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Hydrophilic (biology definition): water-loving; having an affinity for water; capable of interacting with water through hydrogen bonding.etimologia: do grego hydros, que significa ” água “e philia, que significa”amizade”. Compare: hydrophobic. as substâncias hidrofílicas são de natureza polar. “Like dissolves like” teoria governa o fato de que substâncias hidrofílicas tendem a dissolver-se facilmente em água ou solventes polares enquanto substâncias hidrofóbicas são pouco solúveis em água ou solventes polares.todos vimos o exemplo de substâncias hidrofílicas na nossa vida diária. Cada um de nós já viu que às vezes a água se espalha uniformemente em uma superfície, enquanto em certos casos ela forma pequenas gotículas. Porquê?é porque certas superfícies são amantes da água ou hidrofílicas e, portanto, a água se espalha para fora, enquanto no caso de substâncias pouco hidrofílicas (ou substâncias hidrofóbicas) que forma gotículas minúsculas à medida que essas superfícies repelem a água.

a Química por Trás Hydrophilicity

moléculas Hidrofílicas ou Hidrofílico metades são basicamente compostos polares, que tem iônica grupos. A natureza polar destas moléculas hidrofílicas permite-lhes absorver facilmente água ou solvente polar e, eventualmente, dissolver-se nos solventes polares como a água. Sendo um solvente protético polar, a água é capaz de formar uma ligação de hidrogênio (-H–OH-). Moléculas hidrofílicas são de natureza polar e facilmente formam uma ligação de hidrogênio com a água, tornando-se assim dissolvidas em água. Notavelmente, estas interações entre a molécula hidrofílica e a água são favorecidas termodinamicamente. Em geral, substâncias hidrofílicas podem facilmente formar ligações de hidrogênio com solventes polares como água, álcool.quimicamente, as substâncias hidrofílicas têm grupos iónicos (carregados) que contêm átomos de oxigénio ou de azoto. A polaridade de uma substância geralmente define sua hidrofilicidade. Alguns dos grupos funcionais comuns encontrados em substâncias/superfícies hidrofílicas estão listados na Tabela 1.Tabela 1.: Some of the common hydrophilic and hydrophobic functional groups

Chemical groups in hydrophilic substances	Chemical groups in hydrophobic substances
-OH	-CH3
-COO-	-CH2-CH3
-NH-	-R-C6H5
-Aln (OH)m, etc	C2H2, etc

Como regra geral, o hydrophilicity de qualquer superfície varia conforme o grupo funcional e a capacidade de ligação de hidrogênio: não-polares < polar, não hidrogénio vínculo < polar, ligação de hidrogênio < hydroxylic, iônica. A hidrofilicidade é significativamente influenciada pelo número de locais e pela estrutura e densidade da área de interfase.A Medição da hidrofilicidade é um parâmetro importante para quantificar a hidrofilicidade de uma substância, o que é mais indicativo da molhabilidade. As substâncias hidrofílicas possuem boa molhabilidade. A molhabilidade é a capacidade do líquido para permanecer em contato com a superfície sólida. O grau de molhabilidade é medido usando um ângulo de contato. O ângulo de contacto (θ) é o ângulo entre a superfície e a aresta da gota. Uma superfície hidrofílica tem um ângulo de contato (θ) <90°, enquanto o nível de superfície apresentam um ângulo de contato (θ) >90°, como mostrado na Figura 1 (abaixo). A higher the contact angle indicates the stronger liquid interaction rather than liquid-surface interaction thus making the material hydrophobic.

Se o líquido se espalha sobre uma superfície, molhando uma grande área da superfície, então o ângulo de contacto é inferior a 90° e é considerado hidrofílico, ou amante da água (Figura 2). Enquanto que, se um líquido formar uma gota, o ângulo de contacto é superior a 90° e é considerado um hidrofóbico ou repelente de água (Figura 2). A molhabilidade é um parâmetro importante para plantas e animais. Folhas de flor de lótus e folhas de arroz exibem uma superfície não molhante, em que as folhas permanecem secas e gotículas de água rolam para fora da superfície das folhas mantendo-as limpas o tempo todo. Alguns animais, como besouros do Deserto do Namibe, conseguem sobreviver na região seca devido à sua capacidade de absorver a umidade do ambiente através de estruturas hidrofílicas em sua superfície corporal.a partir da discussão acima, sabemos agora que as superfícies hidrofílicas tendem a espalhar a água sobre a sua superfície e não permitem a formação de gotículas de água. Esta funcionalidade das superfícies hidrofílicas é utilizada para fazer superfícies anti-nevoeiro na indústria automóvel.devido à natureza hidrofílica, uma substância tende a possuir capacidade de absorção de água através da acção capilar. A extensão da absorção de água de uma substância hidrofílica depende da porosidade da substância.

