Kolloid, kolloid állapot A kolloid az egy állapota valamilyen anyagnak, amikor azt olyan apró részekre "darabolják" fel, hogy egy másik anyagban el tud oszlani, ugyanakkor nem oldódik fel, benne és nem ülepedik le. Az apró jelző itt azt jelenti, hogy a részecskék átmérője 1-500 nanaométer között van. Mekkora is a nanométer? A nanométer a méternél ezermilliomodszor kisebb: 10-9 vagyis egy anyagot akkor neveznek nanonak, ha annak átmérője  0, 000 000 001 - 0, 000 000 500 méter közötti van A legjobb minőségű kolloidok 1nm -10 nm környékén vannak. A kolloidok részecskéi általában számos atomból vagy molekulából állnak, de túlságosan kicsinyek ahhoz, hogy közönséges optikai mikroszkóppal megfigyelhetők legyenek. Azok a részecskék melyek kolloid vagy nano mérettel rendelkeznek, képesek áthatolni a sejtfalon és a sejten belül kifejteni hatásukat. Ez tápanyag bevitel szempontjából például kifejezetten hatásos, hiszen a szervezetünk is ezt a módszert követi, lebontja, feldarabolja  az elfogyasztott ételeket nagyon apró összetevőkre, hogy a sejtek fel tudják dolgozni. Erre azért van szükség, hogy a tápanyagok keresztül tudjanak hatolni a sejtfalon. Tehát szervezetünk a bevitt élelmiszereket kolloidizálja, nanosítja. Ezt meg lehet spórolni, ha eleve nano technologiás készítményt fogyasztunk. Különösen emésztési problémákkal küzködöknek lehet ez nagy segítség. Amíg a termőföld elegendő ásványi anyagot tartalmazott nem volt szükség ilyen étrendkiegészítőkre, hiszen a növényekben ezek az anyagok, tápanyagok kolloid formában voltak megalálhatóak. Az utóbbi 100 évben viszont olyan mértékben leharcoltuk a földet, hogy naponta 25-30 kg zöldséget, kellene elfogyasztanunk ahhoz,  hogy szükségleteinket fedezni tudjuk. Ez sajnos nem megoldható. Erre a problémára jelent megoldást a kolloid oldatok és a nano technologiával készült étrenkiegészítők fogyasztása. A kolloid állapot lényege? A fehérjék tüzetesebb vizsgálata felhívta a figyelmet arra, hogy nemcsak a kémiai összetételt, hanem a fehérjék fizikai sajátságait is figyelembe kell venni. A tojásfehérjét mindenki ismeri. Nyúlós, félig folyékony anyag, amely főzve megszilárdul, és eredeti tulajdonságait visszafordíthatatlanul elveszti. A kutatók azután, hogy sok más hasonló tulajdonságú anyagot is megismertek, azokat enyvszerű, „kolloid" anyagoknak nevezték el (kolla = enyv). A kolloid anyagok vizsgálata során megállapították, hogy azoknak van néhány olyan tulajdonsága, amit más anyagokon nem lehet megfigyelni. Ilyen tulajdonság a kocsonyaállapot, vagyis a nagy víztartalmú, de formatartó, rugalmas állapot, amely melegítésre, ütögetésre elfolyósodik, majd lehűlés, ill. nyugalom esetén ismét megszilárdul. Később rájöttek arra, hogy bármilyen anyagból lehet kolloid állapotot létrehozni, ha az anyagot megfelelő finomságú részecskékre „darabolják". Így sikerült aranyból elektromos porlasztással kolloid aranyat előállítani. Kiderült, hogy a füstre és a ködre is a kolloid állapot jellemző. Ezzel új tudomány született meg, a kolloidika, amely a kolloid állapot sajátságait tanulmányozza. Hangsúlyozzuk ki újra, hogy amikor kolloidokról beszélünk, akkor  állpotról beszélünk, és ez egyben azt jelenti, hogy kémiailag bármilyen anyagról lehet szó. A kolloid állapot ugyanis nagyságrendi és eloszlási állapotot jelent. Ha bármilyen, oldatban levő anyag részecskéinek nagysága néhány millimikron átmérőnél nagyobb, de ötszáz millimikronnál kisebb(10-9m), akkor az kolloid állapotban van.   Miért különleges állapot a kolloid állapot, mik a következményei, ha egy anyag kolloid állapotban van? A felelet egyszerű: a kolloid anyagrészecskéknek a tömege elhanyagolhatóan kicsi, de a felülete óriási. Egy köbcentiméternyi kocka tömegéhez 6 dm2 felület tartozik. Ha ezt a köbcentiméternyi anyagot 1000 egyforma kis kockára vágjuk, azok együttesen ugyanolyan tömegűek mint az eredeti kocka. Az 1 cm élű kockák összesített felülete: 6 cm2 X  1000 vagyis tízszer akkorára, 60 dm2-nyire nő! Ha ezt az aprózást tovább folytatjuk a millimikronos méretekig, bárki kiszámíthatja, ha van türelme hozzá, hogy a felület végül sok ezer m2-re nő, az egyes kis anyagrészecskékre tehát relatve óriási felület jut. A kolloid állapot tehát a felületi jelenségek világa. Nagy felületen sok kémiai