胶体化学在生活中的应用

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胶体化学在生活中的应用范文第1篇

关键词：胶体与界面化学；教学；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）04-0052-03

《胶体与界面化学》是研究胶体分散体系、物理化学性质及界面现象的学科，属于《物理化学》的一个分支。但《物理化学》属于基础理论学科，而《胶体与界面化学》是与生产、生活有密切联系的实践性基础学科。《胶体与界面化学》和许多学科领域、国民经济的各个部门以及日常生活都密切相关，如医药、食品、洗涤剂、化妆品、农药、涂料、油漆、纺织等。因此，《胶体与界面化学》就不应该是一个单一的理论教学过程，而是结合各自院校相应的学科发展方向应用型的教学。《胶体与界面化学》的教学应该是结合本专业学生的发展方向，激发学生学习兴趣的前提下，培养学生具备行业所需理论知识与实际技能。通过理论知识与实践技能相结合的教学过程，使学生完整地、系统地掌握实验的基本原理、方法和技能，培养学生实验操作技能和创新能力，增强学生理论联系实际和分析、解决问题的能力。

一、《胶体与界面化学》课程教学的现状及问题

1.教学内容理论性太强。《胶体与界面化学》从知识体系而言侧重于理论知识，讲授胶体体系的制备及其性质、界面吸附现象、表面活性剂体系性质及乳状液的形成等相关理论知识。其中包含了大量的公式推导与计算，但传统的教学方式，没有让学生真正理解公式的含义与实际应用过程中的意义。这些内容均理论性太强，使学生感觉到枯燥无味，找不到学习这门课程的兴趣。

2.教学模式单一。《胶体与界面化学》是一门理论与实际紧密结合的学科，在学习胶体、界面及表面活性剂相关理论知识的基础上，主要掌握在不同领域实际胶体体系的特性以及改变胶体体系特性的方式与原理。在教学过程中应该把理论知识应用于实际体系中，解读理论知识对实际体系的分析研究过程。而《胶体与界面化学》沿用纯理论学科的教学模式，采取“满堂灌”、“填鸭式”讲述型方式授课，学生被动地听课，大大降低了对于实践性学科的学习兴趣，课堂缺乏生机。

3.忽视实验教学的重要性。传统的《胶体与界面化学》教学，侧重于理论教学，关于《胶体与界面化学》的理论教材很多，但实验部分目前尚没有系统性的教材，各大专院校只是根据自己的实验条件编写可行的实验讲义，实践教学存在覆盖面窄、深浅不一的问题。而《胶体与界面化学》是一门与实际紧密结合的学科，需要通过实践教学深化理论知识。如果仅仅侧重于理论教学，则很难把相关的理论知识与实际应用体系相联系。

4.考试目的不明确。目前一般院校《胶体与界面化学》考试都采取书面、闭卷方式。而且考试的内容仅仅围绕书本，为了应付考试，教师重点讲述书本上的理论知识；而学生也是被动学习，以接受知识为主，存在死记硬背的现象，很少能从培养实际技能的角度出发，关于《胶体与界面化学》相关知识在实际体系中的应用则很难考察，学生所学知识仍停留在纸上谈兵的阶段[1]。

二、《胶体与界面化学》课程教学改革设想

1.运用理论知识解释实际生活实例。随着科学技术的发展，《胶体与界面化学》的应用与我们的生活密切相关，在我们生存的环境中胶体体系随处可见，云、雾、太阳的颜色、人工降雨等现象都可以通过《胶体与界面化学》的相关知识进行解释，因此，在讲授《胶体与界面化学》时，要充分列举实际生活例子，通过对实际现象的解释，激发学生对理论知识学习的兴趣，提高学生对理论知识的理解与掌握程度。

在《胶体与界面化学》中有很多的理论概念很难讲清楚，如“界面张力”，是一个非常抽象的概念，很难通过图画与语言等常规的教学方式解释明白，例如“气球、水滴、气泡”等球形形态的存在是因为在各介质中球形的表面积最小，而这又是因为其表面存在“界面张力”等现象，可以较好地理解界面张力的存在；在讲到增溶作用时，要联系日化产品中的透明产品，比如一些油溶性原料的增溶等；在讲到润湿作用时，要将眼镜防雾、衣物防雨防油及农药喷洒等实际例子与润湿作用联系起来，让学生发挥自己的想象力，将枯燥的理论知识与实际现象结合起来，加强理解与记忆[2]。

在《胶体与界面化学》教学中结合实际例子讲解，可以使得学生更容易理解抽象的概念，同时使理论知识与生活紧密结合，解释生活中的各种现象，以激发学生学习的兴趣。

2.根据专业方向调整课程内容。《胶体与界面化学》是一门基础理论学科，在不同领域的应用会有不同的侧重。我院的《胶体与界面化学》课程是为轻化工程化妆品方向的学生开设的一门专业基础课程。化妆品产品主要包括凝胶、乳状液及表面活性剂混合体系，因此，与这些体系的形成、稳定及应用性能相关的知识要讲清楚，使学生能更好地掌握。

针对我院本科学生的教学，重点在于紧密联系实际产品，运用《胶体与界面化学》相关知识解释这些产品体系的形成与性能。对理论公式的学习在于理解与应用，即公式在应用过程中各参数的含义，而不是掌握公式的推导与计算。比如讲到胶体粒子在布朗运动过程中“平均位移”的计算公式，重点不是“平均位移”公式的推导及计算，而是结合实际体系讲授清楚“平均位移”的平方与温度成正比，与体系的黏度及胶体粒子成反比。这样既有利于学生更好地理解公式，也有利于学生将公式应用于分析研究实际体系。因此对于这些纯理论知识的内容要适当精简，可以将纯理论知识学习的重心放在与实际的结合过程中。

