Теория ДЛФО


Теория ДЛФО (сокр. от теория Дерягина, Ландау, Фервея, Овербека), также теория агрегативной устойчивости лиофобных дисперсных систем — физическая теория, объясняющая агрегативную устойчивость лиофобных дисперсных систем, разработанная независимо советскими физиками Дерягиным Б.В. и Ландау Л.Д., и позже голландскими физико-химиками Е. Фервеем и Дж. Овербеком. В основе теории лежит положение о сопоставлении межмолекулярных взаимодействий частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде, электростатического взаимодействия диффузных ионных слоёв и (в простейшем варианте качественно) теплового движения частиц дисперсной фазы[1]. Согласно данной теории коллоидные частицы лиофобной дисперсной системы из-за наличия броуновского движения могут беспрепятственно сближаться друг с другом, пока не соприкоснутся своими жидкими диффузными оболочками или слоями. Для дальнейшего сближения частицы должны деформировать свои диффузные оболочки, чтобы произошло их взаимное перекрывание (или проникновение друг в друга). Но жидкости плохо сжимаются, и в ответ на деформацию с их стороны появляются так называемые силы «расклинивающего давления», препятствующие осуществлению данного процесса, следствие чего является агрегативная устойчивость коллоидной системы — сохранение исходных размеров частиц и предотвращение их укрупнения (слипания).

Теория ДЛФО лежит в основе таких крупных практических проблем, как флотация, водоочистка, адгезия частиц, управление свойствами дисперсных структур, массообмен в пористых телах и взаимодействие биологических клеток[2].

В 1923 году Дебай и Хюккель впервые создали успешную теорию распределения зарядов в ионных растворах[3]. Основы линеаризованной теории Дебая-Хюккеля были впоследствии применены к дисперсным системам (коллоидным растворам) Левином и Дюбе[4][5], которые установили, что заряженные коллоидные частицы должны испытывать сильное отталкивание на средних расстояниях и более слабое притяжение на больших расстояниях. Эта теория не объясняла наблюдаемую неустойчивость коллоидных растворов к необратимой агрегации в растворах с высокой ионной силой. В 1941 году Дерягин и Ландау представили теорию стабильности коллоидных растворов, которая предполагала фундаментальную неустойчивость, обусловленную сильными, но короткодействующими ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями, которым противостоит стабилизирующее влияние электростатических отталкиваний[6]. В 1948 году Фервей и Овербек независимо друг от друга пришли к тому же результату[7]. Данная теория получила название ДЛФО (по первым буквам фамилий авторов), она позволила решить проблему неспособности теории Левина-Дюбе объяснить зависимость стабильности коллоидных систем от ионной силы раствора электролита[8].