生物基表面活性剂因其来源广泛、可再生、环境友好等优点，已成为替代石油基表面活性剂的最优选择，受到越来越多研究者的关注。这些源于自然的绿色表面活性剂的结构多样性决定了其功能多样性，独特的两亲性结构使其表现出不同于传统小分子表面活性剂的表面/界面性质及自组装行为，具有良好的分散、乳化、增稠、絮凝以及独特的生理等性能，在石油工业、农业、食品、医药、日化产品等诸多领域有较大的应用价值。

皂苷是一类主要存在于植物体内的非离子生物基表面活性剂，由疏水性苷元和亲水性糖链两部分组成，具有两亲性。在界面（油-水界面和气-水界面）上，皂苷疏水部分以并排方式连接与空气（或油相）接触，亲水的糖链之间并排连接与水相接触，所形成的独特吸附层与界面膜使其常用作泡沫稳定剂或乳化剂，表现出与传统小分子表面活性剂完全不同的效果.Tcholakova等发现茶皂苷在气-水界面吸附时，分子垂直于界面取向排列，通过糖基间的强氢键作用形成密集吸附层，具有复杂的黏弹性行为和极高的弹性模量.Yang利用茶皂苷可以在油-水界面诱导下发生纤维化自组装形成界面网络膜的特性，构建了乳液、油粉和油胶体系。

最近，本课题组以三萜皂苷甘草酸为乳化剂构建了高农用油含量的乳液凝胶，并利用其组装形成的纳米纤维抑制了液滴在疏水表面的弹跳，拓展了皂苷表面活性剂在农业领域的应用.七叶皂素（Escin，Scheme 1），又称七叶皂苷，是一种典型的三萜皂苷，结构不同于茶皂苷与甘草酸.目前关于七叶皂素的研究仅局限于生物活性的探究及在医药领域的应用，而系统探索其界面性质和开发其作为生物基表面活性剂应用潜力的研究却鲜有报道.因此，研究七叶皂素在气-液、液-液、固-液界面的组装行为有利于拓展其在医药、食品、农业等诸多领域的应用.

本文以天然三萜皂苷七叶皂素为研究对象，通过吊片法、悬滴法、高速摄像机动态拍摄法，分别研究了七叶皂素分子在气-液、液-液（油-水）、固-液界面上的界面行为（Scheme 1）.考察了以七叶皂素为乳化剂制备乳液的稳定性，以及七叶皂素对液滴在疏水固体表面润湿铺展行为的调控规律，从分子层次角度分析了作用机理.本研究对于深入理解生物基表面活性剂的界面行为及拓展其应用具有重要的借鉴意义.

1实验部分

1.1试剂与仪器

七叶皂素（纯度95%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；溶剂油150#（鹏辰新材料科技股份有限公司）；聚四氟乙烯（PTFE）疏水膜（海宁科诺过滤设备有限公司）；超纯水（Milli-Q超纯水系统，德国默克密理博公司）.

Delta-8全自动高通量表面张力仪（芬兰Kibron公司）；OCA 20型视频光学接触角测量仪（德国德菲公司）；HITACHI HT7700型透射电子显微镜（TEM，日本日立高新技术公司）；SM-1000C型超声波材料分散器（南京舜玛仪器设备有限公司）；MS20型乳液稳定性分析仪（德国德菲公司）；Leica-DM1000型光学显微镜（德国徕卡公司）；Nano ZS90型激光粒度仪（英国马尔文仪器有限公司）；i-SPEED 220型高速摄像机（英国ix cameras公司）；DY2T型黏度仪（美国博勒飞公司）.

1.2实验过程

1.2.1七叶皂素溶液的配制

将0.1131 g七叶皂素溶解于100 mL超纯水中，超声5 min后在80℃水浴中加热1 h，冷却至室温得到1×10-3mol/L七叶皂素母液.取一定量的母液用超纯水稀释，得到一系列所需浓度（5×10-4，1×10-4，5×10-5，1×10-5，5×10-6，1×10-6，5×10-7和1×10-7mol/L）的七叶皂素溶液，用于测试.

1.2.2溶液表面张力的测定

使用表界面张力仪，利用吊片法在25℃恒温水浴下测定七叶皂素溶液的静态表面张力.铂片的长度、宽度和厚度分别为10.0，19.9和0.2 mm.分别测定超纯水以及不同浓度七叶皂素溶液（可溶解浓度范围内）的静态表面张力值，每个样品重复测3次.