Aplicações de Substâncias Hidrofílicas

Hidrofílico polímeros e moléculas são amplamente utilizados no campo da física, química, engenharia biomédica, distribuição de medicamentos, alimentos, produtos farmacêuticos, tintas, têxteis, papel, construção, adesivos, revestimentos, tratamento de água, dispersão e suspensão de agentes estabilizadores, espessantes, gellants, floculantes e coagulantes, film-makers, umectantes, fichários e lubrificantes, cuidados pessoais, produtos de construção, detergentes, óleo de campo produtos, transformação mineral, etc.polímeros hidrofílicos apresentam boa permeabilidade ao vapor de água devido a grupos iónicos. Vestuário ou vestuário que é necessário para ser respirável é feito de fibras hidrofílicas.polímeros hidrofílicos como a celulose, alginato e quitosano são os mais utilizados na indústria alimentar em que são usados como espessante, estabilizador e gelificante.adição de substâncias hidrofílicas, como compostos à base de amido, aos vasos para plantas domésticos. Isto ajuda a reduzir a necessidade de rega e consumo frequentes.as substâncias hidrofílicas têm a capacidade de absorver e reter água. Hydrogels são um tipo de polímeros hidrofílicos que são amplamente utilizados em produtos sanitários, Engenharia Biomédica, biosseparação, agricultura, processamento de alimentos e recuperação de petróleo, para mencionar alguns. A propriedade característica destes hidrogels é absorver água e inchar. Hydrophilic hydrogels also have a soft character along with biocompatibility. Os hidrogelos são copolímeros ou homopolímeros preparados por reticulação de monómeros. Estes monômeros têm um grupo ionizável ou um grupo funcional que pode ser ionizado. Os hidrogéis podem conter grupos fracamente básicos como aminas substituídas, ou grupos fracamente ácidos como o ácido carboxílico, ou um forte grupo básico e ácido como compostos de amónio quaternário e ácidos sulfônicos. Todos estes grupos iónicos tornam os hydrogels hidrofílicos. Dependendo de sua capacidade de reter a água/inchaço, diferentes hidrogéis são utilizados em diferentes aplicações, por exemplo, hidrófilo, não-poroso, lento, inchaço hidrogel os polímeros são usados na fabricação de lentes de contato e músculos artificiais, enquanto que, hidrofílica, microporoso, rápido inchaço hidrogel polímeros são usados na fabricação de fraldas. Poliacrilatos e poliacrilatos de sódio são os polímeros hidrofílicos superabsorventes usados na fabricação de fraldas. Estes hidrogels superabsorventes podem conter água equivalente a 100 vezes o seu próprio peso.hydrophilic hydrogels are similar to the extracelular matrix and for this reason, they are widely being explored for making artificial tissue scaffolds. Devido à biocompatibilidade, os hidrogelos hidrofílicos são amplamente utilizados em aplicações biomédicas. A gelatina é um dos hidrofílicos amplamente utilizados. A gelatina é um subproduto animal e é constituída por proteína & péptido, colagénio. A gelatina é mais comumente utilizada para preparar cápsulas.o hidrogel hidrofílico também ajuda a acelerar o processo de cicatrização da ferida e, por isso, são amplamente utilizados como agente de cicatrização da ferida.hydrophilic hydrogels são materiais superabsorventes que também são amplamente utilizados em sistemas de distribuição de drogas, reparação de tecidos e cosméticos. Hydrofilic super porous hydrogels are used as disintegrant or super disintegrant in a tablet for achieving fast drug release from the tablet.a hidrofilicidade é um critério crítico para a absorção de uma molécula do fármaco. É um fato bem estabelecido que para a absorção de uma droga no corpo humano, a droga deve estar em um estado solubilizado. As drogas hidrofílicas tendem a dissolver-se facilmente e são solubilizadas, permitindo assim a absorção de drogas. Assim, as drogas hidrofílicas com permeabilidade adequada têm uma maior probabilidade de serem absorvidas no corpo facilmente e exercerem seus efeitos terapêuticos.as substâncias hidrofílicas são revestidas na superfície de dispositivos médicos para reduzir a aderência bacteriana à superfície do dispositivo médico. Polímeros hidrofílicos como polivinilpirrolidona( PVP), poliuretanos, ácido poliacrílico (PAA), óxido de polietileno (PEO), e polissacáridos são amplamente utilizados como revestimentos anti-incrustantes nos dispositivos médicos como cateteres, stents. Assim que qualquer dispositivo médico é colocado no corpo, a deposição da camada proteica é iniciada. Ao longo de um período de tempo, esta camada torna-se muito espessa e pode resultar em efeitos secundários graves viz., obstrução, etc. Por conseguinte, é necessário contornar a formação da camada proteica na superfície do dispositivo médico. Os polímeros hidrofílicos actuam como um agente anti-incrustante e resistem assim à acumulação desta camada proteica sobre a superfície do dispositivo médico. Além disso, estes polímeros hidrofílicos ajudam a reduzir o coeficiente de atrito, permitindo assim a facilidade de instilação do dispositivo médico no corpo.por uma razão semelhante, mas numa aplicação diferente, polímeros ou superfícies hidrofílicos são utilizados em partes da estrutura marinha utilizadas debaixo de água. Devido à compatibilidade com a água, superfícies hidrofílicas enfrentam um atrito reduzido debaixo de água, auxiliando assim seu Fácil movimento Debaixo d’água.os polímeros hidrofílicos são utilizados como agente anti-incrustante nas membranas de filtração por osmose reversa (RO). Polímeros como poli (etilenoglicol) (PEG) reticulado, éter dimetílico de trietilenoglicol (triglicer), à base de celulose, etc., são utilizados em membranas de filtração por RO. Sendo de natureza hidrofílica, estes polímeros permitem a filtração de água através deles e, simultaneamente, resistem ao desenvolvimento de uma camada bacteriana sobre eles.o tratamento com ácido fluoreto para implantes dentários é feito para aumentar a hidrofilicidade dos implantes dentários. Isto resulta na redução do tempo de Cura, No fácil estabelecimento do implante, e também na ancoragem firme do implante.há um grupo de moléculas que têm tanto hidrofílicas como uma parte hidrofóbica em sua estrutura, tais moléculas são conhecidas como moléculas Anfipáticas. A categoria mais comum de tais moléculas é comumente conhecida como surfactantes. No entanto, a contribuição ou o tamanho da parte hidrofílica e da parte hidrofóbica de uma molécula surfactante determinam a sua natureza como “moléculas hidrofílicas” ou “moléculas hidrofóbicas”. Dependendo de sua natureza, moléculas surfactantes são utilizadas em uma grande variedade de aplicações. Uma escala conhecida como “equilíbrio hidrofílico-lipofílico” ou escala HLB é utilizada como orientação para compreender a natureza básica das moléculas surfactantes e usá-las em conformidade. Assim, a escala de HLB ajuda a compreender a afinidade da molécula surfactante para com um solvente. Caso a molécula de surfactante exiba uma maior afinidade para a água ou solvente polar, ela é categorizada sob “moléculas hidrofílicas”, enquanto que se uma molécula de surfactante exibe uma maior afinidade para solventes não-polares ou lipofílicos, ela é categorizada como hidrofóbica ou lipofílica. Os tensioactivos são muito importantes e críticos para a formulação e estabilização das emulsões. A escala HLB foi introduzida por Griffin e geralmente varia de 0-20. A categorização de moléculas surfactantes com base na escala HLB está listada na Tabela 2.