3.与下游课程的融会贯通。在本科的教学环节中，每门课程都不是独立设置的，而是课程与课程之间具有相互支撑的关系。《胶体与界面化学》作为专业基础课程，是学习《化妆品工艺学》的基础。因此，在讲解《胶体与界面化学》的知识体系时，要尽可能列举化妆品产品及其性能的实际例子，比如在讲解胶体体系的流变特性时，要举例讲解化妆品膏霜乳液体系的剪切变稀性能；在讲到泡沫的形成及其稳定性时，要联系化妆品清洁产品的泡沫特性及其稳定性；在讲解乳状液的形成及其稳定性时，要联系化妆品膏霜乳液的稳定性、肤感等特性。这样可以为《化妆品工艺学》的学习奠定很好的基础，同时激发学生学习基础理论知识的兴趣。

同时在《化妆品工艺学》教学过程中，要不断引用《胶体与界面化学》的理论知识，通过这种课程与课程之间知识的融会贯通，达到对理论知识的掌握并灵活运用的目的，使学生既具备扎实的理论知识，又具有较强的实践技能。

4.改革教学方法和教学手段。①教学方法多样化，突出学生的主体作用要真正做到课堂教学以学生为主体，首先要转变教育思想与教育观念。要把课堂教学效率作为教改的主要问题，向课堂教学要质量、要效率。《胶体与界面化学》课程不仅要培养学生掌握相关的理论知识，还要培养学生具备一定的实验技能，教学过程中应注重突出学生的主体地位，积极调动学生自己思考、探索的兴趣与动力。真正实现由单纯接受知识转变为接受与探索相结合，由培养知识型人才转变为培养技能型人才。此外，应该大胆借鉴国外的先进教育理念，注重师生间的互动，以一种平等、相互交流、相互激活的方式组织课堂教学活动，要求学生主动参与，自由思考，随时提出问题并解决问题。在实现“授”与“受”统一的同时，培养学生的创造能力和学习能力。②实现教学手段现代化。多媒体集图文声像于一身，以其多维化的表现形式，为《胶体与界面化学》课堂与实验教学提供了新的手段。这就要求教师充分利用多媒体教学手段，生动而形象地展现《胶体与界面化学》实验的工艺以及实际胶体体系产品的性状，使学生有更好的感性认识[3]。

5.设置适合专业方向的实践教学内容。《胶体与界面化学》适合应用于不同的领域体系，但针对不同的领域又有不同的侧重，所以实践教学环节要紧扣本专业学生的发展方向，结合化妆品领域所需的实践技能，增加与专业相关的综合型实验与设计型实验教学内容。鉴于《胶体与界面化学》针对轻化工程化妆品方向的学生，实践教学内容与日用化工紧密结合，如在“乳状液的制备”实验中，不仅仅是不同类型乳状液的制备，同时要增加乳状液的显微镜观察、乳状液的高低温、离心稳定性、粘度测定等与产品技术开发相关的实验方法，形成一个综合型实验，使学生不仅能掌握乳状液的制备，同时也能掌握乳状液的乳化性能与稳定特性，为未来实际膏霜乳液体系配方的开发奠定基础，可以很好地运用乳状液形成与破乳的理论，更好地设计稳定性、使用性能良好的产品配方。

6.提高教师自身的工程素质。《胶体与界面化学》在教学过程中，需要与各相关领域的紧密结合，与下游课程的融会贯通，对教师的要求较高。不仅仅是对《胶体与界面化学》理论知识体系的讲授，更多的是通过该课程的教学，增加学生对化妆品行业的了解，激发学生对行业的极大热爱，同时要引申到下游课程的相关内容，这就要求教师不仅对行业非常熟悉，还具备一定的本专业的技术背景。为了更好地引导学生未来对化妆品相关知识的学习，最好能具有化妆品行业的工程背景，不仅熟悉行业的现状，还了解行业的发展趋势，同时还有配方开发的基础，才有可能更好地启发学生将《胶体与界面化学》的理论知识，应用到化妆品领域及配方开发的过程中。

7.教学中应注重产、学、研相结合。目前高校与企业的联系不够紧密，导致学校的教学内容与企业需求脱节等问题。在课程的教学过程中，尽可能结合企业与学校的产、学、研，通过与企业共建实验室和研发中心，与企业有更多的沟通交流机会，联合优化课程内容，使得学生有机会参与到产、学、研合作的过程中[4]，把实践性课程引入课堂与实验室。高校要及时吸收新的科学技术、科学研究及教学改革的新成果并转化为开放实验的教学内容[5]。根据行业的发展趋势，及时更新实验教学内容，不断改进实验教学方法，有效提高教学质量。要有意识地培养、训练学生理论联系实际的学风和严谨的科学态度，提高学生分析问题、解决问题的能力。

综上所述，针对我院轻化工程化妆品方向《胶体与界面化学》课程的教学，必须根据本专业的特色，在教学过程中紧密联系实际，将枯燥的理论知识灵活应用于实际体系；通过激发学生对化妆品行业的热爱，启发学生对生活中实际例子的观察与思考，充分调动学生的学习积极性；并通过与下游课程的融会贯通，与企业的紧密结合，以培养动手能力强的高级技能型人才为目标，使教学处于良性循环，从而达到较好的教学效果。

参考文献：

[1]魏利滨，宋长友，刘昆.无机化学实验教学改革的思考与实践[J].唐山学院学报，2010，23（3）：67-69.

[2]吕志凤，战风涛，姜翠玉.浅谈高校专业选修课的教学改革与实践[J].教改经纬，2011，197：43-44.

[3]杨继生.精细化工教学改革的探索与实践[J].大学化学，2010，25（5）：39-41.

[4]余志卫.论本科院校卓越工程师的培养[J].武汉职业技术学院学报，2011，10（2）：81-83.

[5]阚凤龙，周悦，韩中华，等.卓越工程师教育培养的开放式实验教学研究[J].科技广场，2011，（2）：245-247.

