肥皂在油/水界面上的自推进现象及其与pH值的关系

《Langmuir》：Self-Propulsion of a Soap at an Oil/Aqueous Interface Depending on pH

钠油酸（OleNa）磁盘在油/水界面自驱动运动随pH变化呈现三种模式：pH3.0-6.0单向运动，pH8.0-9.0倒向运动，pH11.0-12.0无运动。pH8.0时界面张力与接触角同步振荡，运动机制与OleNa质子化/去质子化平衡（pKa）、两相分布比例及驱动力相关，表明自驱动模式由能量源分子特性（pKa、界面张力、吸附/解吸行为）决定。

　　

在环形通道中制备的油/水界面上，研究了一种自推进的油酸钠（OleNa）圆盘，以观察其自推进的特性。当水相的pH值发生变化时，观察到三种不同的运动模式：在3.0 ≤ pH ≤ 6.0范围内为单向运动；在8.0 ≤ pH ≤ 9.0范围内为带有反转的运动；而在11.0 ≤ pH ≤ 12.0范围内则没有运动。在pH = 8.0时，界面张力和液滴的接触角会同时发生振荡。本文探讨了这三种运动模式的机制，考虑了质子化与去质子化油酸之间的酸度常数（pK_a）、它们在油相和水相中的分布比例以及运动的驱动力。研究表明，自推进的模式由能量源分子的性质决定，具体来说包括其pK_a值、界面张力，以及质子化与去质子化油酸分子在界面上的吸附/解吸过程。