Doklady ChemistryDoklady ChemistryДоклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах2686-95353034-5111The Russian Academy of Sciences65196010.31857/S2686953523700218JWVTOCPHYSICAL CHEMISTRYФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯNEW CONCEPTS OF COLLOID SCIENCE: NANO-ADSORBENT AND PROTOMICELLEНовые понятия коллоидной науки: нано-адсорбент как компонент раствора и адсорбционная протомицеллаRusanovA. I.РусановА. И.airusanov@mail.ruMovchanT. G.МовчанТ. Г.airusanov@mail.ruPlotnikovaE. V.ПлотниковаЕ. В.airusanov@mail.ruFrumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of SciencesИнститут физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наукSt. Petersburg State UniversityСанкт-Петербургский государственный университет01092023512111411902022025Copyright ©; 2023, А.И. Русанов, Т.Г. Мовчан, Е.В. ПлотниковаCopyright ©; 2023, А.И. Русанов, Т.Г. Мовчан, Е.В. Плотникова2023А.И. Русанов, Т.Г. Мовчан, Е.В. ПлотниковаА.И. Русанов, Т.Г. Мовчан, Е.В. Плотниковаhttps://journals.eco-vector.com/2686-9535/article/view/651960

Large molecules of dyes or other substances can play the role of a nano-adsorbent in aqueous surfactant solutions and, coated with surfactant molecules, resemble surfactant micelles with a solubilizate. Such micelle-like particles were called protomicelles. Their formation does not require a critical micelle concentration (CMC) and begins immediately when the surfactant is introduced into the solution. In this spectrophotometric study of Nile red (NR) in aqueous solutions of nonanoic acid (NOA), the case where protomicelles are more important than micelles is demonstrated for the first time. It has been shown that the solubilization of NR in both premicellar and micellar solutions proceeds through protomicelles rather than NOA micelles. The article also contains a theoretical part. In it, on the basis of the chemical potential of the nano-adsorbent, it is proved that the addition of a surfactant to a solution always increases the solubility of the nano-adsorbent. The dependence of adsorption on the curvature of the nano-adsorbent surface is considered and it is shown that the adsorption equations for flat surfaces can be used for curved surfaces with high accuracy.

Крупные молекулы красителей или других веществ могут играть роль нано-адсорбента в водных растворах поверхностно-активных веществ (ПАВ) и, покрытые молекулами ПАВ, напоминают мицеллы с солюбилизатом. Такие мицеллоподобные частицы были названы протомицеллами (точнее, как в этой статье, – адсорбционными протомицеллами). Их образование не требует критической концентрации мицеллообразования (ККМ) и начинается сразу при введении ПАВ в раствор. В данном спектрофотометрическом исследовании нильского красного (НК) в водных растворах нонановой кислоты (НОК) впервые продемонстрирован случай, когда протомицеллы оказываются важнее мицелл. Показано, что солюбилизация НК как в домицеллярном, так и в мицеллярном растворе осуществляется через протомицеллы, а не мицеллы НОК. В теоретической части статьи на основе химического потенциала нано-адсорбента доказывается, что прибавление ПАВ к раствору всегда увеличивает растворимость нано-адсорбента. Рассмотрена зависимость адсорбции от кривизны поверхности нано-адсорбента и показано, что для искривленных поверхностей с большой точностью можно использовать уравнения адсорбции для плоских поверхностей.

Nile rednonanoic acidsurfactantmicellizationsolubilizationproto-micellesnano-adsorbentнильский красныйнонановая кислотаПАВмицеллообразованиесолюбилизацияпротомицеллынано-адсорбентРусанов А.И., Мовчан Т.Г., Плотникова Е.В. // Докл. РАН. Химия, науки о материалах. 2020. Т. 495. С. 60–65. https://doi.org/10.31857/S2686953520060126Rusanov A.I. // Colloids Surf., A. 2021. V. 629. P. 127453. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.127453Куни Ф.М., Русанов А.И. // Теор. Мат. Физ. 1970. Т. 2. С. 265–285.Zhu P.W., Napper D.H. // Colloids Surf., A. 1996. V. 113. P. 145–153. https://doi.org/10.1016/0927-7757(96)03520-0El-Ejmi A.A.S., Huglin M.B. // Eur. Polym. J. 1997. V. 33. P. 1281–1284. https://doi.org/10.1016/S0014-3057(96)00272-8Мовчан Т.Г., Русанов А.И., Плотникова Е.В. // Коллоид. журн. 2021. Т. 83. С. 335–343. https://doi.org/10.31857/S0023291221030125Мовчан Т.Г., Русанов А.И., Плотникова Е.В. // Коллоид. журн. 2021. Т. 83. С. 443–448. https://doi.org/10.31857/S0023291221040066Movchan T.G., Rusanov A.I., Plotnikova E.V. // Russ J. Org. Chem. 22. V. 92. № 10. P. 2023–2032. https://doi.org/10.1134/S1070363222100164Rusanov A.I., Movchan T.G., Plotnikova E.V. // Molecules. 2022. V. 27. P. 7667. https://doi.org/10.3390/molecules27227667Badban S., Hyde A.S., Phan C.M. // ACS Omega. 2017. V. 2. P. 5565–5573. https://doi.org/10.1021/acsomega.7b00960Tanford Ch. The hydrophobic effect. Micelles and biological membranes. New York: Wiley, 1973.Русанов А.И. Мицеллообразование в растворах поверхностно-активных веществ. СПб.: Химия, 1992.Rusanov A.I. Micellization in surfactant solutions. Harwood Academic Publishers: Reading, UK, 1996. 326 p. ISBN 90-5702-297-4.Русанов А.И., Щёкин А.К. Мицеллообразование в растворах поверхностно-активных веществ, 2-е изд., доп. СПб.: Лань, 2016. 612 с.Yalkowsky S.H., He Y., Jain P. Handbook of Aqueous Solubility Data. 2nd Ed. London: CRC Press, 2010. 1620 p.Селиванов Н.И., Самсонова Л.Г., Артюхов В.Я., Копылова Т.Н. // Изв. вузов. Физика. 2011. Т. 54. № 5. С. 85–90. https://doi.org/10.1007/s11182-011-9658-4Русанов А.И. // Коллоид. журн. 2021. Т. 83. С. 98–106.https://doi.org/10.31857/S0023291220060117Kurniasih I.N., Liang H.P., Mohr P.Ch., Khot G., Rabe J.P., Mohr A. // Langmuir. 2015. V. 31. P. 2639–2648. https://doi.org/10.1021/la504378m