胶体化学在生活中的应用范文第2篇

1.1微胶囊技术的基本概念

微胶囊技术（Microencapsulationtechnology）是指将分散的固体颗粒、液滴甚至气体用天然或合成的高分子材料包裹成微小的、具有半透性或密封囊膜的微型胶囊的技术。所得到的微小粒子叫做微胶囊（microcapsule），其内部所包裹的物料称为芯材或囊芯，芯材可以是固体、液体或者气体，也可以是他们的混合体；外部的囊膜称为壁材或囊壁，通常是单层结构，也可由多层结构包埋。微胶囊粒径一般为1μm～1000μm，小于1μm的微胶囊称为纳米微囊。微胶囊的囊壁可以在加压、加热或者辐射的条件下破裂，从而释放包裹的芯材，达到所需要的应用效果；也可以不破坏囊壁，通过选择成膜材料或改变膜囊厚度等方法调节芯材透过囊壁向外界释放的时间和速度。微胶囊技术可以改变物质存在的状态、保护敏感成分、隔离物料间的相互作用、降低挥发性、控制释放、混合不相溶成分并降低某些化学添加剂毒性、延长贮存时间等，微胶囊技术所具有的这些独特优点，正是该技术倍受人们关注的原因，如今，微胶囊技术已成功应用于食品、化工、医学、农药、生物技术等诸多领域。

1.2微胶囊技术的发展简史

微胶囊技术的研究始于20世纪30年代，美国大西洋海岸渔业公司（AtlanticCoastFishers）于1936年提出在液体石蜡中，以明胶为壁材制备鱼肝油—明胶微胶囊的方法，这是最早的微胶囊专利。20世纪40年代末，微胶囊技术开始取得重大成果，美国的Wurster采用空气悬浮法制备微胶囊，并成功用于药物包衣，是利用机械方法制备微胶囊的先驱者，空气悬浮法也因此被称为Wurster法。20世纪50年代，美国NCR公司的Green从当时制药业的胶囊制剂中受到启发，首次利用物理化学原理制备微胶囊，发明了第一代无碳复写纸，开创了以相分离为基础的物理化学制备微胶囊的新时代。50年代末到60年代，界面聚合法制备微胶囊的成功推动了微胶囊技术的发展。20世纪70年代后，微胶囊制备工艺日臻成熟，应用范围逐步扩大，开发出了粒径在纳米范围的微胶囊。20世纪80年代，微胶囊技术引入我国并得到了迅猛发展。

1.3微胶囊的制备方法

制备微胶囊的新工艺、新方法一直是许多科研工作者的主要研究方向之一，现有的微胶囊的制备技术已超过200种，根据微胶囊性质、成囊条件和囊壁形成原理可分为物理法、化学法、物理化学法等3大类20余种方法。其中物理方法可分为空气悬浮法、喷雾干燥法、喷雾冷冻法、分子包埋法、挤压法、静电沉积法和气相沉积法等；化学法可分为聚合法、乳化法、锐孔法和辐射化学法等；物理化学法有相分离法、界面沉积法和干燥浴法等。目前在食品工业中应用较成熟的方法有喷雾干燥法、空气悬浮法、喷雾冻凝法、分子包埋法、物理吸附法、凝聚法、挤压法等。不同的制备方法有着不同的特点和适用范围。喷雾干燥法处理量大，速度快、物料温度不会高于气流温度，适合热敏性、疏水性、亲水性及与水反应的材料的微胶囊化；空气悬浮法是将悬浮的芯材固体在有囊壁成膜液的流化床中表面形成胶囊，壁材层厚度均匀适中，适于固体芯材；挤压法是一种低温微胶囊化产品的技术，可防止风味物质的挥发，适用于热敏性物质的包埋，如各种风味剂、香料和色素等；界面聚合法的包封率高，可以很好的保护活性物，因此适合活性物质的包埋；锐孔法的操作简单，不使用有机溶剂，无需高速搅拌且所得胶囊机械强度大、粒径小，适于对紫外光敏感的生物活性体的包囊；单凝聚法工艺简单，易控制，包埋率较高，可制成粒径不同的微胶囊，适于油脂和精油的包埋；复凝聚法对非水溶性芯材具有高效、高产的特点，适于非水溶性的固体粉末或液体的包埋。

1.4纳米微胶囊

纳米胶囊的概念最早是由Narty等在20世纪70年代末提出，其直径在1nm～1μm，是一种多相功能材料，由于其粒度小，易于分散和悬浮在水中形成胶体溶液，外观上清澈透明，具有与传统微胶囊不同的独特性质，因此在许多领域得到新的应用，特别是在药物纳米胶囊的研究中，发现其靶向性和缓释效果更加明显，精确控制释放性能不仅是纳米微胶囊的一项附加的技术指标，更是一个无与伦比的全新属性。纳米微胶囊的制备技术主要包括乳液聚合法、界面聚合法、干燥浴法、单凝聚法和纳米自组装技术等。随着微胶囊技术的纵深发展，纳米微胶囊技术的理论也会越来越完善，应用更加广泛。

2微胶囊技术在食品工业中的应用

食品的微胶囊技术是当今国内外重点研究的一种食品加工技术，该技术最早应用于食品工业是在20世纪50年代末，Andeson等人研究了桔油的微胶囊化，在很长一段时间内，由于微胶囊化产品的成本较高，使微胶囊技术在食品中的应用受到了限制，但有关的研究工作从未停止，许多传统工艺中无法解决的难题依赖微胶囊技术迎刃而解，极大地促进了微胶囊技术在食品领域中的发展，使得微胶囊技术在食品中的应用越来越广泛，主要集中于某些食品添加剂或配料、保健食品或益生菌等的微胶囊化。

2.1营养素

氨基酸、维生素和矿物质等是食品中需要强化的主要营养素，这些物质在加工或贮藏过程中，外界因素的影响容易使其丧失营养价值或致使制品变色变味，将营养素包裹制成微胶囊制剂后，具有了更强的稳定性和实用性。如面粉或培烤制品用粉中所用到的硫酸亚铁会催化氧化酸败的进行，但将硫酸亚铁制成微胶囊后，不仅防止了其对氧敏感成分的接触，又掩蔽了硫酸亚铁的铁腥味。普通Vc加热3h～4h左右就会被完全破坏，采用挤压法将Vc制成微胶囊加入到食品中，经高温长时间加热Vc仍能保持一定的活性，证明微胶囊提高了Vc的使用性能，对Vc具有很好的保护作用，特别适合添加在需高温加热的食品中。

