Figyelmet érdemlő tény, hogy a német természetkutatók és orvosok idei hamburgi gyűlésén több igen tekintélyes előadó foglalkozott a kolloid részecskék alakjával illetőleg ennek jelentőségével. Oka ennek az érdeklődésnek az, hogy a legújabb kutatások irányt mutatnak egy igen fontos biológiai jelenség, a növekedés mikéntjének a megértéséhez. Miért rakódik le a csont mészanyaga a lábszárcsontban úgy, hogy a csontok mind hosszabbak lesznek, miért nem nőnek inkább vastagságban? Miért nő a fa törzse karcsúan fölfelé, ahelyett, hogy elszélesedne? Miért van határozott alakja a gesztenyefa levelének, s mért nem olyan az, mint az akácé? Van mindezen jelenségeknek összefüggése az anyag kémiai és fizikai tulajdonságaival?

A növényi és állati szövetek és folyadékok kolloidális jellegűek, s a legújabb vizsgálatok azt mutatják, hogy a kolloid oldatok tulajdonságai igenis vannak hatással azon szövetek strukturájára, amelyek belőlük keletkeznek. Ez az oka annak, hogy talán nem meddő ebben az irányban keresni az élővilág formagazdagságának okait.

A kolloid oldatok behatóbb vizsgálata újabb keletű, bár régen ismeretes maga a tény, hogy úgynevezett kolloid oldatok léteznek. Ezek abban különböznek a valódi oldatoktól, hogy bennük az oldott anyag nincsen a lehető legfinomabb eloszlásban jelen az oldószerben. A lehető legfinomabb eloszlás az, ha az oldott anyag minden egyes molekulája a többitől különváltan mozog az oldószer molekulái között; ezzel szemben a kolloid oldatokban az oldott anyag nagyszámú molekulája egyesül egy halmazzá és ilyen molekula halmazok, szemcsék mozognak szerteszéjjel az oldószerben.

Igen fontos megállapítás az, hogy kolloid oldatokat alkothatnak olyan anyagok, amelyek közönségesen nem oldódnak az illető oldószerben. Például ezüst vízben nem oldódik, szóval egészen finom molekuláris eloszlásban ezüst vízben nem létezik, ezzel szemben kolloidális eloszlásban, vagyis nagyobb szemcsék alakjában igen. Az ezüst példája nem kivétel; a kolloid részecskék lényege, hogy oldhatatlanok, bár fontos a megállapítás, hogy szigorúan elhatárolni a valódi, szóval az oldható anyagok oldatait a nem valódi, úgynevezett kolloidális oldatoktól nem lehet, az átmenet az egyik fajtából a másikba folytonos, azaz vannak olyan valódi oldatok, amelyek már majdnem kolloidálisak és fordítva.

Alapvető kérdés, hogy melyek azok az erők, amelyek ezeket a különben oldhatatlan anyagokat oldatban tartják. Ismeretes az a tény, hogy folyadékok és szilárdtestek, vagy folyadékok és gázok, vagy különböző folyadékok érintkezési felületein bizonyos jellegzetes, felületi erők lépnek fel. Közelfekvő volt tehát a feltevés, hogy kolloid oldatokban, ahol rengeteg apró oldott szemcse felülete érintkezik az öt körülvevő oldószerrel, ahol tehát az érintkezési felület óriási, ezek az erők sokkal nagyobb jelentőséggel birnak, mint rendes viszonyok között. Számos kutató, nagyszámú vizsgálatban foglalkozott ezen erők természetének megállapításával. Őket ez erők főképpen két szempontból érdekelték: 1. mily összefüggésben vannak ez erők a szemcse és oldószer chemíai természetével, 2. mily összefüggésben vannak a szemcse nagyságával.

A kolloid szemcsék, mint már említettük, igen kicsinyek, mikroszkóppal sem láthatók. Láthatókká csak a Zsigmondy és Siedentopf által felfedezett ultramikroszkóppal lettek. Az ultramikroszkóp olyanformán teszi láthatókká a kolloid szemcséket, mint ahogy egy sötét szobába keskeny nyíláson beeső napsugár láthatóvá teszi a levegő porszemcséit. Látjuk csillogni őket, anélkül, hogy alakjukat, nagyságukat észlelhetnénk. A kolloid szemcséket is ultramikroszkóp alatt csillogni látjuk erős oldat megvilágítás hatása alatt, de ezek a csillogó pontok, úgy hittük nem árulnak el semmi közelebbit arról, hogy milyen az alakjuk. Ezért, egyszerűség kedvéért gömbalakúaknak tekintették őket, mert gömbalakú testecskékkel és gömbfelületekkel sokkal könyebben lehet matematikailag elbánni.

