非晶材料的定义和解释-由Pharma Drama解释

在本视频中,制药剧将介绍非晶材料的基本定义它们是如何定义的,为什么它们应该被认为是粘性液体,以及为什么它们有不同于晶体材料的物理性质。

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欢迎来到制药剧频道,在这里我们将了解医疗保健科学和医疗保健产品。在这段视频中,我想解释一种材料,它对药物的有效发挥作用非常重要,那就是无定形材料。所以,如果你准备好理解它们,把水壶放上,坐好,让我们开始吧。

我认为我们应该从“无定形”这个词的实际定义开始,即“缺乏形式”。记住,几乎所有的物质,除非它们是纯元素,都是由分子组成的,所以当我们考虑它们的物理形式或状态时,我们实际上应该考虑分子是如何聚集在一起的。

只有一种物理形式,物质中的分子整齐地排列在重复的模式中——水晶体状态。因为晶体中所有的分子都是排列的,所以我们称其为长程有序。在任何其他物理形式中,分子都是随机排列的。这包括液体、气体和无定形固体。

因此,非晶态物质的基本定义,至少在制药领域,是一种分子没有任何长期顺序的物质。现在,你可能会对我说'好吧,在这种情况下,液体和无定形固体之间的区别是什么?它们肯定是一样的,因为它们都含有随机排列的分子?’我同意。如果我们唯一关心的是分子的排列,或者分子的缺乏,那么它们实际上是一样的。把液体和非晶态固体看成是差不多的这在理解非晶态固体时是非常有用的,我马上就会讲到。

然而,无定形固体和液体之间有一个重要的区别;粘度。粘度是对流动阻力的量度。粘度越高,物质越难流动。通常,液体的粘度很低,这就是为什么液体通常很容易流动。另一方面,无定形固体的粘度很高。足够高,当你对它施加一个力时,它不会像液体一样流动,尽管它可能会变形。所以,如果你把无定形固体想象成高粘度液体,我想你就能理解它们的所有特性了!

让我来告诉你为什么无定形物质在医学上很重要。我手里有两样东西;一块方糖和一些棉花糖。他们看起来很不一样,不是吗?方糖很硬,很致密,而棉花糖很轻,很蓬松。

这两种材料是由什么分子构成的?我给你们一点时间思考一下,答案是蔗糖。它们都是由蔗糖构成的。它们之间唯一的区别是蔗糖分子是如何聚集在一起的。在方糖中,蔗糖分子以重复的模式排列,这种材料是结晶的,而在棉花糖中,蔗糖分子是随机排列的,这种材料是无定形的(一种高粘度液体)。

让我们想想这意味着什么。材料的化学性质是一样的——记住,它们都是蔗糖——但物理性质是不同的。想想当我们把它们加入水中时会发生什么。想象你正在泡一杯茶——就像我在视频开始时建议的那样——你在茶里放了糖。你把糖加到热水里。那你会怎么做?

你搅拌。原因是在方糖中,蔗糖分子排列紧密,相互作用。你必须在蔗糖分子脱离和溶解之前注入能量来打破这些相互作用这需要时间。搅拌增加了机械能,有助于加快过程。

当我们把棉花糖加到水里会发生什么?它立即溶解!为什么?因为蔗糖分子是随机排列的,所以它们之间的相互作用强度要小得多。因此,分解分子所需的能量要少得多,因此溶解要快得多。实际上,我们是在混合两种不同粘度的液体。

更重要的一点是,因为无定形固体实际上只是高粘度液体,它们没有熔点(没有晶体结构可以分解)。这真的让人很困惑,当你加热一个无定形固体时,它最终会变成液体,所以它看起来是熔化的。但它永远不会,随着温度的升高,材料的粘度降低,最终它会降低到足够容易流动。

现在想想这对药物来说意味着什么。许多药物是口服的;例如片剂和胶囊。病人吞下药物,需要发生什么才会有效果?它需要溶解!任何药物都必须先在溶液中才能被吸收并在体内起作用。如果你吞下含有晶体药物的药物,它的溶解速度要比吞下无定形药物的溶解速度慢得多(记住,你不能把勺子插进喉咙里搅动药物,就像你可以在一杯茶里搅拌方糖一样)。

当一种药物需要快速起效时,将其制成无定形固体是一种非常有效的处方方法。你应该不会感到惊讶,非晶材料比我在这里有时间解释的要复杂得多。我只是想给你们一个基本的定义并给你们一个例子说明为什么它们在医学上很重要。我们会在其他视频中更详细地讨论无定形材料,但现在如果你记得无定形固体实际上是一种高粘度液体,那么你就能很好地理解它们了。

好的,我希望这个简短的描述对你们有用。如果你喜欢,请点击“赞”按钮并考虑订阅——我将发布许多解释基础科学概念的视频,如果你有任何特别的主题想让我解释,请在下面留下评论。谢谢大家的收看,我们下次再见。

来源:制药戏剧

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