Amphiphile

Définition

Une espèce chimique amphiphile est une molécule avec une partie hydrophile polaire et une partie hydrophobe non polaire (lipophile apolaire). Les amphiphiles contiennent deux parties différentes où chaque partie présente des interactions préférentielles avec deux solvants non miscibles.

Lorsque les deux solvants sont de l'eau et un hydrocarbure liquide (hexane, octane, etc.), la partie amphiphile (amphipolaire ou amphipathique) présentant une forte affinité avec l'eau est dite hydrophile, tandis que l'autre est hydrophobe.

Une molécule amphiphiile :

Les molécules amphiphiles, telles que les phospholipides des membranes cellulaires, sont constituées d'une tête hydrophile distincte et d'un segment de queue hydrophobe. Lorsqu'ils sont auto-assemblés en solution, les phospholipides sont connus pour générer des nano-architectures uniques telles que des micelles et des tubules.

Explications

Les amphiphiles ou tensioactifs classiques sont constitués d'un groupe hydrophile et d'un groupe hydrophobe, ayant ainsi une double affinité. Pour la formation d'agrégats ordonnés qui dépend de leur forme, ils sont auto-assemblés en solution aqueuse du fait de leur caractère amphiphile. La partie hydrophobe est généralement lipophile (aimant les lipides).

✅ Le savon, comme toutes les molécules amphiphiles, est constitué d'une moitié polaire qui attire l'eau et d'une moitié non polaire qui interagit avec les huiles et les graisses. Il s'agit d'une propriété miraculeuse étant donné que l'eau ne se mélange généralement pas bien aux huiles, graisses, saletés et autres saletés qui s'accumulent sur notre corps.

Les amphiphiles sont des molécules contenant une région hydrophobe non polaire et une région hydrophile polaire qui s'auto-assemblera en solution aqueuse pour former des structures distinctes telles que des micelles, des vésicules et des tubules.

De nombreux amphiphiles de poids moléculaire petit à intermédiaire (jusqu'à 400–500 g/mol) sont appelés tensioactifs car ils permettent de réduire la tension superficielle de l'interface eau-air.

✅ La nature de la queue hydrophile ainsi que de la queue hydrophobe des amphiphiles peut être très variable. Ce ne sont pas seulement de petites molécules mais aussi des polymères diblocs où un bloc présente une affinité différente pour un solvant donné par rapport à l'autre. En raison de leur nature amphiphile, les tensioactifs ont tendance à "s'auto-assembler" spontanément dans l'eau pour former des objets de taille et de forme données.

Amphiphilie

L'amphiphilie en tant que propriété nécessite un contraste de polarité entre les éléments constitutifs et leur ségrégation spatiale. La classe la plus représentative d'amphiphiles est constituée des tensioactifs, des molécules et des polymères avec des fractions chimiques hydrophiles et hydrophobes attachées de manière covalente et séparées spatialement.

Contrairement aux tensioactifs moléculaires, les supra-amphiphiles ont des fractions hydrophiles et hydrophobes attachées via une liaison physique, ce qui les rend, ainsi que leurs auto-assemblages, "conscients de l'environnement" des stimuli externes, tels que le gaz, la lumière, la température, etc.

Les particules Janus démontrent que l'amphiphilie est active au-delà de l'échelle moléculaire, permettant une autre dimension dans la création "ascendante" de matériaux à l'échelle nano et micro.

Exemples

Les amphiphiles représentent une large classe de molécules, de structures supramoléculaires, de nanoparticules qui peuvent, entre autres, s'auto-assembler et s'adsorber spontanément aux interfaces.

Les amphiphiles peptidiques sont des molécules qui contiennent un groupe de tête peptidique hydrophile et une ou plusieurs queues alkyle hydrophobes. Ils peuvent s'auto-assembler en diverses nanostructures, notamment des micelles, des vésicules, des bicouches et des nanofibres. Les systèmes à fibrilles en particulier ont suscité le plus d'intérêt en tant que biomatériaux, en raison de leur capacité à former des gels par enchevêtrement de fibrilles à de faibles concentrations millimolaires.

Les amphiphiles tels que les tensioactifs peuvent s'auto-assembler en phases cristallines liquides lyotropes. "Lyotrope" fait référence au fait que de telles phases sont construites par les amphiphiles en fonction de la concentration. On sait qu'il existe différents cristaux liquides lyotropes. Par exemple, les phases hexagonales sont constituées d'une structure bidimensionnelle formée de micelles en forme de bâtonnets regroupées dans un réseau hexagonal.

Le surfactant (une constriction de l'agent tensioactif) est couramment utilisé pour les amphiphiles à petites molécules qui ont une queue d'hydrocarbure. Les amphiphiles polymères sont des copolymères composés de blocs de queue hydrophobes et de blocs de tête hydrophiles. Alors que la plupart des amphiphiles copolymères sont à base de diblocs (un équivalent macromoléculaire des tensioactifs), les triblocs et d'autres géométries présentent également un comportement amphiphile. Les phospholipides sont une catégorie amphiphile de molécules lipidiques où le groupe de tête hydrophile est attaché à deux queues de chaîne hydrocarbonées, qui peuvent être identiques ou différer en termes de poids moléculaire (MW) et/ou de degré de saturation.

En rapport avec "amphiphile"

• glycérophospholipide

  

  Le glycérophospholipide (phosphoglycéride) est un glycéride dont deux fonctions alcool sont estérifiées par des acides gras et la troisième par un acide...

• hydrophile

  

  Un composé hydrophile présente une grande affinité pour l'eau; il a tendance à se mélanger, à se dissoudre ou à être mouillé par l'eau.

• hydrophobe

  

  En chimie, l'hydrophobie est la propriété physique d'une molécule hydrophobe repoussée par une masse d'eau.

• phospholipide

  

  Un phospholipide est un lipide comportant un groupement phosphate qui régule le flux de substances entrant et sortant des cellules.