2.2香精和风味剂

食品加工中经常使用的香精是由许多易挥发、对环境敏感的化合物组成，当受到光、温度、湿度、氧等的影响时，香精的香味就会发生改变，从而影响了食品的风味。微胶囊香精已越来越受到世界各香料工业企业以及食品生产企业的重视，成为香精发展的一个方向。微胶囊化香料和风味剂，应用于食品工业的许多方面。焙烤制品中使用微胶囊化的香精，可以减少在焙烤中由于水分的蒸发而带走部分香料的呈味成分，避免香料在高温和高pH值的环境下遭破坏或挥发；固体饮料的生产中选用微胶囊香精，既可以避免添加液体香精所产生的黏结现象，又能避免饮料中的其他成分对香精的破坏，从而保持产品风味；应用于汤料食品中，可以避免香味物质在生产和贮运过程中变质与挥发，延长保质期，也可以掩盖如洋葱、大蒜之类的强烈气味。

2.3食品防腐剂

微胶囊化防腐剂可以延长防腐时间并减少毒性，目前食品防腐剂的微胶囊化有两种类型，一种是低醇类杀菌防腐剂的微胶囊化，即将乙醇制成微胶囊粉末制品，使其在密封包装的容器中缓慢气化放出的乙醇蒸气，从而达到杀菌的目的；另一种是对现有的食品防腐剂进行包埋，制成长效制剂，使其在食品中缓慢释放，从而减少添加量。

2.4甜味剂

食品生产中使用的甜味剂通常是各种天然产物的糖类，温度、湿度对这些甜味剂的性能影响很大，将甜味剂微胶囊化后可降低其吸湿性，同时微胶囊的缓释作用可使甜味持久。人造甜味剂阿斯巴甜，其甜度是蔗糖甜度的150倍～200倍，热量远低于同等量的糖，这种甜味剂在可乐、汽水等酸性食品中不稳定，通过微胶囊技术，可克服阿斯巴甜在酸性环境不稳定的缺点，因此他在食品工业中的应用十分广泛。美国专利中介绍了阿斯巴甜胶囊化的方法：将阿斯巴甜与凝聚剂加水混合润湿，经真空干燥、筛分后得到直径小于0.43mm的胶囊。这种胶囊单位时间的释放量与颗粒的半径有关，微小颗料在其中所占的比例越大，释放的速度越快，同时，不同水溶性的凝聚剂也会影响阿斯巴甜的释放速度。

2.5酸味剂

很多酸味剂的酸味有刺激性，有的酸味剂还会促进食品的氧化、改变配料系统的pH等，如直接添加到食品配料中会与果胶、淀粉、蛋白质等对酸敏感的成分作用而影响食品品质，而添加了微胶囊化的酸味剂后，酸味剂与敏感成分的接触大大减少，食品品质得以保障，并延长了食品的贮存期，通过控制释放，还可以增进风味。目前，微胶囊化苹果酸、柠檬酸、抗坏血酸等已广泛用于布丁粉、点心粉、馅饼填充物及肉类的加工业中。

2.6抗氧化剂

食品抗氧化剂作为一种添加剂掺入食品，主要用于防止或减慢食品发生氧化作用，他先于食品与氧气发生反应，从而有效防止食品中脂类物质的氧化，避免了食品品质劣变。如天然维生素E作为一种抗氧化剂，能够全面有效地保护机体细胞膜及生物大分子对抗氧自由基的侵犯，在增强机体活力、延缓细胞衰老、提高免疫力、降低血胆固醇和抗肿瘤方面具有良好的效果。维生素E是一种溶于酒精和脂肪溶剂的黏性油，不溶于水，难以均匀地添加于食品、药品中，若将维生素E制成微胶囊型，则既能保持维生素E的固有特性，又能弥补其易氧化和不易用于水溶性产品等的不足。有实验研究证明，微胶囊型天然维生素E在水溶性、流动性、分散性及稳定性等方面上均有很大的改善。

2.7生理活性物质

保健品是具有机能性的生理活性物质，这些物质具有增强人体免疫力、抗衰老、防疾病等功能，如DHA、EPA、亚麻酸、膳食纤维、多不饱和脂肪酸、活性肽和活性蛋白等，这些物质大多不稳定，易与其他配料发生相互作用或受光、热、氧等因素生成各种氧化和分解产物，所以可用微胶囊化处理以提高他们在功能性食品中的可用性。螺旋藻含有多种生理活性成分，因其营养均衡、全面而成为最佳的健康保养食品，但由于其具有特殊的藻腥味，很难被所有的消费者所接受，其细胞壁的特殊结构也在一定程度上影响了人体的充分消化，降低了营养价值，而微胶囊化的螺旋藻不仅具有了良好的水溶性，也大大降低了藻腥味，同时提高了螺旋藻贮藏的稳定性。

2.8益生菌

乳酸菌是一类有益微生物，其重要生理功能是调节消化道的微生态平衡、增强机体的免疫力、降低胆固醇等，而乳酸菌制品在从生产到运输、销售、再经消化道到达肠道的过程中，需经受一系列不利环境，最后到达肠道的活菌数大量减少，限制了乳酸菌生理作用的发挥，而微胶囊技术是解决这一问题的有效方法，采用微胶囊技术包裹乳酸菌，能增强菌体对外界环境的抵抗力，显著提高菌体在到达肠道后的存活率，使乳酸菌更好地发挥益生作用。双歧杆菌是人体肠道正常菌群的优势菌，可改善维生素代谢、降低胆固醇、提高人体免疫机能、具有抗癌抗衰老作用。但是由于双歧杆菌受外界因素的影响，对营养要求高，不耐氧、不耐胃酸、不耐胆汁和不耐高温，常温下货架期短，经口服到达肠道时活性菌量极少，使这类产品的开发和利用受到了很大限制。惠永华等采用双层包裹法，用棕榈油作内层壁材，大分子明胶溶液作外层壁材将双歧杆菌包裹，微胶囊化的双歧杆菌活菌数高、保存性好，使尽可能多的菌体到达人体肠道，发挥相应的生理功能，真正起到益生作用。

