajaron desinteresadamente y con entusiasmo desde la mañana hasta última hora de la tarde. Piotr Alexandrovich llegaba a menudo al departamento a última hora de la tarde, después de todo tipo de asuntos en la academia, el instituto, etc., abría todas las puertas de los laboratorios, saludaba, intercambiaba algunas palabras y se sorprendía mucho si a las 21 en punto En ese momento uno de sus empleados no se encontraba en el lugar.
Después de defender las disertaciones, se llevaba a cabo un ritual especial. Pyotr Aleksandrovich fue el maestro de ceremonias, pronunció las palabras necesarias al defensor, a sus líderes y oponentes, y luego se hizo el tradicional brindis "por los que están en el camino", es decir, quienes, en opinión de P.A., ya están listo para la defensa. Todos se alegraron de escuchar su nombre.
En 1997, la Fundación Rusa para la Investigación Básica, de conformidad con la decisión del Consejo de Subvenciones del Presidente de la Federación de Rusia, apoyó la principal escuela científica de la Federación de Rusia "Mecánica física y química de sólidos y sistemas dispersos". El director de la escuela era el jefe del Departamento de Química Coloidal de la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú, el profesor B. D. Summ. Recibir una subvención enfatiza de manera convincente la actitud respetuosa de los científicos (distribuidores de subvenciones) hacia el patrimonio científico de P.A. Rebinder.
PENSILVANIA. Rehbinder realmente creó una escuela científica, de cuyas obras fundamentales surgieron las tendencias modernas. Generaciones de jóvenes científicos seguirán aprendiendo de sus trabajos y abrirán posibilidades siempre nuevas para el desarrollo de la química coloidal y la mecánica físico-química creadas por Piotr Aleksandrovich.
Peter Aleksandrovich Rebinder fue muy querido, respetado y admirado por su conocimiento enciclopédico, buena voluntad, respetado por el desarrollo y solución de problemas educativos y metodológicos en la educación superior, por su contribución fundamental al desarrollo de la química coloidal, la mecánica físico-química y las ciencias naturales. en general, y por su habilidad pedagógica por muchos científicos destacados.
Y terminaré con gratos recuerdos para mí diciendo que el autor de estas líneas tuvo la suerte de ser alumno de Piotr Alexandrovich y trabajar bajo su dirección durante 20 felices años. Los años de trabajo conjunto quedan iluminados para siempre por su generosidad científica, amabilidad y actitud amistosa.
Hablando poco antes de su muerte a estudiantes de posgrado de la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú. M.V. Lomonosov (4 de julio de 1972), Pyotr Aleksandrovich pronunció palabras inspiradas: un llamado a los jóvenes investigadores a dedicar fuerzas y conocimientos al trabajo, cuyo objetivo es preservar la salud, la eficiencia y prolongar la vida creativa de una persona. Piotr Aleksandrovich vio esto como la principal tarea de un científico humanista.