Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Фотографическая и диазотипная бумаги покрываются коллоидным кремнеземом [720—723]. В фотопленках типа поляроид коллоидный кремнезем играет существенную роль при формировании слоя, в который переносится и затем развивается позитивное изображение за счет почернения серебра. Более подробно составы, включающие коллоидный кремнезем, описаны в серии из восьми патентов Лэндом и др. [724]. Грэй [725] с целью восстановления серебра включил в слой, в котором развивается изображение, кроме коллоидного кремнезема силансодержащие соединения, в том числе одно соединение, содержащее связи кремний—водород.
В фотографии также используются поверхности на рентгеновских пленках с нанесенными коллоидным кремнеземом и отвержденным желатином [726], коллоидным кремнеземом и модифицированными эмульсиями с галогенидом серебра для повышения чувствительности [727], коллоидным кремнеземом и поливиниловым спиртом, находящимся вместо желатина в слоях, в которых развивается изображение [728].
я
Применение в биологических исследованиях, измерение градиента плотности
Коллоидный кремнезем находит применение как плотная среда для разделения биологических материалов методом центрифугирования. Пертофт [729] сообщил об использовании
Коллоидный кремнезем — концентрированные золи
607
в своих исследованиях смеси коллоидного кремнезема лю-докс-HS с полиэтиленгликолем, имевшим молекулярную массу 300—3700, в трис-буферном растворе при рН 7,5 по мере того, как изменялись градиент плотности раствора в центрифуге и степень выделения вируса. Этот общепринятый метод был описан Пертофтом и Лаурентом [730]. Неповрежденные образцы хлоропласта также разделялись в растворах людокса Литлтоном [731]. Моргентхалер и др. [732, 733] использовали людокс-АМ —¦ модифицированный алюминатом золь кремнезема, который стабилен в нейтральной среде и имеет меньшую тенденцию образовывать комплексы с водородными связями с некоторыми видами белка. Полиэтиленгликоли оказывали некоторое воздействие на систему, вероятно, из-за конкурирующих эффектов образования водородных связей с другими группами.
Наблюдались некоторые структурные изменения при разделении клеток крови в среде коллоидного кремнезема [734]. Добавление поливинилпирролидона (ПВП) в качестве конкурирующего с кремнеземом агента, образующего водородные связи, очевидно, предотвращает взаимодействие кремнезема с клетками крови [735].
В своем первоначальном исследовании, предназначенном для определения градиента плотности среды в растворе, Ма-тейко и Копак [736] нашли, что коллоидный кремнезем — единственно подходящий материал. Почти через четверть века еще раз было подтверждено, что кремнезем пригоден для таких исследований [737а]. Однако коллоидный кремнезем еще имел тот недостаток, что показывал относительно слабое взаимодействие с биологическим материалом во всей области значений рН и не был способен удержать освобождаемый органический полимер. Недостаток, очевидно, удалось устранить путем разработки специально составленного для такой задачи типа кремнезема (марка Percoll) [7376], который представлял собой комбинацию коллоидного кремнезема людокс-HS (диаметр частиц 17 им) и поливинилпирролидона. В этом образце поверхность частиц кремнезема была покрыта монослоем адсорбированных молекул полимера. Соответствие выбранной молекулярной массы полимера, оптимальное соотношение между размером молекулы полимера и площадью поверхности кремнезема и значение рН, равное 8,8, явились, вероятно, необходимыми факторами, позволившими достичь такой хорошей стабильности полученного концентрированного золя, что его удалось стерилизовать посредством автоклавной обработки [737в—737д].
Эксперименты, выполненные Волффом и Пертофтом [737е], показали, что ПВП не вытесняется с поверхности кремнезема
608
Глава 4
при воздействии полиэтиленгликоля с молекулярной массой 4000, который, как известно, также способен прочно связываться с поверхностью кремнезема. Другим интересным свойством выбранной системы является то, что этот состав гораздо меньше подвержен гелеобразованию или коагуляции в присутствии солей, чем исходный немодифицированный кремнезем, и образец несет на поверхности лишь малый по величине ионный заряд или же такой заряд оказывается экранированным [7376].
Использование силикагеля в качестве питательной среды рассматривается в гл. 7, поскольку такие кремнеземы приготовляются иным способом. Там же будут представлены и коллоидные кремнеземы, применяемые как питательная среда.
Источники получения химически реакционноспособного
кремнезема
Коллоидный кремнезем гораздо более реакционноспособен, чем большинство тонкодисперсных порошкообразных песков, не только из-за того, что удельная поверхность коллоидного кремнезема в несколько сотен раз больше, но и также вследствие того, что растворимость аморфного кремнезема в воде примерно в 10 раз превышает растворимость кристаллического кварца.
Растворимые силикаты
Кремнезем быстро деполимеризуется в присутствии сильной щелочи. Таким образом, коллоидный кремнезем можно превратить в раствор полисиликата натрия, содержащий 4,2— 6,0 моль кремнезема на один моль оксида натрия [738], или в раствор полисиликзта лития и стабилизированный литием золь с соотношением 4—25 моль кремнезема на один моль оксида лития [739]. Такие составы не могут быть получены посредством растворения силикатных стекол натрия или лптия, так же как не могут приготовляться растворением песка в щелочи, поскольку силикат лития не растворим в горячей воде. При более низких силикатных отношениях приготовление растворов из коллоидного кремнезема имеет преимуществом лишь большую скорость реакции.