胶体化学在生活中的应用范文第3篇

关键词：现代教育 信息技术 整合实践

随着信息时代的到来，传统的教学手段已滞后于当今教育的发展，时代向我们教育工作者提出更高的目标。在信息时代的今天，把信息技术引入学校课堂教学是实现教育现代化的一个重要内容，这必然会给教育观念、教学方法、组织形式带来深远影响。信息技术与教学的整合能创设逼真的教学情境，激发学习兴趣；运用图文、声像形象地化抽象为直观，化静为动，化不可见为可见；扩大教学容量，提高课堂效率，促进探索学习，扩大了教学时间、空间，提供良好学习环境。

化学是以实验为基础的一门学科，而许多化学实验受条件和安全因素的限制，课堂上或是高中化学实验室中完成很困难，甚至不容易实现。传统的教师讲实验，学生想实验，学生理解起来很吃力，掌握起来不扎实，教学效果不明显。所以引进多媒体辅助教学，充分利用动画和图片等，把难于想象的微观世界宏观化，把难以演示的实验形象化，通过直观的视觉来帮助学生理解，大大降低了难度，使学生深入认识事物的本质，从而使教学难点顺利突破。 以下是本人在教学过程中信息技术与化学实验教学整合的实践。

一、教材的地位及其作用

本节课是新课标人教版高中化学必修1第二章第一节的第二课时。胶体属于分散系内容，知识相对独立，但胶体的性质与生产、生活和高科技联系密切，并与物理、生物等学科知识有一定的交叉。本部分知识具有一定的综合性，适宜于对学生进行学科内和多学科间的综合教学，有利于培养学生的综合能力。

教学目标和教学重点难点的确立

依据新课程标准及学生实际情况确定本课时的教学目标如下：

1.知识技能目标：了解胶体的重要性质和应用。

2.过程与方法目标：通过课堂演示实验和FLASH演示实验，进一步培养学生动手、观察、分析实验的能力。

3.情感态度价值观目标：充分发挥学生的自主性，在实验探究过程中，激发学生积极自主学习的热情。

根据考试大纲对本节内容的要求，确立教学重、难点如下：

教学重点：胶体的性质

教学难点：胶粒带电的原因

二、教学模式和教学方法

本节课的教学，按照 “启发引导，实验探究”教学模式。

教学对象是刚上高一的学生，处于初高中过渡时期。想象能力，实验设计能力与实验动手能力较差。而化学是以实验为基础的一门学科而许多化学实验受条件和安全因素的限制，课堂上或是高中化学实验室中完成很困难，甚至不容易实现。作为这节课的重点，胶体的性质也是高考的热点内容，但胶体的运动性质属于微观粒子的运动状态，看不见摸不到，学生理解起来比较困难，同时胶体的电泳实验时间较长不适合在课堂上作，传统的教师讲实验，学生想实验，学生理解起来很吃力，掌握起来不扎实，教学效果不明显。所以引进多媒体辅助教学，充分利用动画和图片等，把难于想象的微观世界宏观化，把难以演示的实验形象化，通过直观的视觉来帮助学生理解，大大降低了难度，使学生深入认识事物的本质，从而使教学难点顺利突破。

三、教学过程

本节教学过程分为三个环节：发现问题 、实验探究解决问题、归纳总结

环节——发现问题 导入新课——以生活中的问题引入，激发学生的探究欲望。

[引入]向豆浆里加入石膏，就变成了豆腐，是什么原因呢？这幅美丽的画面中（幻灯片展示树林中的丁达尔效应）又蕴涵着怎样的化学原理呢？今天我们就通过学习有关胶体的性质来解决这些问题。为了更好地研究胶体的性质我们首先要将胶体制备出来。

实验探究解决问题：本节教学内容包含以下几方面

（一）胶体的制备 本部分教学教师演示制备过程，总结注意事项

（学生观察制备的胶体）——绝大多数胶体都是均一，透明的

（二）胶体的性质

1.丁达尔效应

学生活动：分组实验，根据实验现象分析实验结论

（教师进行适当讲解指出丁达尔效应的应用）

2.布朗运动——（使用多媒体辅助教学把难于想象的微观世界宏观化）

[多媒体动画模拟]胶粒的布朗运动。 教师解释原因

教师[设疑]若给Fe（OH）3胶体通直流电，胶体粒子的运动会怎样呢？

3.电泳（把难以演示的实验形象化，通过直观的视觉来帮助学生理解，大大降低了难度）

[播放动画]Fe（OH）3胶体的电泳实验，学生观察现象。总结现象：

教师解释原因

教师[过渡]我们分析了胶体稳定的原因，其中胶体粒子带电是重要的因素。那么，能否想出针对性的办法破坏胶体的稳定性，使胶粒彼此聚集长大而沉降呢？

[学生演示]向盛有Fe（OH）3胶体的试管中滴入MgSO4溶液，振荡。观察。

现象：产生浑浊。

4.胶体的聚沉

教师总结胶体聚沉的方法：加电解质溶液；加带相反电荷的胶粒。是知识深化【过渡】经过刚刚的学习我们可以用“丁达尔效应”区分胶体和溶液。我们如何将胶体和溶液进行分离呢？大家想我们是如何将悬浊液分离的。——我们今天要用到更小的筛子，半透膜。现在我将淀粉胶体与氯化钠溶液一起装入半透膜中，大家设计实验如何检验，是胶体透过半透膜了还是溶液透过半透膜了呢，还是都透过了呢？ 【学生设计实验】教师对实验方案点评 学生分组进行实验验证。