folyamat mehet végbe. Minthogy a kolloid nagyságrendben viszonylag igen nagy a felület, így igen sok kémiai folyamat játszódik le. Íme, egy szemléltető példa: egy hasáb fa nehezen gyullad meg, de ha ezt a hasáb fát gyújtóssá hasogatjuk, azaz felületét megnöveljük, könnyen lángra lobban, más szóval könnyebben végbemegy az oxigénnel való egyesülés, amit közönségesen égésnek nevezünk. A felületi fizikai jelenségek közül nézzünk meg két idevonatkozót. Az egyik: az adszorpció (gázok vagy folyadékok megkötődése valamely szilárd test, esetleg folyadék felületén). Ennek az a lényege, hogy két különböző anyag határfelületén mindig fennálló energiakülönbség úgy egyenlítődik ki, hogy valamely harmadik anyag - vagy több is -- a határfelületre tapad, és ott megkötődik. Természetesen minél nagyobb a felület, annál nagyobb az adszorpció (határfelütre kötődés). A kolloidok különleges viselkedését részben az adszorpcióra (a határfelületeken jelentkező energikülönbségekre és azok kiegyenlítődésére)  vezethetjük vissza. A másik: a felületi elektromos jelenségek csoportja, aminek következtében a kolloidrészecskék elektromos töltést kapnak. Az adszorpció (a felületre kötődés)  és az elektromos töltés egymással is összefüggésben áll. Ezek tudatában most térjünk vissza a fehérjékhez. A molekulák világában a fehérjék  óriások. Egyetlen fehérjemolekula olyan sok aminosav (nitrogént tartalmazó szénvegyületek a fehérjék építő kockái, vagy elemei) molekulából keletkezik, hogy méltán viseli az óriásmolekula nevet. A fehérjemolekulák nagyságrendje meghaladja az 1 millimikront (10-9m) tehát a fehérjék kolloid állapotban vannak. A kémiai szerkezet - vagyis a fehérjemolekula felépítése - és a fizikai tulajdonság - a kolloid állapot -- elválaszthatatlan egymástól. A fehérje addig fehérje, amíg kolloid állapotú és addig kolloid, amíg kémiailag fehérje marad. A fehérjék igen sokféle és bonyolult kémiai reakcióban vehetnek részt. A kémiai reakciók nem akármilyen körülmények közt mennek végbe. A cukor oxidációja pl. csak magas hőfokon következik be. A szervezetünkben persze nyilván nem így oxidálódik, hisz ilyen magas hőmérsékletet nem bírnánk ki. Márpedig nem kétséges, hogy szervezetünk a cukrot elégeti. S ha ez az égés nem úgy megy végbe bennünk, mint a kémiai laboratóriumban, akkor vajon hogyan? Azt régóta tudják, hogy a finom eloszlású platina, az ún. platinatapló a gyúlékony gázokat meggyújtja. A platinatabló olyan erősen adszorbeálja (a felületén megköti) a gázokat - a gyúlékony gázt és az oxigént -,hogy azok a szoros összetapadás következtében kémiailag egyesülnek, vagyis a gyúlékony gáz elég. Azt a jelenséget, amikor valamely anyag a puszta jelenlétével megindít vagy meggyorsít, ill. lelassít egy kémiai folyamatot, katalízisnek nevezzük. A kolloid állapotú fehérjék felülete igen nagy - akárcsak a platinataplóé -, erősen adszorbeálják (megkötik) környezetük anyagait, és igen bonyolult kémiai reakciókat katalizálnak (gyorsítanak fel). Az ilyen fehérjéből álló katalizátorkat enzimeknek, vagy fermentumoknak nevezzük. A fehérjékhez hasonlóan az ugyancsak óriásmolekulákat képező bonyolult nukleinsavak, vagy éppen nukleinsavak és fehérjék alkotta vegyületek: nukleoproteidek szintén enzim tulaj donságúak. A nagy molekulájú adszorbeált (megkötött) anyag az enzimek által megindított vagy gyorsított kémiai folyamatok során vagy kisebb molekulákra esik szét vagy éppen ellenkezőleg: a kisebb molekulák egyesülnek nagyobbakká. Vannak olyan enzimek, amelyek a környezetükben levő kisebb molekulákból olyanokat adszorbeálnak (kötnek felületükhöz) -- és azokon olyan kémiai reakciókat idéznek elő --, hogy végeredményben pontosan ugyanolyan fehérje- vagy nukleinsavmolekulák képződnek, mint maguk az enzimek! Ez az „önreprodulkáló képesség" döntő jelentőségű: ez a „titka'' az élő anyag növekedésének és szaporodásának. Ezek szerint a fehérjék és nukleinsavak kémiai és fizikai tulajdonságai biztosítják a szervezetben az állandó lebomlási és épülési folyamatokat. A szükséges anyagok tárháza: a környezet. E folyamatok számára tehát a környezet létfeltétel. „Az élet (élő sejtek) lényeges mozzanata, hogy folyamatos anyagcserében áll  környezetével, ha az anyagcsere romlik vagy megszűnik az élet  is romlik vagy megszűnik. VISSZA