سورفکتانت‌ها (مواد فعال سطحی) محصولاتی بسیار متنوع در صنایع شیمیایی هستند که در بخش‌های مختلفی از شوینده‌های خانگی تا گل‌های حفاری، و از محصولات غذایی تا داروسازی کاربرد دارند. اصطلاح سورفکتانت از عبارت Surface Active Agent (عامل فعال سطحی) گرفته شده است. این مولکول‌ها آمفیفیلیک (دوستدار آب و چربی) هستند، به این معنی که دارای بخش‌های هیدروفوبیک (آب‌گریز) و هیدروفیلیک (آب‌دوست) می‌باشند و به‌طور طبیعی در فصل مشترک هوا-آب قرار می‌گیرند. در این آرایش، بخش آب‌گریز به سمت هوا و بخش آب‌دوست در آب باقی می‌ماند که منجر به کاهش کشش سطحی یا کشش بین‌فازی می‌شود.

دسته‌بندی سورفکتانت‌ها بر اساس گروه سر سورفکتانت‌ها مولکول‌های آمفیفیلیکی هستند که دارای بخش‌های مجزای آب‌گریز و آب‌دوست می‌باشند. بخش آب‌گریز (دم) می‌تواند یک زنجیره هیدروکربنی، فلوئوروکربن یا سیلوکسان باشد. سورفکتانت‌ها عموماً بر اساس گروه سر قطبی خود دسته‌بندی می‌شوند، زیرا بخش‌های آب‌گریز معمولاً مشابه هستند.
سورفکتانت‌های آنیونی:
سورفکتانت‌های آنیونی دارای گروه سر با بار منفی هستند و به‌دلیل قدرت پاک‌کنندگی بالا، در حذف چربی و آلودگی‌ها بسیار مؤثرند. این مواد به‌طور گسترده در محصولات شوینده خانگی مانند پودرهای لباسشویی، مایع‌های ظرفشویی و شامپوها استفاده می‌شوند، زیرا خاصیت کف‌کنندگی و پاک‌کنندگی عالی دارند. همچنین در کاربردهای صنعتی مانند پردازش منسوجات و امولسیفیکاسیون در کشاورزی نیز به‌کار می‌روند. از نمونه‌های رایج سورفکتانت‌های آنیونی می‌توان به سدیم لوریل سولفات (SLS) و سدیم لورت سولفات (SLES) اشاره کرد که به‌خاطر توانایی ایجاد کف غنی و تجزیه مؤثر چربی‌ها و روغن‌ها شناخته شده‌اند.
سورفکتانت‌های کاتیونی:
سورفکتانت‌های کاتیونی دارای گروه سر با بار مثبت هستند که ویژگی‌های منحصربه‌فردی مانند فعالیت ضد میکروبی و توانایی اتصال به سطوح با بار منفی به آن‌ها می‌دهد. این مواد معمولاً در نرم‌کننده‌های پارچه، نرم‌کننده‌های مو و عوامل ضد الکتریسیته ساکن استفاده می‌شوند، زیرا اثر نرم‌کنندگی داشته و کاهش چسبندگی الکترواستاتیک را موجب می‌شوند. علاوه بر این، در ضدعفونی‌کننده‌ها و گندزداها نیز به‌کار می‌روند، چرا که در از بین بردن باکتری‌ها و ویروس‌ها مؤثرند. از نمونه‌های سورفکتانت‌های کاتیونی می‌توان به بنزالکونیوم کلرید و ستیل تری متیل آمونیوم برمید اشاره کرد که هر دو در محصولات مراقبت شخصی و شوینده‌ها کاربرد دارند.