结论：胶体粒子不能透过半透膜，而溶液中溶质粒子可以透过半透膜。

5.胶体的渗析

[过渡]以上我们紧紧围绕胶体粒子大小的特征，研究了胶体所具备的重要性质。借此，可以认识和解释生活中的一些现象和问题。

（三）胶体的应用

学生总结本节内容

[教师系统总结]本节我们主要学习了胶体的性质，并了解了胶体性质在实际中的应用。下面我们将胶体的有关性质与溶液、浊液进行对比。（幻灯片展示性质对比表格师生共同完成）

胶体化学在生活中的应用范文第4篇

生物医学材料是一类对人体细胞、组织、器官具有增强、替代、修复、再生作用的新型功能材料。它有独特的基本要求：①具有生物相容性，要求材料在使用期间，同机体之间不产生有害作用，不引起中毒、溶血、凝血、发热、过敏等现象；②具有生物功能性，在生理环境的约束下能够发挥一定的生理功能；③具有生物可靠性，无毒性，不致癌、不致畸、不致引起人体组织细胞突变和组织细胞反应（即“三致物质”），有一定的使用寿命，具有与生物组织相适应的物理机械性能；④化学性质稳定，抗体液、血液及酶的作用；⑤针对不同的使用目的具有特定功能。按生物医用材料性质的不同可分为四大类：①医用金属材料。主要用于硬组织的修复和置换，有钴合金（Co-Cr-Ni）、不锈钢、钛合金（Ti-6Al-4V）、贵金属系、形状记忆合金、金属磁性材料等7类，广泛用于齿科填充、人工关节、人工心脏等。②医用高分子材料。有天然与合成两类，通过分子设计与功能拓展，即合金化、共混、复合（ABC）等技术手段，可获得许多具有良好物理机械性能和生物相容的新型生物材料。③生物陶瓷材料。有惰性生物陶瓷（氧化铝陶瓷材料、医用碳素材料等）和生物活性陶瓷（羟基磷灰石、生物活性玻璃等）。④医用复合材料。由两种或者两种以上不同性质材料复合而成，取长补短，达到功能互补。主要用于修复或者替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造。胶原属于细胞外基质的结构蛋白质，结构复杂，根据分子结构决定功能和性质的原则。其分子量大小、形状、化学反应以及独特的生物分子等对功能、性质起着决定性作用。胶原来源广泛，资源丰富，性质特殊。是21世纪生物医学材料研究和应用的热点和重点[1]。

1胶原生物医学材料的优势

（1）低免疫源性。组织胶原具有一定的免疫性，20世纪90年代研究发现，其免疫源性来自于端肽及变性胶原和非胶原蛋白质，在提取胶原时，除去端肽及纯化分离掉变性胶原和非胶原蛋白，能得到极弱免疫原性的胶原材料。（2）与宿主细胞及组织之间的协调作用。其特点：①胶原有利于细胞的存活和促进不同类型细胞的生长；②胶原不但可增加细胞黏结，而且有利于控制细胞的形态、运动、骨架组装及细胞增殖与分化。（3）止血作用。胶原的四级特殊结构能使血小板活化、释放出颗粒成分，起到迅速凝血的作用。（4）可生物降解性。胶原是一种特殊的生物降解材料，其降解性作为器官移植的基础。（5）物理机械性能。胶原的三螺旋结构以及自身交联而成网状结构，使其具有很高的强度，可满足机体对机械强度的要求；另外通过进一步的交联增强其强度，而且采用不同的交联剂可获得不同的强度和韧性材料。通过复合和接枝共聚能获得更多性能优良的材料。（6）组织工程（Tissueengineering）。胶原的优良特性使其在组织工程中扮演更重要的角色，大量应用于临床，前景广阔。

2胶原在生物临床医学上的应用

[2]（1）手术缝合线。当前应用的天然与合成材料制备缝合线均存在这样那样的不足和缺陷，或者不能自然吸收，需要拆线；或者与组织反应大，引起发炎、造成伤口瘢痕明显；或者吸收时间过长等。而胶原制备的缝合线既有与天然丝一样的高强度，又有可吸收性；使用时有优良的血小板凝聚性能，止血效果好，有较好的平滑性和弹性，缝合结头不易松散，操作过程中不易损伤肌体组织。可采用复合与交联改性方法提高缝合线功能和性能，制备的可吸收缝合线有：①纯胶原可吸收缝合线；②胶原/聚乙烯醇共混复合；③胶原/壳聚糖复合可吸收缝合线；④胶原/壳聚糖/聚丙烯酰胺复合可吸收缝合线。（2）止血纤维。胶原纤维是一种天然的止血剂和凝血材料，且止血功能优异。胶原纤维是一种集止血、消炎、促愈为一体，可被组织吸收，无毒、无副作用的医用功能纤维，相比于以前使用的氧化纤维素、羧甲基纤维素及明胶海绵等止血材料，其效果要好的多。（3）止血海绵。胶原海绵有良好的止血作用，能使创口渗血区血液很快凝结，被人体组织吸收，一般用于内脏手术时的毛细血管渗出性出血。临床应用于普外科、心血管外科、整形外科、泌尿外科、骨科、皮肤科、烧伤科、妇产科以及口腔科、耳鼻喉科、眼科等几乎所有的手术。（4）代血浆。当人体由于外伤或其他原因发生意外急性失血时，最佳方法必须立刻输血，但众所周知，血液来源非常困难！而且不能长久保存，输血之前还需鉴定血型和配型。因此，寻找理想的代用品成为人们的梦想。20世纪50年明胶代血浆受到重视，且符合血浆的条件和性质，国外已大量使用，我国正在积极推进其产业化。国外明胶类代血浆有脲交联明胶、改性液体明胶和氧化聚明胶3种。国内有氧化聚明胶、血安定（Gelofu-sine）海星明胶和血代（Haemaccel）。（5）水凝胶。水凝胶是一些由亲水大分子吸收了大量水分形成的溶胀交联状态的半固体（三维网络），能保持大量水分而不溶解，具有良好的溶胀性、柔软性和弹性，以及较低的表面张力等特殊性质。交联方式有共价键、离子键和次级键（范德华力、氢键等）。水凝胶是高分子凝胶中的一类，可分为物理凝胶和化学凝胶。为改善性能需对天然高分子与合成高分子进行共混复合制备新型水凝胶（互穿网络水凝胶），现已取得很大进展。制成的复合材料有胶原/聚甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶、胶原/聚乙烯醇水凝胶、胶原/聚异丙酰胺水凝胶、胶原/壳聚糖水凝胶等。（6）敷料。敷料是能够起到暂时保护伤口、防止感染、促进愈合作用的医用材料。有普通敷料（常用植物纤维纱布）、生物敷料（胶原蛋白及其改性产品以及左旋糖酐、壳聚糖、淀粉磷酸酯等）、合成敷料和复合敷料等四种。开发使用的品种有海绵型敷料、胶原膜敷料、凝胶敷料。（7）人工皮肤。

