polyelektrolyyttejä

Polyelektrolyyttejä ovat polymeerit, joissa on toistuvia yksiköitä, jotka sisältävät ionisoituvia funktionaalisia ryhmiä. Nämä ionisoituvat ryhmät voivat olla joko positiivisesti tai negatiivisesti varautuneita, tai ne voivat olla amfoteerisiä, kantaen molempia varauksia riippuen liuoksen pH:sta. Polyelektrolyytit voidaan luokitella niiden varauksen perusteella: positiivisesti varautuneita polyelektrolyyttejä kutsutaan polykationeiksi, ja negatiivisesti varautuneita polyanioneiksi. Esimerkkejä polykationeista ovat polyetyleeni-imiini (PEI) ja polylysiini. Esimerkkejä polyanioneista ovat polyakryylihappo (PAA) ja poly(natriumstyreenisulfonaatti) (PSS).

Polyelektrolyyttien käyttäytyminen on vahvasti riippuvainen liuoksen ionivahvuudesta ja pH:sta. Liuoksessa polyelektrolyytin ketjut pyrkivät laajenemaan sähköstaattisen poistovoiman vuoksi, mutta tämä laajeneminen tasapainottuu vastakkaisvaraisten ionien vetovoimalla ja ketjun konformaatiolla. Kun liuoksen ionivahvuus kasvaa, vastakkaisvarautuneet ionit neutraloivat polyelektrolyytin varauksia, mikä johtaa ketjun supistumiseen. Vastaavasti polyelektrolyyttien käyttäytymistä voidaan manipuloida säätämällä pH:ta, mikä vaikuttaa funktionaalisten ryhmien ionisaatioasteeseen.

Polyelektrolyyteillä on laaja kirjo sovelluksia eri aloilla. Niitä käytetään vedenkäsittelyssä, esimerkiksi flokkulantteina kiintoaineiden erottamiseen. Paperiteollisuudessa niitä käytetään parantamaan paperin lujuutta ja värikiinnitystä. Biomateriaaleissa polyelektrolyyttejä hyödynnetään lääkeaineiden annostelujärjestelmissä, kudostekniikassa ja biopintojen muokkaamisessa. Lisäksi niitä käytetään muun muassa kosmetiikassa, tekstiiliteollisuudessa ja puolijohdeteollisuudessa.