脂肽类表面活性剂的设计、合成、界面性质及与石油组分的相互作用

脂肽类表面活性剂是微生物代谢产生的一种重要的表面活性剂，因其独特的性能与优点，该类表面活性剂在微生物采油、石油污染的生物修复等领域有很强的应用潜力。本项目在采用固相合成法合成一系列高纯度脂肽类表面活性剂的基础上，利用表面张力仪、界面张力仪系统地研究其界面活性与分子结构的关系；利用动态光散射、扫描电镜、透射电镜、圆二色光谱、傅里叶红外光谱、荧光光谱等手段研究溶液中表面活性剂聚集体的形态、结构、聚集分子机制；利用原子力显微镜、椭圆偏振仪、LB膜分析天平、中子反射等技术剖析其在液/液、液/固界面的吸附行为、分子构象；在考虑不同原油及不同石油组分之间性质差异的前提下，研究脂肽类表面活性剂对石油组分的乳化、增溶、分散、洗脱作用。这些研究将丰富对脂肽类表面活性剂的认识，促进从物理化学角度理解微生物采油、石油污染的生物修复过程中所涉及的科学问题，为脂肽类表面活性剂在石油工业中的应用提供理论指导。

脂肽表面活性剂是由微生物产生的一类非常重要的生物表面活性剂。由于它们具有生物相容性、生物降解性、较高的表面活性及抗菌活性而被广泛地应用。本项目设计并通过化学合成法制备了C8K1、C8K2、C12K1、C12K2、C14K1、C14K2、C14K3、C14K4, C16K1、C16K2、C16K3、C16K4、C16K5、C16D2、C16D3、C16D4、C16D5、C12(AEAK)2、C12A4K、C12KVVVK、C12VVVVEGSS-OH等脂肽表面活性剂分子。建立了合成与提纯方法。该部分内容按照计划完成。.测定了脂肽表面活性剂的表面张力、油水界面张力、临界胶束浓度（cmc）和最小分子截面积（Amin），关联了其表、界面活性与分子结构的关系。用透射电镜、原子力显微镜和中子散射测定了其自组装行为，并考察了pH、盐浓度等溶液条件的影响。随肽链部分氨基酸残基数目的增加，脂肽表面活性剂表界面活性下降。在亲水氨基酸较少的情况下，其性质接近于非离子表面活性剂，亲水氨基酸数目增加时，表现出离子表面活性剂的性质。以K为亲水头的表面活性剂表面活性优于以D为亲水头的分子。动态界面张力结果表明其在油水界面的吸附具有一定的时间效应。虽然所研究的几种脂肽分子在溶液中都自组装为纳米纤维或者纳米带等一维纳米结构，但CD与IR结果表明其并不一定都形成分子间β折叠结构。因不同氨基酸残基的侧链官能团具有不同的等电点，其自组装行为受pH影响。该内容按照计划完成，并将为进一步深入理解脂肽类表面活性剂结构-功能关系提供依据。.利用椭圆偏振光谱和中子反射测定了脂肽表面活性剂在水/二氧化硅界面的吸附行为，并对二氧化硅固体界面进行了改性，考察了界面性质对吸附行为的影响。阳离子型脂肽分子在亲水二氧化硅/水界面吸附形成双分子层结构，即“三明治结构”。吸附量、双分子层的厚度、水与分子的缔合程度、酰基链之间及头基与尾基之间的混合程度主要取决于头基的大小。阴离子型脂肽分子在亲水界面不吸附。脂肽分子在疏水界面吸附则形成包括两个亚层的单分子层结构，随着头基赖氨酸残基数目增加尾基倾斜程度加大，头基占据的空间相应增大，使尾基有足够空间倾斜。该部分内容按照计划完成。.我们利用LB仪研究了气液界面上脂肽表面活性剂与石油沥青质的相互作用。在气液界面上，沥青质在脂肽表面活性剂的作用下，被分散为大小为数十微米的区域。