Surfaktant – budowa, właściwości, zastosowanie i rola

Surfaktant (ang. Surface Active Agent) jest substancją powierzchniowo czynną. To związek chemiczny, który posiada zdolność zmieniania właściwości powierzchniowych cieczy, w której jest rozpuszczony.

Surfaktanty to substancje o unikalnej budowie, które charakteryzują się dużą funkcjonalnością. Są wykorzystywane zarówno w przemyśle, jak i w życiu codziennym. Nazywane są również tenzydami.

Substancje występują również w płucach (surfaktant płucny), gdzie są odpowiedzialne za zmniejszanie napięcia pęcherzyków płucnych.

Surfaktanty mają unikalną budowę, w swojej strukturze zawierają bowiem dwa skrajnie różne obszary: hydrofilową „głowę” i niepolarny, hydrofobowy ogon. To umożliwia im rozpuszczenie jednego związku w dwóch różnych rozpuszczalnikach jednocześnie.

Jest to możliwe dzięki temu, że cząsteczka surfaktantu składa się z części niepolarnej - hydrofobowej (takiej, która nie lubi wody, za to lubi tłuszcz. Jest nią zwykle długi łańcuch węglowodorowy) oraz części polarnej - hydrofilowej (takiej, która lubi wodę, ale nie lubi tłuszczu).

Obszar hydrofilowy nazywany jest „głową”. Drugi – „ogonem”. Można powiedzieć, że polarną „głowę” cechuje powinowactwo do wody i innych polarnych rozpuszczalników, a niepolarny „ogon” - do cieczy niepolarnych.

Co jeszcze warto wiedzieć o budowie surfaktantów? Na przykład to, że ogon może mieć zróżnicowaną budowę i różną długość, w zależności od ilości zawartych atomów węgla. W surfaktantach występują łańcuchy proste, rozgałęzione, a także zawierające pierścienie aromatyczne.

Surfaktanty są wykorzystywane w różnych procesach technologicznych, są składnikiem wielu produktów. Ze względu na rolę surfaktantów, jaką spełniają zarówno w recepturze produktu, jak i w procesie technologicznym, dzieli się je na substancje powierzchniowo czynne takie jak:

• substancje antypienne (redukcja piany),
• substancje zwilżające (zwiększenie rozpływalności cieczy),
• substancje myjąco-piorące (usuwanie zanieczyszczeń),
• substancje dyspergujące (rozdrabnianie większych cząstek substancji na mniejsze),
• substancje emulgujące (np. umożliwiające łączenie oleju z wodą),
• substancje pianotwórcze (mające zdolność wytwarzania piany),
• substancje solubilizujące (zwiększanie rozpuszczalności substancji),
• substancje deemulgujące (wpływające np. na separację wody od oleju),
• inne środki powierzchniowo czynne.

Ze względu na budowę chemiczną surfaktanty dzieli się na:

• surfaktanty anionowe,
• surfaktanty niejonowe,
• surfaktanty amfoteryczne,
• surfaktanty kationowe.

Ze względu na różnorodność surfaktantów i na ich wszechstronność oraz wielość wypełnianych funkcji, związki znajdują zastosowanie w wielu branżach. Są składnikami takich produktów jak detergenty, mydła, szampony, żele pod prysznic czy pasty do zębów.

Są stosowane w procesie produkcji artykułów spożywczych, ale również farb, lakierów, papieru, środków farmaceutycznych, tekstyliów, jak także artykułów budowlanych. Surfaktanty wykorzystuje się również w przemyśle metalurgicznym, agrochemicznym czy wydobywczym.

Omawiając surfaktanty nie można nie wspomnieć o surfaktancie płucnym. To cienka warstwa lipidowa, która pokrywa nabłonek oddechowy pęcherzyków płucnych. Tworzy go złożony kompleks związków lipidowych i białek, które zmienia działanie pęcherzyków płucnych.

Jaką rolę pełni surfaktant płucny? Okazuje się, że:

• zapobiega nadmiernemu rozciąganiu się pęcherzyków płucnych podczas wdechu,
• zapobiega zapadaniu się pęcherzyków i sklejaniu ich ścianek podczas wydechu,
• ma działanie przeciwbakteryjne i chroni komórki przed działaniem wolnych rodników.

Surfaktant płucny powstaje w komórkach nabłonka oddechowego (pneumocytach) typu II. Jego zużycie i tworzenie odbywa się w trakcie całego życia człowieka. W niektórych sytuacjach można go suplementować.

Substancja ma fundamentalne znaczenie w dojrzewaniu płuc. Surfaktant jest konieczny w leczeniu ostrych zaburzeń oddychania u wcześniaków.

Stosowanie go wspomaga rozprzężenie płuc i ułatwia oddychanie, a także umożliwia prawidłową wymianę gazową w płucach. Naturalny surfaktant otrzymywany z płuc wieprzowych.