Тиксотропия — это свойство некоторых жидких или гелеобразных систем уменьшать вязкость при длительном воздействии сдвига и восстанавливать её после прекращения внешнего воздействия. В основе тиксотропного поведения лежат структурные изменения в супрамолекулярных сетях, образованных через нековалентные взаимодействия: водородные связи, π–π-стэкинг, ван-дер-ваальсовы взаимодействия и ионные ассоциации.
Разрушение структурных ассоциаций при сдвиге Под действием сдвигового напряжения агрегаты дисперсных частиц или молекулярные фибриллы частично разрушаются, что приводит к уменьшению сопротивления потоку и снижению вязкости.
Реассоциация после прекращения сдвига После снятия напряжения молекулы способны самопроизвольно восстанавливаться, возвращая исходную структуру и вязкость. Скорость восстановления определяется динамикой нековалентных взаимодействий и концентрацией структурообразующих компонентов.
Зависимость от концентрации и температуры Увеличение концентрации гелеобразователя способствует формированию более плотной сети и усилению тиксотропного эффекта. Температурное воздействие может как ускорять реассоциацию за счёт увеличения диффузии, так и нарушать стабильность сети при высоких значениях, снижая тиксотропность.
Вязкость — ключевой параметр, измеряемый в условиях постоянного и переменного сдвига. В тиксотропных системах наблюдаются следующие особенности:
Потенциал и области применения: тиксотропные жидкости находят широкое применение в промышленности и медицине: краски и покрытия легко наносятся, не стекают с вертикальных поверхностей, фармацевтические гели обеспечивают удобное введение лекарственных средств, а пищевые продукты сохраняют текстуру при перемешивании.
Тиксотропные свойства напрямую связаны с динамикой супрамолекулярных сетей, а их количественное описание позволяет прогнозировать поведение систем в условиях технологической обработки, хранения и эксплуатации.