www.wikidata.id-id.nina.az
Untuk kegunaan lain lihat Hidrofobia Dalam kimia hidrofobisitas adalah sifat fisik dari suatu molekul disebut sebagai molekul hidrofobik yang tampaknya ditolak dari massa air 1 Sebenarnya tidak ada kekuatan tolakan yang terlibat hal ini disebabkan karena tidak adanya daya tarik Sebaliknya hidrofilik merupakan senyawa yang tertarik pada air Tetesan air pada permukaan hidrofobik rumputMolekul hidrofobik cenderung nonpolar dan dengan demikian lebih memilih molekul netral dan pelarut nonpolar lainnya Karena molekul air bersifat polar hidrofobik tidak larut baik di antara mereka Molekul hidrofobik dalam air sering berkumpul bersama membentuk misel Air pada permukaan hidrofobik akan menunjukkan sudut kontak yang tinggi Contoh molekul hidrofobik meliputi alkana minyak lemak dan zat berminyak pada umumnya Bahan hidrofobik digunakan untuk pengangkatan minyak dari air pengelolaan tumpahan minyak dan proses pemisahan kimia untuk menghilangkan zat non polar dari senyawa polar 2 Hidrofobik sering digunakan secara bergantian dengan lipofilik suka lemak Namun kedua istilah tersebut tidak sama artinya Sementara zat hidrofobik biasanya bersifat lipofilik ada pengecualian seperti silikon dan fluorokarbon Istilah hidrofob berasal dari bahasa Yunani Kuno ὑdrofobos memiliki ketakutan terhadap air dibangun dari kata ὕdwr air dan fobos takut 3 Daftar isi 1 Latar belakang 2 Superhidrofobisitas 2 1 Teori 3 Riset dan pengembangan 3 1 Aplikasi potensial 4 Lihat pula 5 ReferensiLatar belakang SuntingInteraksi hidrofobik sebagian besar merupakan efek entropik yang berasal dari terganggunya ikatan hidrogen yang sangat dinamis antara molekul air cair oleh zat terlarut nonpolar yang membentuk struktur clathrate di sekitar molekul non polar Struktur ini terbentuk lebih tinggi daripada molekul air bebas karena molekul air mengatur dirinya untuk berinteraksi semaksimal mungkin dengan dirinya sendiri dan dengan demikian menghasilkan keadaan entropik yang lebih tinggi yang menyebabkan molekul non polar berkumpul bersama untuk mengurangi luas permukaan yang terkena air serta mengurangi entropi sistem 4 5 Jadi dua fasa tak bercampur hidrofilik vs hidrofobik akan berubah sehingga daerah antarmuka yang sesuai akan menjadi minimal Efek ini dapat divisualisasikan dalam fenomena yang disebut perpisahan fasa Superhidrofobisitas SuntingArtikel utama Superhidrofobik nbsp Tetesan air pada daun tanaman Teratai Permukaan superhidrofobik seperti daun tanaman teratai adalah tanaman yang sangat sulit untuk dibasahi Sudut kontak tetesan air melebihi 150 6 Ini disebut sebagai efek Lotus dan terutama merupakan sifat fisik yang terkait dengan tegangan permukaan bukan sifat kimia Teori Sunting Pada tahun 1805 Thomas Young mendefinisikan sudut kontak 8 dengan menganalisis gaya yang bekerja pada tetesan cairan yang bertumpu pada permukaan padat yang dikelilingi oleh gas 7 g SG g SL g LG cos 8 displaystyle gamma text SG gamma text SL gamma text LG cos theta nbsp dimana g SG displaystyle gamma text SG nbsp Tegangan permukaan antara padat dan gas g SL displaystyle gamma text SL nbsp Tegangan permukaan antara padat dan cair g LG displaystyle gamma text LG nbsp Tegangan permukaan antara cair dan gas8 dapat diukur menggunakan goniometer sudut kontak nbsp Tetesan yang menempel pada permukaan padat dan dikelilingi oleh bentuk gas merupakan sudut kontak karakteristik 8 Jika permukaan padat kasar dan cairannya berhubungan intim dengan asperities padat tetesannya berada dalam keadaan Wenzel Jika cairan berada di puncak asperities ada dalam keadaan Cassie Baxter Wenzel menentukan bahwa saat cairan berhubungan intim dengan permukaan mikro 8 akan berubah menjadi 8W cos 8 W r cos 8 displaystyle cos theta W r cos theta nbsp dd dimana r adalah rasio luas sebenarnya ke daerah yang diproyeksikan 