Polielektrolit

Polielektrolit adalah polimer yang memiliki gugus elektrolit pada satuan berulangnya. Polikation dan polianion adalah polielektrolit. Gugus ini terdisosiasi dalam larutan berair (air), membuat polimer tersebut bermuatan. Sifat polielektrolit dengan demikian mirip dengan baik elektrolit (garam) maupun polimer (senyawa dengan berat molekul tinggi) dan terkadang disebut sebagai garam poli (polysalts). Seperti garam, larutannya bersifat konduktif secara kelistrikan. Seperti polimer, larutannya sering bersifat kental. Rantai molekul bermuatan, biasanya hadir dalam sistem materi lunak, memainkan peran mendasar dalam menentukan struktur, stabilitas dan interaksi berbagai rakitan molekul. Pendekatan teoretis untuk menggambarkan sifat statistik mereka sangat berbeda dari jenis serupa yang bersifat netral, sementara bidang teknologi dan industri mengeksploitasi sifat unik mereka. Banyak molekul biologis adalah polielektrolit, seperti polipeptida, glikosaminoglikan, dan DNA. Baik polielektrolit alami dan sintetis digunakan dalam berbagai industri.

Muatan

Asam dapat diklasifikasikan baik sebagai asam yang lemah atau kuat (dan basa dapat pula digolongkan sebagai basa lemah atau kuat). Serupa dengan itu, polielektrolit dapat dibagi menjadi tipe "lemah" dan "kuat". Polielektrolit "kuat" adalah salah satu yang terdisosiasi sepenuhnya dalam larutan dengan nilai pH yang sesuai. Polielektrolit "lemah", sebaliknya, memiliki konstanta disosiasi (pKa atau pKb) dalam kisaran ~2 hingga ~10, yang berarti bahwa sebagian akan terdisosiasi pada pH menengah. Dengan demikian, polielektrolit lemah tidak bermuatan penuh dalam larutan, dan terlebih lagi muatan parsial mereka dapat dimodifikasi dengan mengubah pH larutan, konsentrasi ion lawan, atau kekuatan ioniknya.
Sifat fisik larutan polielektrolit biasanya sangat dipengaruhi oleh derajat muatannya. Karena disosiasi polielektrolit melepaskan ion-ion lawan, hal ini akan mempengaruhi kekuatan ionik larutan, dan karenanya mempengaruhi panjang Debye. Hal ini pada gilirannya mempengaruhi sifat-sifat lain, seperti konduktivitas listrik.
Ketika larutan dari dua polimer bermuatan berlawanan (yaitu, larutan polikation dan polianion) dicampurkan, kompleks ruah (endapan) biasanya terbentuk. Hal ini terjadi karena polimer yang bermuatan berlawanan menarik satu sama lain dan mengikat bersama-sama.

Aplikasi

Polielektrolit memiliki banyak aplikasi, sebagian besar terkait untuk memodifikasi aliran serta sifat stabilitas larutan berair dan gel. Misalnya, mereka dapat digunakan untuk mendestabilisasi suspensi koloid dan untuk memulai flokulasi (presipitasi). Mereka juga dapat digunakan untuk memberikan muatan permukaan pada partikel netral, memungkinkan mereka untuk terdispersi dalam larutan berair. Polielektrolit juga sering digunakan sebagai agen pengental, pengemulsi, kondisioner, penjernih, dan bahkan pengecil gaya hambat. Mereka digunakan dalam pengolahan air dan untuk perolehan kembali minyak. Banyak sabun, shampoo, dan kosmetik menggabungkan polielektrolit. Selanjutnya, mereka ditambahkan ke dalam banyak makanan dan campuran beton (superplasticizer). Beberapa polielektrolit yang terdapat pada label makanan adalah pektin, karagenan, alginat, dan karboksimetil selulosa. Semua kecuali yang terakhir berasal dari alam. Akhirnya, mereka digunakan dalam berbagai bahan, termasuk semen.
Karena beberapa dari polielektrolit larut dalam air, mereka juga diselidiki untuk aplikasi biokimia dan medis. Saat ini banyak penelitian dalam penggunaan polielektrolit biokompatibel untuk pelapis implan, untuk pelepasan obat yang dikontrol, dan aplikasi lain. Dengan demikian, baru-baru ini, material makropori biokompatibel dan biodegradabel yang terdiri dari kompleks polielektrolit dijelaskan, di mana material menunjukkan proliferasi yang sangat baik dari sel mamalia.