Polyelektrolyytit

Polyelektrolyytit ovat polymeerejä, joiden toistuvat yksiköt sisältävät ionisoituvia ryhmiä. Nämä ionisoituvat ryhmät voivat olla joko positiivisesti varautuneita (polykationeja) tai negatiivisesti varautuneita (polyaniioneja). Myös molemmat tyypit voivat esiintyä samassa polymeeriketjussa, jolloin puhutaan polyamfolyyteista. Polyelektrolyyttien ominaisuudet riippuvat merkittävästi niiden varauksesta, varaustiheydestä, molekyylipainosta ja polymeeriketjun rakenteesta. Niiden liukoisuus veteen on yleensä hyvä, sillä vesimolekyylit voivat solvatoida polymeerin varautuneita ryhmiä.

Polyelektrolyyttejä esiintyy sekä luonnossa että niitä valmistetaan synteettisesti. Luonnollisia esimerkkejä ovat DNA, proteiinit ja polysakkaridit kuten selluloosa. Synteettisiä polyelektrolyyttejä käytetään laajasti teollisuudessa. Niitä hyödynnetään esimerkiksi vedenkäsittelyssä flokkulantteina, paperiteollisuudessa täyteaineiden ja ligniinin sitomiseen, sekä kosmetiikassa ja lääketieteessä. Polyelektrolyyttien kyky vuorovaikuttaa varautuneiden pintojen kanssa tekee niistä hyödyllisiä monissa sovelluksissa, kuten sähköstaattisissa vuorovaikutuksissa ja hydrogeelien muodostuksessa.

Polyelektrolyyttien käyttäytymistä vesiliuoksissa ohjaa ionien välinen vuorovaikutus ja polymeeriketjujen taipumus vähentää varaustensa välistä poistovoimaa. Tämä voi johtaa polymeeriketjujen taipumiseen tai jopa saostumiseen tietyissä olosuhteissa. Polyelektrolyyttien tutkimus on aktiivista, ja uusia sovelluksia kehitetään jatkuvasti.