8 Persamaan Wenzel menunjukkan bahwa struktur mikro suatu permukaan menguatkan kecenderungan alami permukaan Permukaan hidrofobik yang memiliki sudut kontak asli lebih besar dari 90 menjadi lebih hidrofobik bila mikrostruktur sudut kontak barunya menjadi lebih besar dari aslinya Namun permukaan hidrofilik yang memiliki sudut kontak asli kurang dari 90 menjadi lebih hidrofilik bila dibuat mikro sudut kontak barunya menjadi lebih kecil dari aslinya 9 Cassie dan Baxter menemukan bahwa jika cairan tersuspensi di puncak mikrostruktur 8 akan berubah menjadi 8CB cos 8 CB f cos 8 1 1 displaystyle cos theta text CB varphi cos theta 1 1 nbsp dimana f adalah luas fraksi padat yang menyentuh cairan 10 Cairan dalam keadaan Cassie Baxter lebih bergerak daripada dalam keadaan Wenzel Kita dapat memprediksi apakah keadaan Wenzel atau Cassie Baxter yang harus ada dengan menghitung sudut kontak baru dengan kedua persamaan Dengan meminimalkan argumen energi bebas hubungan yang memperkirakan bahwa sudut kontak kontak yang lebih kecil adalah keadaan yang paling mungkin ada Dinyatakan dalam istilah matematis agar keadaan Cassie Baxter ada ketidaksetaraan berikut pasti benar 11 cos 8 gt f 1 r f displaystyle cos theta gt frac varphi 1 r varphi nbsp Kriteria alternatif baru baru ini untuk keadaan Cassie Baxter menegaskan bahwa keadaan Cassie Baxter ada saat 2 kriteria berikut terpenuhi 1 Gaya kontak garis mengatasi kekuatan badan dari berat tetesan yang tidak didukung dan 2 Mikrostrukturnya cukup tinggi untuk mencegah cairan yang menjembatani mikrostruktur untuk menyentuh dasar mikrostruktur 12 Kriteria baru untuk beralih antara keadaan Wenzel dan Cassie Baxter telah dikembangkan baru baru ini berdasarkan kekasaran permukaan dan energi permukaan 13 Kriteria tersebut berfokus pada kemampuan perangkap udara di bawah tetesan cairan pada permukaan kasar yang dapat mengetahui apakah model Wenzel atau model Cassie Baxter harus digunakan untuk kombinasi kekasaran permukaan dan energi tertentu Sudut kontak adalah ukuran hidrofobisitas statis dan histeresis sudut kontak dan sudut geser adalah ukuran dinamis Sudut kontak histeresis adalah fenomena yang mencirikan heterogenitas permukaan 14 Bila pipet menyuntikkan cairan ke padatan cairan akan membentuk beberapa sudut kontak Saat pipet menyuntikkan lebih banyak cairan tetesan akan meningkat dalam volume sudut kontak akan meningkat namun batas tiga fasa akan tetap diam sampai tiba tiba maju ke luar Riset dan pengembangan Sunting source source source source source source Tetesan air bergulir di atas permukaan hidrofobik yang miring Dettre dan Johnson menemukan pada tahun 1964 bahwa fenomena superhidrofobik efek Lotus terkait dengan permukaan hidrofobik yang kasar dan mereka mengembangkan model teoretis berdasarkan eksperimen dengan manik manik kaca yang dilapisi dengan parafin atau telomer TFE Sifat pembersihan diri dari permukaan mikro nanostruktur superhidrofobik dilaporkan terjadi pada tahun 1977 15 Perfluoroalkil perfluoropolieter dan RF plasma membentuk bahan superhidrofobik dikembangkan digunakan untuk electrowetting dan dikomersialkan untuk aplikasi bio medis antara tahun 1986 dan 1995 16 17 18 19 Teknologi dan aplikasi lain telah muncul sejak pertengahan tahun 1990 an 20 Komposisi hirarkis superhidrofobik tahan lama diterapkan dalam satu atau dua langkah diungkapkan pada tahun 2002 yang terdiri dari partikel berukuran nano 100 nanometer yang melapisi permukaan yang memiliki fitur berukuran mikrometer atau partikel 100 mikrometer Partikel yang lebih besar diamati untuk melindungi partikel yang lebih kecil dari abrasi mekanis 21 Aplikasi potensial Sunting Semen hidrofobik telah dipasarkan selama beberapa dekade Penelitian terbaru yang aktif tentang bahan superhidrofobik pada akhirnya dapat menyebabkan aplikasi industri lebih