hrvatski

Električna vodljivost vodenih otopina natrijeve soli hijaluronske kiseline

Pomoću niskofrekventne dielektrične spektroskopije (eng. \textit{;Low Frequency Dielectric Spectroscopy}; proučavali smo dielektrična i električna svojstva polurazrijeđenih vodenih otopina natrijeve soli hijaluronske kiseline (Na-HA). Električna svojstva smo proučavali mjerenjem istosmjerne vodljivosti tih otopina na frekvenciji $100\ kHz$. Vodljivost polielektrolitske otopine ima dva doprinosa. To su vodljivost protuiona koja se može aproksimirati vodljivošću iona u čistoj otopini i vodljivost poliiona. Molarna vodljivost protuiona je neovisna o koncentraciji Na-HA i iznosi $\Lambda_1=50\ [Scm^2/mol]$. Određena iz mjerenja molarna vodljivost poliiona iznosi $\Lambda_p\approx 30 \ [Scm^2/mol]$ i neznatno opada s koncentracijom Na-HA. Taj blagi pad vodljivosti s koncentracijom može doći ili od koncentracijske ovisnost broja slobodnih protuiona $(f)$ ili od koncentracijske ovisnosti korelacijske duljine $(\xi)$ budući je vodljivost poliiona dana izrazom $\Lambda_p\propto f\xi^2c$. Da bi odredili uzrok tog pada odredili smo koncentracijsku ovisnost korelacijske duljine $(\xi)$ pomoću dielektrične spektroskopije. Dielektrični odgovor u rasponu frekvencija $100\ Hz-110\ MHz$ otkriva dva moda relaksacije. Mod u $kHz$ području nazivamo niskofrekventni mod (LF) relaksacije, a mod u $MHz$ području nazivamo visokofrekventni (HF) mod relaksacije. Amplitude i karakteristično vrijeme oba moda ovise o koncentraciji proučavanog uzorka Na-HA. Karakteristično vrijeme relaksacijskog procesa nam omogućava da izračunamo karakterističnu duljinu povezanu s tim procesom. Tu karakterističnu duljinu pokušavamo identificirati kao jednu od fundamentalnih duljina polielektrolitske otopine predviđene teorijom. Karakteristična duljina niskofrekventnog relaksacijskog procesa $(L_{;LF};)$ nalazi se u intervalu $70-800\ nm$ te ima koncentracijsku ovisnost $L_{;LF};\propto c_{;HA};^{;-0.50\pm0.02};$. Nju povezujemo sa teorijski predviđenom renormaliziranom Debyevom duljinom. Karakteristična duljina visokofrekventnog relaksacijskog procesa $(L_{;HF};)$ se nalazi u intervalu $4-40\ nm$ te ima koncentracijsku ovisnost $L_{;HF};\propto c_{;HA};^{;-0.48\pm0.02};$. Nju povezujemo sa teorijski predviđenom de Gennesovom korelacijskom duljinom, za koju je teorijski predviđena ovisnost o koncentraciji $\xi\propto c^{;-0.50};$. Ona opisuje svojstvo grupe lanaca polielektrolitske otopine. Kod dielektričnog odgovora osim analize dielektrične funkcije bavili smo se i brojem sudionika relaksacijskog procesa. Za LF proces relaksacije dobili smo da broj sudionika relaksacijskog procesa opada s rastom koncentracije Na-HA dok je broj protuiona sudionika HF relaksacijskog procesa neovisan o koncentraciji Na-HA. Moguće objašnjenje pada broja sudionika LF relaksacijskog procesa je povećanje zasjenjenja s povećanjem koncentracije Na-HA. Izmjerena koncentracijska ovisnost korelacijske duljine $\xi\propto c_{;HA};^{;-0.50};$ znači da je koncentracijska ovisnost molarne vodljivosti poliiona dana izrazom $\Lambda_p\propto f$. Tako smo ustvrdili da je za izmjerenu blagu ovisnost o koncentraciji odgovoran udio slobodnih protuiona, tj. smanjenje efektivne gustoće naboja poliiona koje je uzrokovano povećanjem zasjenjenja. Konačno, potvrdili smo činjenice standardnih teorijskih modela koje predviđaju i vodljivost poliiona danu izrazom $\Lambda_p\propto f\xi^2c$ i neovisnost vodljivosti poliiona o koncentraciji.

električna vodljivost; vodene otopine hijaluronske kiseline; dielektrična spektroskopija; fundamentalne skale; zakoni potencija; zasjenjenje

nije evidentirano