Termi pinta-aktiivinen aine tulee englannin sanasta "surfactant". Se on itse asiassa tiivistetty sana ilmaisusta "pinta-aktiivinen aine". Sillä on myös nimi nimeltä Tensor. Kaikkia aineita, jotka voivat merkittävästi vähentää nesteen pintajännitystä lisäämällä siihen pienen määrän, kutsutaan yhteisesti pinta-aktiiviseksi aineeksi. Niiden pinta-aktiivisuus on ominaista tietylle nesteelle, viitaten yleensä veteen. Pinta-aktiivisen aineen toinen pää on ei-polaarinen hiilivetyketju (alkyyliryhmä), jolla on erittäin alhainen affiniteetti veteen, jota usein kutsutaan hydrofobiseksi ryhmäksi; Toisessa päässä on polaarisia ryhmiä (kuten -OH, -COOH, -NH2, -SO3H jne.), joilla on korkea affiniteetti veteen, joten niitä kutsutaan hydrofiilisiksi ryhmiksi ja yhteisesti kutsutaan "amfifiilisiksi molekyyleiksi". " (lipofiiliset hydrofiiliset molekyylit). Stabiilisuuden saavuttamiseksi pinta-aktiiviset aineet voidaan liuottaa veteen kahdella tavalla:
1. Muodosta yksikerros nestepinnalle.
Jätä hydrofiiliset ryhmät veteen ja pidennä hydrofobisia ryhmiä ilmaa kohti vähentääksesi vastenmielisyyttä. Hydrofobisten ryhmien ja vesimolekyylien välinen hylkimisvoima vastaa pintavesimolekyyleihin kohdistuvaa ulospäin suuntautuvaa työntöä, mikä kompensoi pintavesimolekyylien alun perin vastaanottaman sisäänpäin kohdistuvan vetovoiman, ja vaikka veden pintajännitys pienenisi. Tämä on pinta-aktiivisten aineiden vaahdotus-, emulgointi- ja kostutusvaikutusten perusperiaate. Öljy-vesi-järjestelmissä pinta-aktiiviset molekyylit adsorboituvat öljy- ja vesifaasien väliseen rajapintaan, kun taas polaarisia ryhmiä lisätään veteen ja ei-polaarisia osia tulee öljyyn ja ne suuntautuvat rajapinnalle. Tämä synnyttää jännitystä öljy-vesi-faasin välillä, mikä vähentää öljyn ja veden välistä rajapintajännitystä. Tällä ominaisuudella on merkittävä vaikutus pinta-aktiivisten aineiden laajaan käyttöön.
2. Muodosta "misellit".
Misellit voivat olla pallomaisia tai kerroksittain, jotka molemmat yrittävät piilottaa hydrofobisia ryhmiä misellien sisään ja paljastaa hydrofiiliset ryhmät mahdollisimman paljon. Jos polaarisia ryhmiä edustavat pallot ja hydrofobiset ei-polaariset ryhmät ovat pylväitä, voidaan saada yksikerroksia ja misellejä. Jos liuoksessa on liukenemattomia öljyjä (yleinen termi orgaanisille nesteille, jotka ovat veteen liukenemattomia), ne voivat päästä pallomaisten misellien keskelle ja liueta kerrostettujen misellien välikerrokseen. Tätä kutsutaan pinta-aktiivisten aineiden liukoiseksi vaikutukseksi.
Pinta-aktiivisilla aineilla voi olla erilaisia tehtäviä, kuten pesu, emulgointi, vaahdotus, kostutus, liotus ja dispergointi, ja käytetyn pinta-aktiivisen aineen määrä on pieni (yleensä muutamasta prosentista muutamaan tuhanteen prosenttiin). Ne ovat helppokäyttöisiä, myrkyttömiä ja syövyttäviä, joten ne ovat ihanteellisia kemiallisia tuotteita. Siksi niillä on tärkeitä sovelluksia tuotannossa ja tieteellisessä tutkimuksessa. Kun pitoisuus on sama, pinta-aktiivisen aineen ei-polaariset komponentit ovat suurempia ja niillä on voimakkaampi pinta-aktiivisuus. Homologeista enemmän hiiliatomeja omaavilla on suurempi pinta-aktiivisuus. Mutta kun hiiliketju on liian pitkä, sillä ei ole käytännön arvoa sen alhaisen vesiliukoisuuden vuoksi.