banyak Misalnya rutinitas dan oleh sederhana pelapis kain katun dengan partikel silika 22 atau titania 23 dengan teknik sol gel telah dilaporkan yang melindungi kain dari sinar UV dan membuatnya superhidrofobik Juga rutinitas yang efisien telah dilaporkan untuk membuat polietilena superhidrofobik dan dengan demikian membersihkan diri 24 99 kotoran yang terserap pada permukaan seperti itu mudah dicuci Lihat pula SuntingAmfifil Hidrofilik Deterjen Polaritas FosfolipidReferensi Sunting Aryeh Ben Na im Hydrophobic Interaction Plenum Press New York ISBN 0 306 40222 X Akhavan B Jarvis K Majewski P November 2013 Hydrophobic Plasma Polymer Coated Silica Particles for Petroleum Hydrocarbon Removal ACS Appl Mater Interfaces 5 17 8563 8571 doi 10 1021 am4020154 PMID 23942510 Liddell H G amp Scott R 1940 A Greek English Lexicon revised and augmented throughout by Sir Henry Stuart Jones with the assistance of Roderick McKenzie Oxford Clarendon Press Garrett Reginald Grisham Charles January 5 2012 Biochemistry Cengage Learning hlm 31 35 ISBN 978 1133106296 Silverstein TP 1998 The Real Reason Why Oil and Water Don t Mix PDF Journal of Chemical Education 75 116 346 doi 10 1021 ed075p116 Diakses tanggal 9 December 2011 Wang S Jiang L 2007 Definition of superhydrophobic states Advanced Materials 19 21 3423 3424 doi 10 1002 adma 200700934 Young T 1805 An Essay on the Cohesion of Fluids Phil Trans R Soc Lond 95 65 87 doi 10 1098 rstl 1805 0005 Wenzel RN 1936 Resistance of Solid Surfaces to Wetting by Water Ind Eng Chem 28 8 988 994 doi 10 1021 ie50320a024 de Gennes Pierre Gilles 2004 Capillarity and Wetting Phenomena ISBN 0 387 00592 7 Baxter AB Cassie S 1944 Wettability of Porous Surfaces Trans Faraday Soc 40 546 551 doi 10 1039 tf9444000546 Quere D 2005 Non sticking Drops Reports on Progress in Physics 68 11 2495 2532 Bibcode 2005RPPh 68 2495Q doi 10 1088 0034 4885 68 11 R01 Extrand CW 2005 Modeling of ultralyophobicity Suspension of liquid drops by a single asperity Langmuir 21 23 10370 10374 doi 10 1021 la0513050 PMID 16262294 Zhang YL Sundararajan S 2008 Superhydrophobic engineering surfaces with tunable air trapping ability Journal of Micromechanics and Microengineering 18 3 035024 Bibcode 2008JMiMi 18c5024Z doi 10 1088 0960 1317 18 3 035024 Johnson RE Dettre RH 1964 Contact Angle Hysteresis J Phys Chem 68 7 1744 1750 doi 10 1021 j100789a012 Barthlott Wilhelm Ehler Nesta 1977 Raster Elektronenmikroskopie der Epidermis Oberflachen von Spermatophyten Tropische und subtropische Pflanzenwelt dalam bahasa German hlm 110 ISBN 978 3 515 02620 8 Pemeliharaan CS1 Bahasa yang tidak diketahui link J Brown US Patent 4 911 782 J Brown US Patent 5 200 152 National Science Foundation Stopped Flow Cytometer J Brown US Patent 5 853 894 Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017 01 22 Diakses tanggal 2017 06 30 Barthlott Wilhelm C Neinhuis 1997 The purity of sacred lotus or escape from contamination in biological surfaces Planta 202 1 8 doi 10 1007 s004250050096 J Brown US Patent 6 767 587 Xue CH Jia ST Zhang LQ Chen HZ Wang M 1 July 2008 Preparation of superhydrophobic surfaces on cotton textiles Science and Technology of Advanced Materials 9 3 035008 doi 10 1088 1468 6996 9 3 035008 Xue CH Jai ST Chen HZ Wang H 1 July 2008 Superhydrophobic cotton fabrics prepared by sol gel coating of TiO and surface hydrophobization Science and Technology of Advanced Materials 9 3 035001 doi 10 1088 1468 6996 9 3 035001 Yuan Z Chen H Zhang J Zhao D Liu Y Zhou X Li S Shi P Tang J Chen X 1 December 2008 Preparation and characterization of self cleaning stable superhydrophobic linear low density polyethylene Science and Technology of Advanced Materials 9 4 045007 doi 10 1088 1468 6996 9 4 045007 Diperoleh dari https id wikipedia org w index php title Hidrofobik amp oldid 23688489