Yoshimura và cộng sự.đã nghiên cứu cmc của các chất hoạt động bề mặt gemini dựa trên axit amin có nguồn gốc từ cysteine ​​và cho thấy rằng cmc giảm khi chiều dài chuỗi carbon trong chuỗi kỵ nước tăng từ 10 lên 12. Việc tăng thêm chiều dài chuỗi carbon lên 14 dẫn đến tăng cmc, đã xác nhận rằng các chất hoạt động bề mặt chuỗi dài của Gemini có xu hướng tổng hợp thấp hơn.

 

Faustino et al.đã báo cáo sự hình thành các mixen hỗn hợp trong dung dịch nước của chất hoạt động bề mặt anion gemini dựa trên cystine.Chất hoạt động bề mặt gemini cũng được so sánh với chất hoạt động bề mặt monome thông thường tương ứng (C 8 Cys).Các giá trị cmc của hỗn hợp chất hoạt động bề mặt lipid được báo cáo là thấp hơn so với các chất hoạt động bề mặt nguyên chất.chất hoạt động bề mặt gemini và 1,2-diheptanoyl-sn-glyceryl-3-phosphocholine, một loại phospholipid hòa tan trong nước, tạo micelle, có cmc ở mức milimol.

 

Shrestha và Aramaki đã nghiên cứu sự hình thành các mixen giống như giun nhớt trong dung dịch nước của hỗn hợp chất hoạt động bề mặt anion-không ion dựa trên axit amin khi không có muối phụ gia.Trong nghiên cứu này, N-dodecyl glutamate được phát hiện có nhiệt độ Krafft cao hơn;tuy nhiên, khi được trung hòa với axit amin cơ bản L-lysine, nó tạo ra các mixen và dung dịch bắt đầu hoạt động giống như chất lỏng Newton ở 25 °C.

 

6.2 Độ hòa tan trong nước tốt

Khả năng hòa tan trong nước tốt của AAS là do sự có mặt của các liên kết CO-NH bổ sung.Điều này làm cho AAS có khả năng phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường hơn so với các chất hoạt động bề mặt thông thường tương ứng.Khả năng hòa tan trong nước của axit N-acyl-L-glutamic thậm chí còn tốt hơn do có 2 nhóm cacboxyl.Khả năng hòa tan trong nước của Cn(CA)2 cũng tốt do có 2 nhóm ion arginine trong 1 phân tử nên khả năng hấp phụ và khuếch tán tại bề mặt tế bào hiệu quả hơn và thậm chí ức chế vi khuẩn hiệu quả ở nồng độ thấp hơn.

 

6.3 Nhiệt độ Krafft và điểm Krafft

Nhiệt độ Krafft có thể được hiểu là hành vi hòa tan cụ thể của chất hoạt động bề mặt có độ hòa tan tăng mạnh trên một nhiệt độ cụ thể.Chất hoạt động bề mặt ion có xu hướng tạo ra hydrat rắn, có thể kết tủa ra khỏi nước.Ở một nhiệt độ cụ thể (được gọi là nhiệt độ Krafft), người ta thường quan sát thấy sự gia tăng đáng kể và không liên tục về độ hòa tan của chất hoạt động bề mặt.Điểm Krafft của chất hoạt động bề mặt ion là nhiệt độ Krafft của nó ở cmc.

 

Đặc tính hòa tan này thường thấy đối với các chất hoạt động bề mặt ion và có thể được giải thích như sau: độ hòa tan của monome không chứa chất hoạt động bề mặt bị giới hạn dưới nhiệt độ Krafft cho đến khi đạt đến điểm Krafft, tại đó độ hòa tan của nó tăng dần do sự hình thành micelle.Để đảm bảo khả năng hòa tan hoàn toàn, cần chuẩn bị các công thức chất hoạt động bề mặt ở nhiệt độ trên điểm Krafft.

 

Nhiệt độ Krafft của AAS đã được nghiên cứu và so sánh với nhiệt độ của các chất hoạt động bề mặt tổng hợp thông thường. Shrestha và Aramaki đã nghiên cứu nhiệt độ Krafft của AAS dựa trên arginine và nhận thấy rằng nồng độ micelle tới hạn thể hiện hành vi tập hợp ở dạng tiền mixen trên 2-5 ×10-6 mol-L -1 sau đó là sự hình thành micelle bình thường ( Ohta và cộng sự đã tổng hợp sáu loại N-hexadecanoyl AAS khác nhau và thảo luận về mối quan hệ giữa nhiệt độ Krafft và dư lượng axit amin của chúng.

 

Trong các thí nghiệm, người ta thấy rằng nhiệt độ Krafft của N-hexadecanoyl AAS tăng khi giảm kích thước của gốc axit amin (ngoại trừ phenylalanine), trong khi nhiệt hòa tan (hấp thụ nhiệt) tăng khi giảm kích thước của gốc axit amin (với ngoại trừ glycine và phenylalanine).Người ta đã kết luận rằng trong cả hai hệ thống alanine và phenylalanine, tương tác DL mạnh hơn tương tác LL ở dạng rắn của muối N-hexadecanoyl AAS.

