Протонная проводимость

Cтраница 3

Биополимеры существуют только в связанном с водой состоянии. В воде такие цепочки возможны, но из-за скручивания по оси z подвижность протонов низка. Но из-за этих скруток появляется слоистая структура воды со слоями 10 - 20 А. Вдоль таких слоев протонная проводимость - как в случае со льдом, а поперек - малая. Скорость их перемещения зависит от температуры, которая определяет ориентационную вязкость. В биологических мембранах существуют ионные каналы, водные поры атомных размеров, образованные макромолекулами, из которых построены мембраны. Ионный канал выполняет две функции - делает мембрану селективной к сорту ионов и управляемой полем. Это может быть промежуток между полосами. [31]

Снижение Ai ]) должно приводить к нарушению сопряжения окисления и фосфорилирования. К этому сводится действие разобщителей сопряжения. Таковыми являются динитрофенол ( ДНФ) и другие вещества. ДНФ, по-видимому, действует как лереносчик протонов. Если схема Митчелла верна, то любые слабые кислоты и основания должны оказывать разобщающее действие. Разобщители действительно повышают протонную проводимость ММ. Выявлено далеко идущее сходство искусственных фосфолнпидных мембран с внутренними мембранами мито-лоыдрий. [32]

Схема, объясняющая природу групп Н9О в сетке гидратной структуры полистиролсульфоновой кислоты. Для простоты показан только один. [33]

Туннельный переход избыточного протона происходит в группе HgOi точно так же, как и в группе HsOj, без каких-либо различий. Это следует и из рассмотрения изменений, которые происходят в водородных связях, образованных группой HsOj, при туннельном переходе протона. При перескоке протона электроны мгновенно следуют за протоном; таким образом, каждая из трех водородных связей, окружающих группу Н3О, имеет симметричную потенциальную функцию с двумя минимумами. Группа Н3О является центром группировки HgOj. Это значит, что в противоположность прежней концепции [96] избыточный протон не флуктуирует по трем связям группировки HgOl, а сама эта группировка перемещается в водных растворах кислот. Вообще говоря, протон совершает туннельный переход только в одной из трех водородных связей группы HgOt, поскольку две другие симметричные водородные связи обычно изогнуты; это означает, что барьер достаточно высок и переход протона в этом месте затруднен ( см. также обсуждение аномальной протонной проводимости в разд. [34]

Несмотря на наличие сопряжения по цепи по электропроводности ароматические полиамиды не могут быть отнесены к полимерным полупроводникам, обладающим электронной проводимостью. Напротив, эти полимеры имеют такую же электропроводность, как и многие неполярные полимеры с е 2, хотя известно, что повышение диэлектрической проницаемости, как правило, сопровождается увеличением электропроводности. По-видимому, малая электропроводность ароматических полиамидов при комнатных температурах связана с ограниченной молекулярной подвижностью при значительном удалении от температуры стеклования. На температурной зависимости электропроводности наблюдается излом в области 100 С. Принято считать, что подобный эффект связан с изменением механизма или энергетических параметров процесса переноса зарядов. Например, для большинства полимеров излом на графике: температурной зависимости электропроводности наблюдается в области стеклования. Имеющиеся данные [32] указывают на существование протонной проводимости в ароматических полиамидах по крайней мере при температурах выше 80 С. [35]

Представление об участии специфических белков-переносчиков в транспорте ионов подтверждают данные о действии ряда антибиотиков и синтетических веществ. Речь идет о ионофорах. Это соединения с относительно небольшой молекулярной массой ( 500 - 2000), молекулы которых снаружи гидрофобны, а внутри гидрофильны. Обладая гидрофобными свойствами, они диффундируют в липид-ную мембрану. Поэтому присутствие таких катионов в суспензионной среде приводит к выравниванию заряда по обе стороны мембраны ( как бы короткому замыканию) и тем самым к падению протонного потенциала. Другие ио-нофоры образуют каналы, по которым могут проходить ионы. Существуют также синтетические соединения, повышающие протонную проводимость мембран; наиболее известный переносчик протонов - карбоншщианид-и-трифторме-токсифенилгидразон. Он действует как разобщитель-нарушает сопряжение синтеза АТР с транспортом электронов, перенося в клетку протоны в обход АТР-синтазы. Изучение мембранного транспорта привело к важным результатам, которые согласуются с хемиосмотической теорией преобразования энергии и подкрепляют ее. [36]

При исследовании электролиза в пленках бакелитового и нитратцеллюлознсго лаков показано, что в первом случае проводимость практически полностью обусловлена катионами, а во втором случае катионная проводимость составляла около 30 % [ 4, с. Сажин и Максимов наблюдали увеличение массы анода и катода, а также уменьшение массы прианодной и увеличение массы прикатодной частей образца, составленного из двух пластин поливинилхлорида, содержащего 50 % дибу-тилсебацината. Изменения массы были примерно пропорциональны количеству прошедшего электричества. Увеличение массы как анода, так и катода свидетельствовало о том, что перенос электричества в пластикате осуществляется ионами обоих знаков. Выделявшееся на катоде вещество образовывало на его поверхности липкий слой; изучение ИК-спектров вещества этого слоя показало, что на катоде выделяется дибутилсе-бацинат. На аноде выделяется хлор. Таким образом, в исследованном пластикате катионами являются ионы дибутилсебаци-ната, а анионами - ионы хлора. Синор при изучении электрической проводимости полигексасебацамида при температурах выше 393 К обнаружил выделение на катоде водорода, количество которого соответствовало примерно половине прошедшего через образец количества электричества. Протонная проводимость была обнаружена у производных целлюлозы. [37]

Страницы: 1 2 3