人工皮肤是在创伤敷料基础上发展起来的一种皮肤创伤修复材料和损伤皮肤的替代品。其制备方法采用复合与交联法，一是提高胶原的机械强度；二是胶原与其他天然高分子进行杂化改善机械性能和生物活性。（8）人工血管。人工血管是近年来组织工程（一门多学科的交叉科学）研究的重点之一。当今临床应用的人工血管主要是人工合成材料制成的，最早是涤纶纤维编织的人工血管，但只能对大口径血管有较短的替代作用。后来开发聚四氟乙烯（PTFE）、聚氨酯（PU）、膨体聚四氟乙烯（ePTFE），并采取多种方法进行改性，以适应血管植入的要求。此外，还有生物降解材料如聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚乳酸异构体（PLLA）等。（9）人工食管。分为两种，一种是用自身的其他组织或器官（如结肠、空肠、胃、胃管和游离的空肠等）加工而成，现已广泛应用于临床，优缺互见；另一种是人工合成材料加工而成，比如塑料管、金属管、PTFE管、硅胶管等，效果均不理想。最早制成使用的聚乙烯（PE）管，此后发展了PTFE、硅橡胶、硅胶涂覆的涤纶编织管（PET）、碳纤维管等。近年以来，使用聚乙烯醇（PVA）、PLA降解塑料。用降解塑料制作无细胞支架的人工食管、组织工程化食管等。（10）心脏瓣膜。分为机械瓣膜（金属瓣）和生物瓣膜。心脏瓣膜支架材料有可降解合成高分子和生物高分子。可降解合成高分子有PLA、PGA及二者共聚物（PGLA），此外还有聚β—羟基烷酸酯、聚羟基丁酸酯（PHB）；生物高分子材料有胶原、纤维蛋白凝胶、去细胞瓣膜支架等。（11）骨的修复和人工骨。目前仍以金属（不锈钢、钴铬合金、钴镍合金、钛合金）为主；高分子材料，诸如PTFE、聚硅氧烷、高密度聚乙烯（HDPE）、陶瓷（结晶氧化铝、羟基磷灰石）以及复合材料。胶原以其独特的性能成为不可或缺的生物材料，在骨修复中起举足轻重作用。①在组织引导再生术中（guidedtissueregeneration,GTR）能起到“诱导成骨”、“传导成骨”，实现再生修复和骨愈合的作用。②组织工程化骨组织的构建。包括三个方面：一是寻求能够作为细胞移植与引导新骨生长的支架结构作为细胞外基质（ECM）的替代物；二是种子细胞；三是组织工程骨的组织还原（骨缺损修复）。（12）角膜与神经修复。角膜胶原膜和组织工程化角膜；人工神经支架采用胶原、胶原/壳聚糖或胶原/糖胺聚糖等。（13）药物载体。药物载体由高分子材料充当，大多数为传递系统，其主要成分是胶原和明胶。有胶原膜、胶原海绵、药用胶囊和微胶囊和丸剂与片剂。（14）固定化酶载体。胶原可作为细胞或酶的载体，其特点：①胶原本身是蛋白质，对酶和细胞的亲和性是其他材料不可及的；②胶原蛋白成膜性好，可制成各种酶膜；③胶原蛋白肽链上具有许多官能团，诸如羧基、氨基、羟基等，易于吸附和固化。胶原蛋白有很好的生物相容性，在体内可被逐步吸收，交联接枝共聚后赋予了材料良好的物理机械性能，且可在体内长期保存。广泛应用于人体的各个部位。生物医学材料在人体的应用部位，详见图1[3]。

胶体化学在生活中的应用范文第5篇

[关键词] 静磁场；溶胶-凝胶生物活性玻璃；成骨细胞

[中图分类号] R782.2 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701（2013）15-0053-03

溶胶-凝胶生物活性玻璃是一种含有硅、钠、钙和磷等成分的透明生物活性材料[1]，医用开发的生物活性玻璃具有与天然骨类似的组成，生物相容性好，可与生物组织产生直接的化学结合，植入人体后可参加新陈代谢使骨组织生长，是一类可以与骨组织良好键合的骨修复材料[2]。已发现生物活性玻璃能够促进人成骨细胞增殖[3]。

磁力在20世纪70年代后期被引入正畸学领域以来，就备受关注[4]。研究表明， 0.062 T的静磁场可以促进成骨细胞的增殖[5]。由于以往多为单独研究生物活性玻璃或静磁场对成骨细胞的影响，本研究初次探讨静磁场结合溶胶-凝胶生物活性玻璃同时对成骨细胞的作用，观察成骨细胞在两者共同作用下的增殖性，推断其对牙槽骨改建的潜在影响[6]，为正畸临床医生矫治错畸形患者寻找更好的治疗方法提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 静磁场的设计 参考仇丽鸿等[7]的方法，将两块钕铁硼永磁体（15 cm×9 cm×2 cm）充磁后分别固定于特制的长方形盒子（15 cm×9 cm×2 cm）内。在长方形盒子的间位置可放置96孔细胞培养板，调节96孔细胞培养板及两块钕铁硼永磁体之间的位置关系， 应用特斯拉测定仪测定培养板底部的磁场强度， 使其磁场强度为 0.062 T。

