Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году

Адсорбционные и дилатационные реологические свойства лактата хитозана на границе раздела жидкость-газ

А.И. Ковтун

Институт прикладных проблем физики и биофизики Национальной академии наук Украины

DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.816

Оригинальная статья

Аннотация: Методом формы осциллирующей капли исследованы адсорбционные и дилатационные реологические характеристики (модуль упругости и вязкости) лактата хитозана на границе раздела жидкость – газ. Определены зависимости динамического и равновесного поверхностного натяжения от концентрации лактата хитозана в растворе. Установлено, что полученные зависимости сходны с таковыми для поверхностно-активных высокомолекулярных соединений. Изучены зависимости поверхностных упругости и вязкости лактата хитозана от частоты осцилляций и концентрации. Показано, что лактат хитозана способен образовывать упругие адсорбционные слои со значениями модуля вязкоупругости сопоставимыми для биополимеров белковой природы.

Ключевые слова: хитозан, поверхностное натяжение, модуль вязкоупругости, модуль упругости, модуль вязкости, граница раздела жидкость-газ

  • Ковтун Анна Игоревна – к.х.н., научный сотрудник отдела биофизики Институт прикладных проблем физики и биофизики Национальной академии наук Украины

Ссылка на статью:

Ковтун, А.И. Адсорбционные и дилатационные реологические свойства лактата хитозана на границе раздела жидкость-газ / А.И. Ковтун // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — Тверь: Твер. гос. ун-т, 2020. — Вып. 12. — С. 816-826. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.816.

Полный текст: download PDF file

Библиографический список:

1. Ullah, F. Determining the molecular-weight and interfacial properties of chitosan built nanohydrogel for controlled drug delivery applications / F. Ullah, F. Javed, M.H.A. Kudus, et al. // Biointerface Research in Applied Chemistry. – 2019. – V. 9. – I. 6. – P. 4452-4457. DOI: 10.33263/BRIAC96.452457.
2. Negi, P. Novel thymoquinone loaded chitosan-lecithin micelles for effective wound healing: Development, characterization, and preclinical evaluation / P. Negi, G. Sharma, C. Verma, et al. // Carbohydrate Polymers. – 2020. – V. 230. – Art. № 115659. – 31 p. DOI: 10.1016/j.carbpol.2019.115659.
3. Santini, E. Surface properties and foamability of saponin and saponin-chitosan systems / E. Santini, E. Jarek, F. Ravera, et al. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. – 2019. – V. 181. – P. 198-206. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2019.05.035.
4. Zinoviadou, K.G. Engineering interfacial properties by anionic surfactant-chitosan complexes to improve stability of oil-in-water emulsions / K.G. Zinoviadou, E. Scholten, T. Moschakis, C.G. Biliaderis // Food & Function. – 2012. – V. 3. – I. 3. – P. 312-319. DOI: 10.1039/c2fo10197a.
5. Wang, X.-Y. Chitosan-stabilized emulsion gels via pH- induced droplet flocculation / X.-Y. Wang, J. Wang, D. Rousseau, C.-H. Tang // Food Hydrocolloids. – 2020. – V. 105. – Art. № 105811. – 7 p. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2020.105811.
6. Liu, M. Preparation and structural analysis of chitosan films with and without sorbitol / M. Liu, Y. Zhou, Y. Zhang, et al. // Food Hydrocolloids. – 2013. – V. 33. – I. 2. – P. 186-191. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2013.03.003.
7. Пошина, Д.Н. Влияние состава водных растворов лактата хитозана на их свойства и процесс электроформования / Д.Н. Пошина, В.С. Крыжановская, Е.А. Торкунова и др. // Известия Уфимского научного центра РАН. – 2018. – № 3 (3). – С. 90-94.
8. Monroy, F. Surface rheology studies of spread and adsorbed polymer layers / F. Monroy, F. Ortega, R.G. Rubio, B.A. Noskov; ed. by R. Miller, L. Liggieri // In book series: Progress in Colloid and Interface Science, Interfacial Rheology. – Leiden: Koninklijke Brill NV, 2009. – V. 1. – P. 178-252.
9. Дебриер, Ж. Межфазные свойства амфифильных систем на основе природных полимеров — производных хитина / Ж. Дебриер, В.Г. Бабак // Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д. И. Менделеева). – 2008. – T. LII. – № 1. – C. 75-83.
10. Fricke, N. Synthesis of chitosan surfactants / N. Fricke, H. Keul, M. Moller // Macromolecular Chemistry and Physics. – 2009. – V. 210. – I. 9. – P. 752-768. DOI: 10.1002/macp.200800622.
11. Cheng, T. Pure chitosan and chitosan/chitosan lactate blended nanofibres made by single step electrospinning / T. Cheng, R.-D. Hund, D. Aibibu, J. Horakova, C. Cherif // Autex Research Journal – 2013. – V. 13. – I. 4. – P. 128-133. DOI: 10.2478/v10304-012-0040-6.
12. Вихорева, Г.А. Получение и исследование растворов производных хитозана с длинноцепочечными гидрофильными заместителями / Г.А. Вихорева, А.И. Чернухина, Н.Г. Строкова, Л.С. Гальбрайх // Высокомолекулярные соединения Серия Б. – 2007. – Т. 49. – № 5. – С. 935-940.
13. Babak, V.G. Dynamic surface tension of hydrophobically modified chitosans / V.G. Babak, J. Desbrières // Mendeleev Communications. – 2004. – V. 14. – I. 2. – P. 66-68. DOI: 10.1070/MC2004v014n02ABEH001824.
14. Pérez-Gramatges, A. Surface and interfacial tension study of interactions between watersoluble cationic and hydrophobically modified chitosans and nonylphenolethoxylate/ A. Pérez-Gramatges, C.R.V. Matheus, G. Lopes, et al. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2013. – V. 418. – P. 124-130. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2012.11.035.
15. Babak, V.G. Dilational viscoelasticity and relaxation properties of interfacial electrostatic complexes between oppositely charged hydrophobic and hydrophilic polyelectrolytes / V.G. Babak, F. Baros, F. Boury, J. Desbrières // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. – 2008. – V. 65. – I. 1. – P. 43-49. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2008.02.019.
16. Babak, V.G. Effect of electrolyte concentration on the dynamic surface tension and dilational viscoelasticity of adsorption layers of chitosan and dodecyl chitosan / V.G. Babak, R. Auzely, M. Rinaudo // The Journal of Physical Chemistry B. – 2007. – V. 111. – I. 32. – P. 9519-9529. DOI: 10.1021/jp0718653.
17. Babak, V.G. Dynamic surface tension and dilational viscoelasticity of adsorption layers of alkylated chitosans and surfactant–chitosan complexes / V.G. Babak, J. Desbrieres // Colloid and Polymer Science. – 2006. – V. 284. – I. 7. – P. 745-754. DOI: 10.1007/s00396-005-1427-x.
18. Chandy, T. Chitosan - as a biomaterial / T. Chandy, C.P. Shrama // Biomaterials, Artificial Cells and Artificial Organs. 1990. – V. 18. – I. 1. – P. 1-24. DOI: 10.3109/10731199009117286.
19. Ravera, F. Dilational rheology of adsorbed layers by oscillating drops and bubbles / F. Ravera, L. Liggieri, G. Loglio; ed. by R. Miller, L. Liggieri // Progress in Colloid and Interface Science, Interfacial Rheology – V. 1. – P. 137-177.
20. Zholob, S.A. Determination of the dilational elasticity and viscosity from the surface tension response to harmonic area perturbations / S.A. Zholob, V.I. Kovalchuk, A.V. Makievski, et al; ed. by R. Miller, L. Liggieri // Progress in Colloid and Interface Science, Interfacial Rheology. – V. 1. – P. 77-102.
21. Файнерман, В.Б. Равновесные и динамические характеристики адсорбционных слоев белков на межфазных границах жидкость-газ: теория и эксперимент / В.Б. Файнерман, R. Miller // Коллоидный журнал. – 2005. – Т. 67. – № 4. – С. 437-449.
22. Lucassen-Reynders, E.H. Surface dilational modulus or Gibbs elasticity of protein adsorption layers / E.H. Lucassen-Reynders, V.B. Fainerman, R. Miller // The Journal of Physical Chemistry B. – 2004. – V. 108. – I. 26. – P. 9173-9176. DOI: 10.1021/jp049682t.
23. Давыдова, В.Н. Kонфоpмация молекул xитозана в водныx pаcтвоpаx / В.Н. Давыдова, И.М. Еpмак // Биофизика. – 2018. – Т. 63. – Вып. 4. – С. 648-660.
24. Cunha, R.A. The molecular structure and conformational dynamics of chitosan polymers: an integrated perspective from experiments and computational simulations / R.A. Cunha, Th.A. Soares, V.H. Rusu, et al.; ed. by D.N. Karunaratne // In book: The Complex World of Polysaccharides. – IntechOpen, 2012. – Ch. 9. – P. 229-256. DOI: 10.5772/51803.
25. Benjamins, J. Compression/expansion rheology of oil/water interfaces with adsorbed proteins. Comparison with the air/water surface / J. Benjamins, J. Lyklema, E.H. Lucassen-Reynders // Langmuir. – 2006. – V. 22. – I. 4. – P. 6181-6188. DOI: 10.1021/la060441h.
26. Khil'ko, S.L. Adsorption and rheological characteristics of humic acid salts at liquid-gas interfaces / S.L. Khil'ko, A.I. Kovtun, V.B. Fainerman, V.I. Rybachenko // Colloid Journal. – 2010. – V. 72. – I. 6. – P. 857-865. DOI: 10.1134/S1061933X10060189.