אתר תאית הוא סוג של פולימרים מסיסים במים המופקים מתאית, שהיא המרכיב המבני העיקרי של דפנות תאי צמחים. לאתר תאית יש תכונות ייחודיות רבות, כולל אחזקת מים גבוהה, עיבוי, קשירה ויכולת יצירת סרט. תכונות אלו הופכות את אתר התאית למרכיב חשוב במוצרי תעשייה, תרופות וטיפוח אישי רבים.

אחת מתכונות המפתח של אתר תאית היא הצמיגות שלו, המתייחסת להתנגדות של נוזל לזרימה. צמיגות היא פרמטר חשוב המשפיע על הביצועים והיישום של אתר תאית במוצרים שונים. במאמר זה נדון בצמיגות של אתר תאית, כולל מדידתו, גורמים המשפיעים עליו ויישומו בתעשיות שונות.

מדידת צמיגות של אתר תאית

הצמיגות של אתר תאית נמדדת בדרך כלל באמצעות מד ויסקומטר, שהוא מכשיר שמודד את קצב הזרימה של נוזל בהשפעת כוח המשיכה או כוח המופעל. ישנם מספר סוגים של ויסקומטרים, כולל ויסקומטרים סיבוביים, נימיים ותנודות, כל אחד עם יתרונות ומגבלות משלו.

מדי צמיגות סיבוביים הם המכשירים הנפוצים ביותר למדידת הצמיגות של אתר תאית. מכשירים אלה מודדים את המומנט הנדרש לסיבוב ציר או רוטור שקועים בנוזל במהירות קבועה. לאחר מכן, הצמיגות מחושבת על סמך הקשר בין המומנט למהירות הסיבוב.

לעומת זאת, מדי צמיג נימי מודדים את הזמן הנדרש לנפח קבוע של נוזל לזרום דרך צינור נימי צר בהשפעת כוח הכבידה או שיפוע לחץ. לאחר מכן, הצמיגות מחושבת על סמך חוק ה- Poiseuille, המקשר את קצב הזרימה לצמיגות, לקוטר הצינור ולשיפוע הלחץ.

מדי צמיגות מתנודדים, המודדים את העיוות וההתאוששות של נוזל בלחץ גזירה סינוסואידי, משמשים למדידת הצמיגות המורכבת של אתר תאית, שהיא הצמיגות התלויה בתדר.

גורמים המשפיעים על צמיגות של אתר תאית

הצמיגות של אתר תאית מושפעת ממספר גורמים, כולל משקלו המולקולרי, מידת ההחלפה, הריכוז, הטמפרטורה וקצב הגזירה.

משקל מולקולרי: הצמיגות של אתר תאית עולה עם הגדלת המשקל המולקולרי, שכן לפולימרים בעלי משקל מולקולרי גבוה יותר יש שרשראות ארוכות יותר שמסתבכות זו בזו, מה שמוביל להתנגדות מוגברת לזרימה.

דרגת החלפה: דרגת ההחלפה (DS) של אתר תאית, המתייחסת למספר קבוצות ההידרוקסיל המוחלפות ליחידת גלוקוז בשרשרת התאית, משפיעה אף היא על צמיגותו. ככל שה-DS עולה, הצמיגות של אתר תאית עולה עקב הסתבכות מוגברת של השרשרת ואינטראקציות בין-מולקולריות.

ריכוז: הצמיגות של אתר תאית עולה עם הגדלת הריכוז, שכן ריכוזים גבוהים יותר מובילים להסתבכות מוגברת של השרשרת ולאינטראקציות בין מולקולריות.

טמפרטורה: הצמיגות של אתר תאית יורדת עם עליית הטמפרטורה, שכן טמפרטורות גבוהות יותר מובילות לתנועה מולקולרית מוגברת ולהפחתת אינטראקציות בין מולקולריות.

קצב גזירה: הצמיגות של אתר תאית תלויה גם בקצב הגזירה המיושם, שכן שיעורי גזירה גבוהים יותר מובילים ליישור שרשרת מוגבר ולהתנגדות מופחתת לזרימה.

יישום של אתר תאית בתעשיות שונות

אתר תאית נמצא בשימוש נרחב בתעשיות שונות בשל תכונותיו הייחודיות, לרבות צמיגותו. כמה מיישומי מפתח של אתר תאית בתעשיות שונות נדונים להלן.

בנייה: אתר תאית משמש כחומר מעבה, חומר שמירת מים וחומר מקשר במוצרי בנייה כגון מלט, טיט וגבס. זה משפר את יכולת העבודה, העקביות וההידבקות של מוצרים אלה, מה שמוביל לשיפור ביצועים ועמידות.

תרופות: אתר תאית משמש כחומר עזר בתכשירים פרמצבטיים כגון טבליות, כמוסות וקרמים. זה משפר את יכולת הזרימה, הדחיסה והצמיגות של התכשירים, מה שמוביל לשיפור באספקת התרופה ויציבותן.