1.1.2 生物活性玻璃 采用溶胶-凝胶法制备的生物活性玻璃58S，由华南理工大学材料学院提供。

1.1.3 实验细胞 Wistar大鼠成骨细胞株由上海拜力生物科技有限公司提供。

1.2 方法

1.2.1 溶胶-凝胶生物活性玻璃的配制 将粉末状的溶胶-凝胶生物活性玻璃 58 S高温高压灭菌后，按1 mg/mL浓度配入培养基，静置24 h后，用0.22 μm过滤膜过滤，最后将其浸提液按1：9稀释10倍待用。

1.2.2 分组方法 复苏Wistar大鼠成骨细胞株，并传代培养至第4代后随机分为四组： ①空白组：成骨细胞培养组；②溶胶-凝胶生物活性玻璃实验组：溶胶-凝胶生物活性玻璃溶剂内成骨细胞细胞生长组；③静磁场作用下成骨细胞实验组：0.062 T静磁场作用下成骨细胞生长组；④静磁场作用下溶胶-凝胶生物活性玻璃实验组：0.062 T静磁场作用下，溶胶-凝胶生物活性玻璃溶剂内成骨细胞生长组。

1.2.3 细胞增殖（MTT）的测定 用含 5%胎小牛血清得培养液配成单个细胞悬液，以每孔 104个细胞接种到 96 孔板，每孔体积 100 μL，每个样本做 3 个复孔。37℃、5 mL/L CO2培养箱中培养24 h、48 h、72 h、120 h。每孔加 MTT 溶液（5 mg/mL用 PBS 配制，pH=7.4）20 μL。继续孵育4 h，终止培养，小心吸取孔内培养上清液。每孔加 150 μL DMSO，振荡 10 min，使结晶物充分溶解。选择 490 nm 波长，在酶联免疫监测仪上测定各孔光吸收值，记录结果，以时间为横坐标，吸光值为纵坐标绘制细胞生长曲线。

1.3 统计学方法

所有数据采用SPSS 13.0 统计软件处理。差异分析应用方差分析和t检验，P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

见表1。随着细胞培养时间的增加，各组细胞出现不同程度的增殖，通过任意两组组间比较t值在24 h、48 h、72 h、120 h时间点的比较，可知四组间成骨细胞在24 h、48 h、72 h、120 h各个时间点的增殖性存在显著性差异。本研究结果表明，与空白组相比，三个实验组的增值率在48 h之前均呈现递增趋势，48 h之后均呈现递减趋势，在48 h达到最高点；并且成骨细胞的增殖率在48 h时，58 S溶胶-凝胶生物活性玻璃与0.062 T静磁场共同作用组最高。

3 讨论

随着生物磁技术与人工材料的发展，有关磁场、人工材料作用与生物学效应的研究，取得了积极的成果，各类磁场强度治疗及生物活性玻璃在医学中的基础和临床应用研究越来越广泛。但是有关静磁场和生物活性玻璃对骨组织作用和相关代谢机制的研究较少[8]。课题组首次应用体外研究探讨静磁场加生物活性玻璃同时对成骨细胞增殖的影响，为今后进一步基础及临床研究打下基础。

本研究结果表明，与空白组相比较，0.062 T磁感应强度的静磁场、溶胶-凝胶法制备的生物活性玻璃58S、以及二者共同作用，在这三种因素作用下，成骨细胞增殖率均在48 h之前呈现递增趋势，48 h之后均呈现递减趋势，在48 h时达到最高点；58S溶胶-凝胶生物活性玻璃与0.062 T静磁场共同作用组的成骨细胞增殖率在任何时间点均高于其余三组。由本实验研究可得出，磁感应强度为0.062 T的静磁场与溶胶-凝胶法制备的生物活性玻璃58S相互协调、共同作用，对成骨细胞的增殖起到相互加强的作用。

成骨细胞不仅是骨形成的主要效应细胞，而且对破骨细胞的分化和成熟具有重要调控作用，因此在骨改建的过程中处于一个中心调控的地位。牙-牙槽骨独特的生物学特性是正畸牙得以移动的基础。0.062 T磁感应强度的静磁场与溶胶-凝胶法制备的生物活性玻璃58 S相互协调、共同作用时，更强地促进成骨细胞的增殖。而增殖是生物体最根本的生命活动，对于骨缺损、骨吸收等骨性疾病，促增殖作用显得尤为重要，由此静磁场加生物活性玻璃可更好地促进牙槽骨的改建，这为今后静磁场加生物活性玻璃在临床正畸治疗上的应用研究奠定基础。

[参考文献]

[1] 唐倩，梁焕友. 溶胶-凝胶法制备的生物活性玻璃的研究进展[J]. 国际口腔医学杂志，2006，33（4）：275-277.

[2] 刘善宇. 多孔块状生物活性玻璃骨替代材料修复兔骨缺损的实验研究[D]. 广州：南方医科大学，2011.

[3] 杨玉生，孙俊英，朱国兴. 生物活性玻璃对鼠成骨细胞体外增殖的形态学研究[J]. 生物医学工程研究，2007，28（2）：146-150.

[4] 傅蕾，吴建勇. 不同类型磁力扩弓矫治器效果及稳定性的比较研究进展[J]. 实用临床医学，2010，2（6）：134-135.

[5] 仇丽鸿，张凌，汤旭娜，等. 静磁场对成骨细胞骨形成蛋白2和Ⅰ型胶原的影响[J]. 上海口腔医学，2007，16（1）：33-35.

[6] 王胜国. 静磁场对成骨细胞功能活性的影响及其机制的初步研究[D].成都：四川大学，2007.

[7] 仇丽鸿，包扬，钟鸣，等. 静磁场对大鼠成骨细胞增殖分化功能的影响[J]. 实用口腔医学杂志，2005，21（5）：606-609.