 

Brito et al.đã xác định nhiệt độ Krafft của ba loạt chất hoạt động bề mặt dựa trên axit amin mới bằng cách sử dụng phép đo vi nhiệt lượng quét vi sai và nhận thấy rằng việc thay đổi ion trifluoroacetate thành ion iodua dẫn đến sự gia tăng đáng kể nhiệt độ Krafft (khoảng 6 °C), từ 47 °C lên 53 ° C.Sự hiện diện của các liên kết đôi cis và sự không bão hòa có trong các dẫn xuất Ser chuỗi dài dẫn đến nhiệt độ Krafft giảm đáng kể.n-Dodecyl glutamate được báo cáo là có nhiệt độ Krafft cao hơn.Tuy nhiên, quá trình trung hòa với axit amin cơ bản L-lysine dẫn đến sự hình thành các mixen trong dung dịch hoạt động giống như chất lỏng Newton ở 25 °C.

 

6.4 Sức căng bề mặt

Sức căng bề mặt của chất hoạt động bề mặt có liên quan đến chiều dài chuỗi của phần kỵ nước.Trương và cộng sự.xác định sức căng bề mặt của natri cocoyl glycinat bằng phương pháp tấm Wilhelmy (25±0,2)°C và xác định được giá trị sức căng bề mặt tại cmc là 33 mN-m -1 , cmc là 0,21 mmol-L -1.Yoshimura và cộng sự.xác định sức căng bề mặt của axit amin loại 2C n Cys dựa trên sức căng bề mặt của các chất hoạt động bề mặt loại 2C n Cys.Người ta thấy rằng sức căng bề mặt ở cmc giảm khi chiều dài chuỗi tăng (cho đến n = 8), trong khi xu hướng này bị đảo ngược đối với các chất hoạt động bề mặt có n = 12 hoặc chiều dài chuỗi dài hơn.

 

Ảnh hưởng của CaC1 2 đến sức căng bề mặt của chất hoạt động bề mặt dựa trên axit amin dicarboxyl hóa cũng đã được nghiên cứu.Trong các nghiên cứu này, CaC1 2 đã được thêm vào dung dịch nước của ba chất hoạt động bề mặt loại axit amin dicarboxyl hóa (C12 MalNa 2, C12 AspNa 2 và C12 GluNa 2).Các giá trị ổn định sau cmc được so sánh và người ta thấy rằng sức căng bề mặt giảm ở nồng độ CaC1 2 rất thấp.Điều này là do ảnh hưởng của các ion canxi đến sự sắp xếp của chất hoạt động bề mặt tại giao diện khí-nước.Mặt khác, sức căng bề mặt của muối N-dodecylaminomalonate và N-dodecylaspartate cũng hầu như không đổi cho đến nồng độ 10 mmol-L -1 CaC1 2 .Trên 10 mmol-L -1, sức căng bề mặt tăng mạnh do sự hình thành kết tủa muối canxi của chất hoạt động bề mặt.Đối với muối dinatri của N-dodecyl glutamate, việc bổ sung vừa phải CaC1 2 dẫn đến giảm đáng kể sức căng bề mặt, trong khi việc tiếp tục tăng nồng độ CaC1 2 không còn gây ra những thay đổi đáng kể.

Để xác định động học hấp phụ của AAS loại gemini ở giao diện khí-nước, sức căng bề mặt động được xác định bằng phương pháp áp suất bong bóng tối đa.Kết quả cho thấy trong thời gian thử nghiệm dài nhất, sức căng bề mặt động 2C 12 Cys không thay đổi.Sự giảm sức căng bề mặt động chỉ phụ thuộc vào nồng độ, độ dài của đuôi kỵ nước và số lượng đuôi kỵ nước.Tăng nồng độ chất hoạt động bề mặt, giảm chiều dài chuỗi cũng như số lượng chuỗi dẫn đến sự phân rã nhanh hơn.Các kết quả thu được đối với nồng độ C n Cys cao hơn (n = 8 đến 12) được phát hiện là rất gần với γ cmc được đo bằng phương pháp Wilhelmy.

 

Trong một nghiên cứu khác, sức căng bề mặt động của natri dilauryl cystine (SDLC) và natri didecamino cystine được xác định bằng phương pháp tấm Wilhelmy, và ngoài ra, sức căng bề mặt cân bằng của dung dịch nước của chúng được xác định bằng phương pháp thể tích giọt.Phản ứng của các liên kết disulfide cũng được nghiên cứu thêm bằng các phương pháp khác.Việc bổ sung mercaptoethanol vào dung dịch 0,1 mmol-L -1SDLC dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng sức căng bề mặt từ 34 mN-m -1 lên 53 mN-m -1.Vì NaClO có thể oxy hóa các liên kết disulfua của SDLC thành các nhóm axit sulfonic, nên không quan sát thấy sự kết tụ nào khi thêm NaClO (5 mmol-L -1 ) vào dung dịch SDLC 0,1 mmol-L -1.Kết quả kính hiển vi điện tử truyền qua và tán xạ ánh sáng động cho thấy không có tập hợp nào được hình thành trong dung dịch.Sức căng bề mặt của SDLC được phát hiện là tăng từ 34 mN-m -1 lên 60 mN-m -1 trong khoảng thời gian 20 phút.