Egészen megváltoztak azonban a viszonyok, amióta egymásután több módszert is fedeztek fel igen apró testecskék formájának, s az ilyen végtelen apró részecskékből felépített szövetek strukturájának a vizsgálatára.

Ilyen módszerek elsősorban a Königen sugarak alkalmazása a legfinomabb strukturák megállapítására, azonkívül az ultramikroszkópban csillogó szemcsék fényének közelebbi vizsgálata (polarizációs mikroszkóp). Kitünt ugyanis, hogy az ultra mikroszkóp alatt csillogó szemcsék fénye függ a szemcsék alakjától, illetőleg attól, hogy milyen szög alatt éri felületeiket az a fénysugár, amely láthatóvá tételükre szolgál.

Ezen módszerek segítségével csakhamar meg volt állapítható, hogy a kolloid részecskéknek igen jellegzetes tulajdonságuk az alakjuk is, s hogy utóbbi összefügg chemiai természetükkel.

Tulajdonképpen ez a megállapítás nem meglepő. Hiszen régen tudjuk, hogy szilárd halmazállapotban igen sok anyag kristályos. E kristályok lehetnek nagyok vagy kicsinyek, alakjuk azonban mindig jellemző tulajdonsága az illető anyagnak. A kristályok nagysága viszont a keletkezés körülményeitől függ. Ha a kristályképződés elég lassan történik, a kristályok nagyra nőnek, ha ellenben hirtelen történik, alakban a nagyoktól nem különböző, de sokkal kisebb, esetleg szabad szemmel nem is kristályosnak látszó szemcséket kapunk.

A kolloid részecskékre, mint már említettük ezt a megállapítást eleinte nun terjesztették ki, aminek oka, hogy igen sok anyag, amely kolloidális oldatot ad vizben, mint pl. az enyv, szilárd alakban olyan megjelenésű, hogy sem szabadszemmel, sem mikroszkóp alatt nem árul el semmiféle kristályos szerkezetet.

A fent említett finomabb módszerekre volt szükség, hogy a fizikókémikusok rájöjjenek, hogy az enyv és más kolloid oldatokat alkotó anyagok az oldószerben mint végtelen apró határozott formával biró, tehát kristályosoknak mondható testecskék vannak jelen. Amikor pedig az oldat, ha elég koncentrált, kocsonyássá válik ez megint úgy történik, hogy a kristályos kolloid részecskék egészen meghatározott módon rakódnak egymás mellé, s így ismét kristályos, szabályos szövetet alkotnak.

Másfelől a biológusok is megállapították, hogy az organizált rendszerek, tehát az állati és növényi szövetek, mint pl. a fa cellulose anyaga is kristályos természetű részecskékből van felépítve, amelyek 3–5 milliomod centiméter, szélessége pedig a hossznak körülbelül tizedrésze.

Ennek a jelenségnek a magyarázatát következő megoldással adhatjuk. Bégebben, közelebbi adatok hijján, felfedezték, hogy a molekulák, tehát valamely anyag legkisebb részecskéi gömbalakúak. Ez a feltevés teljesen tarthatatlanná vált, s fel kell tételezzük, hogy a molekulák igen különböző geometriai alakokat vehetnek fel. De tovább is mehetünk. A molekulák, miután elektromos töltésű részecskékből vannak fölépítve, maguk körül vonzó és esetleg taszitó erőket fejtenek ki, amelyek iránya szintén nem független az alakjuktól. Azt mondjuk, hogy ezek az erők irányítottak.

A molekulák ezen erők hatása alatt igyekeznek nagyobb halmazokká egyesülni, de mivel ezek az erők nem minden irányban egyforma erősek, a molekulák összerakódása is bizonyos irányokban könyebben megy végbe, miáltal a kapott részecskék alakja eltér a gömbalaktól, a molekulák bizonyos rend szerint helyezkednek el egymás mellé, például a hosszúkás molekulák úgy, hogy hosszabb tengelyeik egymással párhuzamosak, stb.

Nagyobb halmazok felületein még mindig maradnak le nem kötött molekuláris erők, amelyek, miután e halmazok, esetleg kolloid részecskék belsejében bizonyos rend uralkodik, megint irányítottak. Amikor tehát ezek összerakódnak ez megint csak egészen meghatározott módon, hogy úgymondjuk kristályosan történhetik. Ehhez az elrendezkedéshez persze idő kell, de minél lasabban megy végbe a részecskék összerakódása, annál inkább van idejök a fentemlí tett erők irányában elhelyezkedni. Nem meglepő tehát, ha a csontok belsejében a rostok anyaga bizonyos határozott irányban nő és rakódik le. Sőt egy ilyen meglévő struktu rába azután más részecskék, amelyek maguk talán nem is volnának képe sek hasonló strukturák megalkotá sára, utólag beleilleszkednek, mint pl. a mész a csontokba. (g.)