نیروی هیدراتاسیون (Hydration Force)، در فیزیک (Physics)
انواع نیروها (Force)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
نیروی هیدراتاسیون (Hydration Force) :
نیروی هیدراتاسیون (یا نیروی حلال پوشی (Solvation Force)) یک نیروی مولکولی است که در محلول های آبی و برهم کنش بین یون ها یا سطوح با مولکول های آب نقش دارد. این نیرو ریشه در برهم کنش های الکترواستاتیک، پیوند هیدروژنی، و اثرات آنتروپیک دارد و در فواصل بسیار کوتاه (چند لایه مولکولی) عمل می کند.
هنگامی که یک یون در آب حل می شود، مولکول های آب اطراف آن را گرفته و یک لایه هیدراتاسیون (Hydration Shell) تشکیل می دهند. نیروهای بین یون و این لایه، و همچنین بین لایه های هیدراتاسیون دو سطح مجاور، نیروی هیدراتاسیون نامیده می شوند. این نیرو می تواند هم جاذبه و هم دافعه باشد.
نیروی هیدراتاسیون نقش اساسی در پایداری کلوئیدها (Colloids)، غشاهای بیولوژیکی (Biological Membranes)، و لایه های نازک مایعات (Thin Liquid Films) دارد. برای مثال، وقتی دو سطح آبدوست (Hydrophilic) در آب به هم نزدیک می شوند، لایه های هیدراتاسیون آنها با هم برهم کنش می کنند و یک نیروی دافعه قوی ایجاد می نمایند که از چسبیدن سطوح به یکدیگر جلوگیری می کند. این پدیده در روان کاری زیستی (Biolubrication) و عملکرد مفاصل بدن بسیار مهم است. نیروی هیدراتاسیون را می توان به صورت یک نیروی نوسانی با فاصله توصیف کرد:
\[ F_{hyd} \propto e^{-d/\lambda} \cos(2\pi d / a + \phi) \]که در آن
\[ d \]فاصله،
\[ \lambda \]طول میرایی، و
\[ a \]اندازه مولکول آب است.
