表面張力について教えて下さい

界面活性剤や高濃度のタンパク質を含む水溶液をプラスチックシャーレ等に滴下すると、その水滴の形状がコロンとせずに「ネロッ」と若干広がったような感じになりますよね。この現象は水溶液の表面張力の低下が原因ですよね？では、上記の水溶液を撹拌すると泡立ちますが、この泡立ちも「水溶液の表面張力の低下」と関係があるのでしょうか。かなり素人的な質問ですみません。

No.1 ベストアンサー 回答者： noname#2748 回答日時： 2001/12/09 17:56

気泡を構成する場合にも、もちろん表面張力は関係します。

と言うよりもむしろこの場合のほうが表面張力の影響を大きく受けているのではないでしょうか？気泡を構成する液体の代表としてシャボン玉を取り上げてみると、シャボン玉を更生する面（多数の気泡が多なりあった場合にできる不思議な形状を含める）は同じ容積の気体を内包する最小の表面積で構成される形になっていることでも理解できるでしょう。幕を構成する流体のもつ表面張力で気体を封じこめるとき、張力によりできるだけ膜は縮まろうとするので容積が同じであれば最小の表面積を持った状態を取ることになります。

むしろ、シャーレと溶液の用に異なった物質の間では、物質同士の親・疎の問題（フッ素樹脂加工のフライパンの上では油脂や蛋白質溶液でも球形にはじかれます）絡み表面張力のみの問題以上に複雑な問題があると思います。

この回答への補足

素人的質問にも関わらず回答を有難うございます。ついでにもう１つ素人の質問にお付き合いください。

＞幕を構成する流体のもつ表面張力で気体を封じこめるとき、張力によりできるだけ膜は縮まろうとするので容積が同じであれば最小の表面積を持った状態を取ることになります。

ということは、界面活性剤が入っていない水（純水としましょう）だと表面張力が強いので、「縮まろう、縮まろう」として、結局シャボン玉のような発泡ができない、という解釈でOKでしょうか？

補足日時：2001/12/10 10:01

No.2 回答者： kal2001 回答日時： 2001/12/11 01:50

表面張力＝分子間力ですから、表面張力が大きいほど、泡の形成は

困難となり、割れてしまいます。逆に表面張力の小さな溶液の膜は、
ちじまることもなく、そのままの形状、又は風に吹かれて表面積を
大きくすることも可能になります。

固体表面と、液体の関係は、固体表面の表面張力より液体のそれが
大きいと、液体は丸くコロコロとなります。例えば、床に落とした
水銀のように。つまり、固体面ー液体の相対的な問題です。

この回答へのお礼

レス有難うございます。

＞固体表面と、液体の関係は、固体表面の表面張力より液体のそれが
大きいと、液体は丸くコロコロとなります。例えば、床に落とした
水銀のように。つまり、固体面ー液体の相対的な問題です。

なるほど。と言うことは、同じ固体表面を使えば、それをある種の基準として各種液体の表面張力の強さを類推できるわけですね。

お礼日時：2001/12/11 08:55

No.3 回答者： stomachman 回答日時： 2001/12/11 03:31

前半部分、「ネロッ」となって、すぐに水滴らしい形に纏まらないのは、粘性のためだと思われます。

暫く待てば落ち着くはず。

　落ち着いたあとの話ですけれど、シャーレの底と液滴の縁の部分がなす角度（接触角）が、「シャーレがその液体にどれぐらい濡れやすいか」を示す指標となります。これは液滴の大きさに依存しません。表面張力が小さいほど、平べったく広がりますが、これと接触角とは直接の関係はないと思います。
　たとえば同じ水を垂らしても、ガラスとテフロンでは接触角が全然違います。ころころになるかどうかは、表面張力だけでは説明できません。

　さらに、高分子を高濃度で含む液滴の場合には、非ニュートン性という性質が現れます。つまり、液滴の内部応力に依存して、その粘性が変化するんです。「スライム」だとか卵の白身を泡立てた物なんかが、非ニュートン性流体の例です。

この回答へのお礼

レスを有難うございます。
ということは、、、タンパク質とかDNAの高濃度溶液が界面活性剤の水溶液みたいに泡だったりネロッとしたりするのは、見かけは似てても、界面活性剤の場合とは事情が大分違うのですね。。。

お礼日時：2001/12/11 09:04