 

6.5 Tương tác bề mặt nhị phân

Trong khoa học sự sống, một số nhóm đã nghiên cứu các đặc tính rung động của hỗn hợp AAS cation (chất hoạt động bề mặt dựa trên diacylglycerol arginine) và phospholipid ở giao diện khí-nước, cuối cùng kết luận rằng đặc tính không lý tưởng này gây ra sự phổ biến của tương tác tĩnh điện.

 

6.6 Thuộc tính tập hợp

Tán xạ ánh sáng động thường được sử dụng để xác định tính chất tập hợp của các monome gốc axit amin và chất hoạt động bề mặt gemini ở nồng độ trên cmc, tạo ra đường kính thủy động học rõ ràng DH (= 2R H ).Các tập hợp được hình thành bởi C n Cys và 2Cn Cys tương đối lớn và có quy mô phân bố rộng so với các chất hoạt động bề mặt khác.Tất cả các chất hoạt động bề mặt ngoại trừ 2C 12 Cys thường hình thành các tập hợp có kích thước khoảng 10 nm.kích thước micelle của chất hoạt động bề mặt gemini lớn hơn đáng kể so với kích thước của các đối tác đơn phân của chúng.Sự gia tăng chiều dài chuỗi hydrocarbon cũng dẫn đến sự gia tăng kích thước mixen.ohta và cộng sự.đã mô tả các đặc tính kết tụ của ba đồng phân lập thể khác nhau của N-dodecyl-phenyl-alanyl-phenyl-alanine tetramethylammonium trong dung dịch nước và chỉ ra rằng các đồng phân không đối quang có cùng nồng độ kết tụ tới hạn trong dung dịch nước.Iwahashi và cộng sự.được nghiên cứu bằng phương pháp lưỡng sắc vòng, NMR và phép đo thẩm thấu áp suất hơi Sự hình thành các tập hợp bất đối của axit N-dodecanoyl-L-glutamic, N-dodecanoyl-L-valine và các este metyl của chúng trong các dung môi khác nhau (như tetrahydrofuran, acetonitril, 1,4 -dioxan và 1,2-dicloetan) có đặc tính quay được khảo sát bằng phương pháp lưỡng sắc vòng, NMR và thẩm thấu áp suất hơi.

 

6.7 Hấp phụ bề mặt

Sự hấp phụ liên vùng của các chất hoạt động bề mặt gốc axit amin và so sánh nó với các chất tương tự thông thường cũng là một trong những hướng nghiên cứu.Ví dụ, đặc tính hấp phụ bề mặt của este dodecyl của axit amin thơm thu được từ LET và LEP đã được nghiên cứu.Kết quả cho thấy LET và LEP thể hiện diện tích bề mặt tiếp xúc thấp hơn tại bề mặt tiếp xúc khí-lỏng và tại bề mặt tiếp xúc nước/hexan tương ứng.

 

Biên giới và cộng sự.đã nghiên cứu hành vi dung dịch và sự hấp phụ tại giao diện khí-nước của ba chất hoạt động bề mặt axit amin dicarboxyl hóa, muối dinatri của dodecyl glutamate, dodecyl aspartate và aminomalonate (với 3, 2 và 1 nguyên tử carbon giữa hai nhóm carboxyl, tương ứng).Theo báo cáo này, cmc của chất hoạt động bề mặt dicarboxyl hóa cao hơn 4-5 lần so với muối dodecyl glycine monocarboxyl hóa.Điều này được cho là do sự hình thành các liên kết hydro giữa các chất hoạt động bề mặt dicarboxyl hóa và các phân tử lân cận thông qua các nhóm amit trong đó.

 

6.8 Hành vi pha

Các pha lập phương không liên tục đẳng hướng được quan sát thấy đối với chất hoạt động bề mặt ở nồng độ rất cao.Các phân tử chất hoạt động bề mặt với các nhóm đầu rất lớn có xu hướng hình thành các tập hợp có độ cong dương nhỏ hơn.Marques et al.đã nghiên cứu hành vi pha của hệ thống 12Lys12/12Ser và 8Lys8/16Ser (xem Hình 10) và kết quả cho thấy hệ thống 12Lys12/12Ser có vùng phân tách pha giữa vùng dung dịch micellar và dạng túi, trong khi hệ thống 8Lys8/16Ser Hệ thống 8Lys8/16Ser thể hiện sự chuyển tiếp liên tục (vùng pha micellar kéo dài giữa vùng pha micellar nhỏ và vùng pha túi).Cần lưu ý rằng đối với vùng túi của hệ thống 12Lys12/12Ser, túi luôn cùng tồn tại với mixen, trong khi vùng túi của hệ thống 8Lys8/16Ser chỉ có túi.