表面、膠體與界面

膠體

/ KOL-oyd /

看一杯牛奶。它不像糖水那樣澄清,可放上一夜也不會像泥水那樣分層沉澱。牛奶介於兩者之間:微小的脂肪滴和蛋白質團塊小到根本看不見,卻始終在水狀液體中漂浮游動。這種「中間狀態」——顆粒大到溶不掉、又小到沉不下——就是膠體。

更確切地說,膠體是一種混合物,其中一種物質以約一奈米到一微米大小的細小顆粒分散在另一種物質中,而不溶解成單個分子。被分散的顆粒叫分散相;它們漂浮其中的介質叫連續相。由於顆粒極小,周圍分子對它們的隨機撞擊(布朗運動)使它們對抗重力懸浮起來,所以一份好的膠體能長時間保持混合。

膠體無處不在:牛奶、霧、煙、果凍、油漆、血液、打發的奶油、河水中的黏土。它們之所以重要,是因為食品、生物和工業的大量內容都活在這一領域裡——這裡暴露出巨大的表面,由表面力主宰。要注意的是:膠體是個中途站,而非永久居所——稍加擾動它就可能破裂,顆粒要麼徹底溶解,要麼結塊沉澱下來。

霧是一種膠體:微小的水滴分散在空氣中。它們太小,無法像雨那樣落下,於是懸在原地——這正是霧會飄移而不會傾瀉而下的原因。

顆粒大到溶不掉、小到沉不下:這就是膠體。

按顆粒大小有個好用的三分法:溶液(分子級,小於約 1 奈米,澄清,永不沉澱)、膠體(約 1 奈米到 1 微米,常顯渾濁,會散射光,保持懸浮)、懸濁液(大於約 1 微米,如水中的沙,會沉降)。膠體就是渾濁、會散射光的中間一檔。

又稱
胶体colloidal dispersion