hydrofobisuus

Hydrofobisuus eli hydrofobinen ominaisuus kuvaa aineen tai sen pinnan kykyä syrjäyttää vettä. Hydrofobisilla alueilla on pääasiassa ei-polareita tai lipofiilisiä ryhmiä, jotka muodostavat heikomman vuorovaikutuksen veden kanssa. Hydrofobinen ominaisuus vaikuttaa esimerkiksi aineiden liukenemiseen, jakautumiseen ja biomolekyylien toimivuuteen.

Taustalla on hydrophobic effect: veden polaariteetti johtaa järjestäytyneisiin vesikuoriin ei-polareiden ympärille. Kun ei-polareita alueita kootaan toisiinsa, vesimolekyylien vapautuminen lisää entropiaa ja on termodynaamisesti suotuisaa. Tämän vuoksi hydrofobisilla ryhmillä on taipumus piiloutua toistensa taakse proteiineissa sekä lipidien kalvoissa, ja ne voivat edistää mikellien sekä liposomejen muodostumista.

Mittauksessa hydrofobisuutta voidaan arvioida useilla tavoilla. Yleistenä mittareina ovat oktanolin ja veden välinen jakautuminen (logP), sekä pintaa koskevat hydrophobicity-asteikot kuten Kyte-Doolittle, Eisenberg ja Wimley-White. Näillä arvoilla voidaan kuvata proteiinien ja muiden biomolekyylien osien hydrofobisutta sekä ennustaa niiden käyttäytymistä erilaisissa ympäristöissä.

Biologiassa hydrofobisuus on keskeinen tekijä proteiinien rakenteen ja toiminnan sekä solukalvojen ominaisuuksien määrittämisessä. Materiaalitekniikassa hydrofobisuutta hyödynnetään esimerkiksi vedenkestävyydessä, pinnoitteissa ja kuitutekniikoissa sekä lääkeaineiden optimoinnissa; detergenteissa hydrophoban vuorovaikutuksen rooli on keskeinen mikellien muodostumisessa.