Тонкий слой различных включений на поверхности

Тонкий слой различных включений на поверхности

Как мы знаем, что скорость переноса газа, пара и количества перемещения могут быть уменьшены ничтожными количествами поверхностно-активных субстанций (веществ). Это многоатомные молекулы, везде образующие узкий слой на поверхности жидкостей. Но вопрос об подлинной природе поверхностных образований океана остается открытым. Прошлые исследователи информировали о присутствии липоидов — молекул, в большинстве случаев имеющих 16 либо 18 атомов в гидрофобном хвосте, выталкиваемом из воды, и ионизированную гидрофильную головную часть, втягиваемую в воду. Эти вещества, обычным примером которых помогает обычное мыло, именуются «сухими» поверхностными образованиями, в силу того, что большинство их структуры выталкивается из воды. Сотрудник Английского национального океанографического университета Роберт Моррис сказал о том, что им в океане найдены такие липоидовые поверхностные образования, как углеводороды, стеролы, сложные эфиры, глицериды и фосфолипдиды.

Роберт И. Байер, сотрудник «Калспен корпорейшн» (бывшей Аэронавтической лаборатории Корнелла), понял, что липоиды редко видятся на поверхности океана (за исключением районов загрязнения, связанного с деятельностью человека), в то время как те поверхностные образования, которые мы именуем «мокрыми», обширно распространены. Это протеиновые вещества с долгими цепочками многоатомных молекул; они в основном гидрофильны, но торчат из воды потому, что у них имеются гидрофобные боковые цепочки атомов. По-видимому, возможно выяснить количественное соотношение мокрых и сухих поверхностных образований океана и распознать, изменяется ли оно при введении новых способов отбора проб.
Ясно, что непросто создать способ действенного взятия проб всех веществ, заключенных в микрометре поверхности океана, либо, грубо говоря, в верхней половине океана. Самый первый пробоотборник микрослоя, созданный Джоном М. Сибертом и Уильямом Гарреттом, является пластиной из нержавеющей стали, которую погружают перпендикулярно поверхности и потом протягивают на протяжении нее. Этой пластиной с поверхности практически планируют все молекулы с цепочками в 16 и более атомов углерода, но она может оказаться мало действенной при сборе более маленьких молекул. При ее помощи также планирует все водное и живое вещество, заключенное в пределах примерно 300-микрометрового приповерхностного слоя. «Пеносниматель», изобретенный сотрудником Скриппсовского океанографического университета Джорджем Р. Харви, представляет собой гидрофильный керамический цилиндр, медлительно вращаемый около горизонтальной оси, так что его дно как раз касается воды. Этот пеносниматель собирает целую (постоянную) пленку воды толщиной от 60 до 100 микрометров, которая снимается с него пластинкой, напоминающей автомобильный стеклоочиститель. Все эти классические пробоотборники микрослоя высоко действенны при сборе нейстона. Харви фактически интересовался лишь сбором этих специальных биотов; образцы, полученные при помощи пеноснимателя, бывают ярко-зелеными из-за водорослей, в то время как «глубокая» (на 10 сантиметров ниже поверхности) вода есть совсем прозрачной и яркой. Чтобы извлечь из забранной пеноснимателем пробы сухие поверхностные образования, ее в большинстве случаев обрабатывают хлороформом, растворяющим липоиды. К сожалению, хлороформ выщелачивает и липоиды, содержащиеся в присутствующих в пробе микробах, что искажает данные исследований.
Не так давно Байер изобрел поверхностный пробоотборник, в который нейстон не попадает. Он является адаптацией устройства, созданного много лет назад Ирвингом Лэнгмю-ром и Катариной Б. Блоджетт для снятия однослойных пленок с поверхности воды. Пробоотборник Байера-это германиевая пластинка в форме кассеты микроскопа с загнутыми финишами. В то время как она вытягивается в перпендикулярном положении из водного раствора, ею захватывается цельный слой всех поверхностных образований, которые могут в том месте находиться. Пластинка сделана из германия по причине того, что этот металл прозрачен для инфракрасного излучения. Пучок инфракрасных лучей, направленный с одного финиша кассеты, попадает в ловушку благодаря полному внутреннему отражению и выходит лишь с другого конца кассеты. При каждом отражении инфракрасная радиация попадает за германий примерно на одну длину волны в адсорбированную пленку молекул, поглощающую своеобразные волны определенной длины совершенно верно так же, как в инфракрасном спектрофотометре. Так, выходящий из кассеты пучок лучей несет в себе инфракрасную спектрограмму, соответствующую химическим соединениям адсорбированного слоя.
Еще один входящий в потребление коллектор микрослоя представляет собой легко громадную воронку, в первый раз использованную в качестве пробоотборника Моррисом при изучении им поверхностных образований. Воронку заполняют поверхностной водой и потом медлительно производят из нее эту воду. Нейстон уплывает вместе с водой, но поверхностная пленка прилипает к стенкам воронки. Потом пленку снимают, прополаскивая воронку растворителями, и подвергают хроматографическому анализу. Но, пока кто-нибудь не займется сопоставлением и тарировкой разнообразных пробоотборников, объяснения, по-
чему при различных способах отбора проб получаются столь непохожие результаты, получено не будет. Пробоотборник, новая идея которого высказывалась несколькими исследователями, но никем не была реализована, — это легко туалетная бумага, разматываемая на поверхности воды. Признанный высокоэффективным методом очистки водной поверхности в лабораторных условиях, этот «способ туалетной бумаги» возможно было бы применять при отборе проб с борта шлюпки даже при маленьком беспокойстве моря.
Молекулярные структуры мокрых поверхностных образований, которые Байер выявляет в собственных примерах, не являются так легендарными , как молекулярные структуры сухих поверхностных образований, изучающихся химиками — экспертами по поверхностным веществам уже в течении последовательности десятилетий. самые интенсивные изучения мокрых поверхностных образований имеют медицинский уклон и стали причиной изучению вопроса о том, как протеины денатурируются (дезактивируются при развертывании) на контакте с поверхностями. Потому, что при изучении мокрых поверхностных образований используются только примитивные способы, практически ничего не известно об их термодинамических, вязкостных либо электрокинетических особенностях. У нас, по существу, нет теоретического представления о том, как они воздействуют на процессы переноса через микрослой, не считая того, что мы можем быть уверены, что они очень сильно замедляют формы переноса. Но, по-видимому, мокрые поверхностные образования океана (как мы знаем, что это протеогликаны и гликопротеины) являются достаточно добрыми носителями (переносчиками) фосфатов, разнообразных органических молекул и редких ионов морской воды и тяжелых металлов. Так, они обусловливают концентрации механизма и существование улавливания чужеродных веществ на поверхности океана.

Добавить комментарий