Tabela 2: HLB escala para a caracterização de surfactantes

Um menor valor de HLB é um indicativo da hidrofóbico ou hidrofóbica natureza dos surfactantes enquanto que um maior valor de HLB é um indicativo da água-loving ou Hidrofílico natureza dos surfactantes. Monoestearato de propilenoglicol, monoglicéridos e di – glicéridos, monoglicéridos lactilados e monoglicéridos succinilados são alguns dos poucos tensioactivos incluídos na categoria de surfactantes hidrofóbicos ou lipofílicos, com HLB inferior a 10 e que podem ser utilizados para a estabilização de emulsões W/O. Ésteres de ácido diacetil-tartárico de monoglicérido, polissorbatos, lecitina são alguns dos exemplos dos tensioactivos hidrofílicos e podem ser utilizados para a estabilização de emulsões O/W. Curiosamente,um dos surfactantes mais usados, o laurilsulfato de sódio tem um valor HLB de 40. Estes tensioactivos são amplamente utilizados na indústria alimentar e farmacêutica.

Exemplos de Substâncias Hidrofílicas

Alguns exemplos de substâncias hidrofílicas são como segue:

• Proteína
• Queratina
• Lã
• Algodão
• Sílica
• Gesso
• Polietileno glicol éter
• Poliacrílico amida
• Poliuretanos com polietileno glicol éter
• álcool Polivinílico (PVA)
• Polissacarídeos (por exemplo, celulose) e seus derivados (e.g. hydroxypropylmethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and sodium carboxy methyl cellulose)
• Gelatin, agar, agarose, algin
• Alcohols
• Cyclodextrins
• poly-N-vinylpyrrolidone (PVP)
• Guar gum, xanthan gum
• Starch
• Pectin
• Dextran
• Carrageenan
• Inulin
• Chitosan
• Albumin

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