Hydrophobic là gì? Ứng dụng của chất kỵ nước như thế nào?
Trong lĩnh vực khoa học vật liệu và công nghệ hiện đại, thuật ngữ hydrophobic ngày càng được nhắc đến nhiều, đặc biệt trong các sản phẩm chống nước như: đồng hồ, kính, sơn phủ hoặc quần áo thể thao. Vậy hydrophobic là gì? Bài viết dưới đây của Bệnh Viện Đồng Hồ JSC sẽ giúp bạn hiểu rõ khái niệm hydrophobic là gì và tính chất cũng như ứng dụng thực tế trong đời sống.
Hydrophobic là gì?
Hydrophobic có thể hiểu là “kỵ nước” hoặc “không ưa nước”, thuật ngữ này dùng để chỉ các chất không có khả năng hòa tan hoặc tương tác với nước trong hóa học. Trong đó:
-
Hydro-: có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp, có nghĩa là “nước”.
-
-phobic: cũng từ tiếng Hy Lạp, có nghĩa là “sợ hãi” hoặc “kỵ”.
Hydrophobic là thuật ngữ chỉ các chất không có khả năng hòa tan với nước
Tính chất của chất kỵ nước là gì?
Chất kỵ nước thường là các phân tử không phân cực, không có khả năng tạo liên kết hydro với phân tử nước, dẫn đến việc chúng không hòa tan trong nước. Khi các phân tử này được thêm vào nước, chúng có xu hướng tập hợp lại với nhau, tạo thành các cụm hoặc lớp riêng biệt, tách biệt với pha nước. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng kỵ nước, đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh học và hóa học, như gấp cuộn protein và cấu trúc màng tế bào.
Ví dụ thực tiễn về chất kỵ nước như sau:
-
Hòa tan muối trong nước: Muối (NaCl) là chất ưa nước, khi thêm vào nước, nó sẽ hòa tan do có khả năng tạo liên kết ion với phân tử nước.
-
Hiện tượng phân lớp giữa dầu và nước: Khi dầu được thêm vào nước, chúng không hòa tan và tạo thành hai lớp riêng biệt, minh họa cho tính chất kỵ nước.
Hiện tượng phân lớp giữ dầu và nước do có dầu có chất kỵ nước
Các cấp độ chống thấm nước
Các cấp độ chống nước có thể được phân chia thành các nhóm dựa trên khả năng ngăn cản nước và các chất lỏng khác thấm vào bề mặt như sau:
-
Hydrophobic (kỵ nước): Bề mặt hydrophobic có góc tiếp xúc với nước lớn hơn 90°. Nước sẽ không lan ra trên bề mặt mà thay vào đó tạo thành các giọt tròn, không thấm vào bề mặt.
-
Superhydrophobic (siêu kỵ nước): Bề mặt có góc tiếp xúc với nước rất lớn, thường trên 150°, giúp tăng diện tích bề mặt và tạo ra các “hạt” nước rất nhỏ. Sự kết hợp này khiến nước không thể bám lên bề mặt và tự lăn ra ngoài. Đây là hiện tượng xảy ra tự nhiên trong các loài thực vật như lá sen.
Cấp độ chống thấm nước Superhydrophobic (siêu kỵ nước) trên lá sen
Ứng dụng của chất kỵ nước trong đời sống
Chất kỵ nước (hydrophobic) có nhiều ứng dụng trong đời sống và các ngành công nghiệp, nhờ vào khả năng ngăn cản nước thấm qua hoặc bám vào bề mặt. Dưới đây là một số ứng dụng nổi bật của chất kỵ nước:
Trong sản xuất vải và quần áo chống thấm nước
Các chất kỵ nước được sử dụng để làm cho vải có khả năng chống thấm nước, giúp người mặc giữ khô ráo trong điều kiện thời tiết ẩm ướt. Vải được xử lý bằng lớp phủ hydrophobic giúp nước không thấm vào mà tạo thành giọt, giữ cho người mặc không bị ướt. Cụ thể được ứng dụng trong quần áo thể thao, đồ bảo vệ ngoài trời, áo khoác chống thấm nước…
Trong ngành công nghệ chế tác đồng hồ
Các lớp phủ kỵ nước được áp dụng lên mặt kính đồng hồ giúp giảm tình trạng phản chiếu ánh sáng và mờ đục, ngăn chặn nước tạo ra bề mặt kính trong suốt, dễ nhìn và không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng mạnh. Lớp phủ Hydrophobic lên vỏ giúp giảm khả năng thấm nước vào bên trong để bảo vệ các bộ phận cơ khí và điện tử, đặc biệt trong môi trường ẩm ướt hoặc khi tiếp xúc với mưa.
Dây đồng hồ, đặc biệt là dây da hoặc dây vải, thường được xử lý bằng chất kỵ nước để ngăn mồ hôi và nước thấm vào, bảo vệ dây khỏi mục nát và duy trì độ bền. Đối với dây cao su hoặc silicon, việc sử dụng chất kỵ nước giúp tránh thấm nước và duy trì chất lượng, đặc biệt trong môi trường thể thao hoặc hoạt động ngoài trời.
Lớp phủ kỵ nước trên mặt kính đồng hồ ngăn chặn nước hoặc mồ hôi trên bề mặt kính trong suốt
Lớp phủ hydrophobic trong ngành công nghiệp
Chất kỵ nước được sử dụng trong các lớp phủ bảo vệ cho ô tô, đồ gia dụng và các bề mặt khác để ngăn nước và bụi bẩn bám vào, giúp bề mặt dễ dàng lau chùi và bảo vệ lâu dài. Ứng dụng lớp phủ hydrophobic trong xây dựng trên các vật liệu như: gạch, bê tông, gỗ giúp bảo vệ bề mặt khỏi sự xâm nhập của nước, làm tăng độ bền và tuổi thọ của công trình.
Ứng dụng trong y tế
Chất kỵ nước có thể được sử dụng để tạo ra các bề mặt hạn chế vi khuẩn bám vào, giúp giảm thiểu sự lây lan của mầm bệnh. Lớp phủ kỵ nước cũng giúp cho các dụng cụ y tế dễ dàng vệ sinh và bảo dưỡng. Một số băng gạc y tế sử dụng chất kỵ nước để giúp bề mặt chống thấm nước và duy trì độ ẩm, tạo môi trường tốt để vết thương lành lại.
Ứng dụng trong ngành thực phẩm
Bao bì thực phẩm được xử lý với chất kỵ nước để giữ cho thực phẩm không bị ướt, giúp bảo quản thực phẩm lâu dài và giữ chất lượng tốt hơn. Các dụng cụ nấu ăn sử dụng chất kỵ nước giúp ngăn ngừa sự thấm nước trong quá trình chế biến thực phẩm, đảm bảo vệ sinh và hiệu quả trong sản xuất.
Lời kết
Như vậy, qua bài viết trên của Bệnh Viện Đồng Hồ JSC giúp bạn hiểu rõ hơn về hydrophobic là gì. Chất kỵ nước (hydrophobic) đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bề mặt khỏi bị thấm nước, mồ hôi và các yếu tố môi trường khác, giúp tăng cường độ bền và tuổi thọ của sản phẩm.
