为什么Guggenheim过渡层型界面层模型对界面热力学理论的发展有益影响? 在之前的Gibbs界面热力学讨论中,我们认为所有表面热力学数量都是某种过剩量,这些过剩量属于一个无厚度的二维面,即Gibbs分割表面。然而,这些假设有些抽象且难以想象一个只有面积而无厚度的物质体系。为了解决这个问题,Guggenheim提出了Guggenheim过渡层型界面层模型,将界面部分视为一个有一定体积和内容的热力学实体。这样处理后,界面部分与一般体系相似,具有能量、熵、组成等热力学参数。与Gibbs分割表面型界面层模型相比,Guggenheim过渡层型界面层模型的主要不同之处在于界面部分具有一定体积,因此也存在压力和可能完成膨胀功。 根据Guggenheim过渡层型界面层模型,我们可以进行较完整的界面热力学理论讨论,并对界面化学理论的发展起到有益的影响。 现在我们来研究由A、B两相组成的讨论体系,两相间的分界面是平界面。根据Guggenheim的理论,界面部分由平行于物理界面的AA'面和BB'面组成。这两个面彼此相距为τ,并且使AA'处物质的性质与相A相符合,而BB'处与相B相同。由AA'面和BB'面组成的过渡层具有自己的确定体积V S ,其数值为界面面积A乘以过渡层的厚度τ。 这样定义的表面层具有自己的能量、熵、质量和体积等热力学参数,并且这些参数可以用一般方法来定义,不受AA'和BB'两个面的定位影响。与Gibbs分割表面型界面层模型相比,这些热力学参数不是人为规定的相对量,而是具有物理意义的热力学参变数。这一点是对Gibbs观点的进步。 需要说明的是,Guggenheim定义的界面过渡层中的压力与讨论平面的取向有关。如果讨论平面平行于AA'和BB'两个面,那么讨论平面所受到的压力与相A和相B所受到的压力P相同,与讨论平面的位置无关。但是当讨论平面垂直于AA'和BB'两个面时,讨论平面所受到的压力不仅仅是P,还要考虑由于表面张力的作用而受到的压力P-σ/τ。这表明表面功与讨论体系的膨胀功有关。在这一点上,Guggenheim的观点优于Gibbs的观点,因为Guggenheim的过渡层型界面层模型承认了两相间表面部分具有体积的影响。 因此,当表面积变化dA,体积变化dV S 时,讨论体系所完成的功为dW=-PdV S +σdA。这是由Guggenheim过渡层型界面层模型推导得到的Gibbs公式。如果讨论条件是恒温和恒压,则上式为Gibbs等温式。不同的界面层模型可以导出相同的公式。 查看更多
依帕列净:一种有助于调节糖尿病患者血糖的药物是否能预防心脏病? 一项最新研究揭示了一类药物如何帮助调节糖尿病患者的血糖,并可能预防心脏病。这项研究聚焦于一种名为依帕列净(empagliflozin)的糖尿病药物,通过EMPA-HEART CardioLink-6临床试验,研究人员发现依帕列净可以影响血管中的细胞修复,并减少心脏病风险。依帕列净属于SGLT2抑制剂药物,可降低血糖。这一研究结果已发表在Cell Metabolism期刊上。 依帕列净化学结构式。 研究表明,依帕列净可以调节循环祖细胞,这些细胞在骨髓中发现,并在心脏健康中发挥作用。对于患有糖尿病且有心脏病风险的患者来说,这类药物可以通过修复受损细胞提供心脏保护,避免心脏病的发生。之前人们对此并不清楚,但大规模临床试验为这一发现提供了明确证据。 根据世界卫生组织(WHO)的数据,糖尿病是导致失明、肾衰竭、心脏病发作、中风和下肢截肢的主要原因,其中心脏病是糖尿病患者的主要关注点。血管修复的不当使得糖尿病患者更容易患上心血管疾病。 通过使用EMPA-HEART CardioLink-6临床试验的血液样本,研究人员证实糖尿病患者的再生性祖细胞数量减少。然而,在服用依帕列净的患者中,这些祖细胞得到恢复。此外,研究还观察到服用依帕列净的患者炎症和氧化应激减少的迹象,这些因素也可能导致心血管疾病的发生。 这些新发现为开发针对心脏病合并糖尿病患者的新疗法奠定了基础。 参考资料: 1. David A. Hess et al. SGLT2 Inhibition with Empagliflozin Increases Circulating Provascular Progenitor Cells in People with Type 2 Diabetes Mellitus. Cell, 2019, doi:10.1016/j.cmet.2019.08.015. 2. Diabetes medication shows potential to reduce heart disease. Retrieved from https://medicalxpress.com/news/2019-08-diabetes-medication-potential-heart-disease.html 查看更多