سورفکتانت‌های غیریونی:
سورفکتانت‌های غیریونی به دلیل عدم وجود بار الکتریکی در گروه سر خود شناخته می‌شوند، که این ویژگی آن‌ها را برای کاربردهایی که سازگاری با مواد مختلف اهمیت دارد، ایده‌آل می‌سازد. این مواد معمولاً در تثبیت امولسیون‌ها (مانند امولسیون روغن در آب و آب در روغن) استفاده می‌شوند، این دسته امولسیفایرها در صنایع غذایی و دارویی (مانند اسپن 60) و در محصولات آرایشی-بهداشتی طراحی‌شده برای پوست‌های حساس، مراقبت از نوزادان و مراقبت روزانه پوست کاربرد گسترده‌ای دارند. علاوه بر این، سورفکتانت‌های غیریونی در محصولات شوینده خانگی مانند پودرهای لباسشویی، تمیزکننده‌های توالت و مایع‌های ظرفشویی نیز به‌کار می‌روند، زیرا در برابر سختی آب مقاوم هستند. از نمونه‌های رایج این دسته می‌توان به توئین ۲۰ (Tween 20) و استرهای سوربیتان (Sorbitan esters)، اسپن 20 (Sorbitan Monolaurate) و اسپن 80 (Sorbitan Monooleate) اشاره کرد. سورفکتانت‌های زویتریونی (دوگانه‌باره) سورفکتانت‌های زویتریونی دارای هر دو بار مثبت و منفی در یک مولکول هستند، که به آن‌ها ویژگی‌های منحصربه‌فردی مانند حلالیت بالا و پتانسیل تحریک‌کنندگی پایین می‌دهد. این مواد به‌ویژه در محصولات مراقبت شخصی مانند شامپوها و شوینده‌های بدن که ملایمت و سازگاری با پوست اهمیت دارد، بسیار مفید هستند. همچنین در فرمولاسیون داروها و محصولات آرایشی-بهداشتی نیز استفاده می‌شوند، زیرا توانایی تثبیت پروتئین‌ها و امولسیون‌ها را دارند. از نمونه‌های شناخته‌شده سورفکتانت‌های زویتریونی می‌توان به کوکامیدوپروپیل بتائین (Cocamidopropyl Betaine) و سولفوبتائین (Sulfobetaine) اشاره کرد که هر دو به‌دلیل خاصیت پاک‌کنندگی ملایم و توانایی کف‌کنندگی مطلوب، ارزشمند هستند.

جذب سورفکتانت‌ها در سطح مشترک:
به دلیل ماهیت آمفیفیلیک (دوقطبی)، سورفکتانت‌ها در سطح مشترک هوا-آب یا روغن-آب جذب می‌شوند. در این سطوح مشترک، سورفکتانت‌ها به گونه‌ای جهت‌گیری می‌کنند که بخش هیدروفوبیک (آب‌گریز) در هوا (یا روغن) و بخش هیدروفیلیک (آب‌دوست) در آب قرار می‌گیرد.
مکانیسم کاهش کشش سطحی در سطح مشترک هوا-آب در سطح مشترک هوا-آب، نیروهای پیوستگی قوی بین مولکول‌های آب منجر به کشش سطحی بالا می‌شود. با جذب سورفکتانت‌ها، این برهم‌کنش‌ها مختل می‌شوند. از آنجا که نیروهای بین‌مولکولی بین سورفکتانت و آب ضعیف‌تر از نیروهای بین مولکول‌های آب هستند، کاهش کشش سطحی رخ می‌دهد.

تشکیل میسل و غلظت بحرانی میسل‌زایی (CMC) در غلظت‌های بالای سورفکتانت، ساختارهای کلوئیدی به نام میسل تشکیل می‌شوند. غلظتی که در آن میسل‌ها شروع به تشکیل می‌کنند، غلظت بحرانی میسل‌زایی (Critical Micelle Concentration – CMC) نامیده می‌شود. پس از رسیدن به CMC، کاهش بیشتر کشش سطحی متوقف شده و خواص فیزیکی محلول به طور چشمگیری تغییر می‌کند.

نکته:
سطح مشترک (Interface): مرز بین دو فاز غیرقابل امتزاج (مثلاً هوا-آب یا روغن-آب).
کشش سطحی (Surface Tension): نیروی کششی در سطح مایع که تمایل به حداقل‌سازی سطح دارد.
میسل (Micelle): ساختار کروی تشکیل‌شده از مولکول‌های سورفکتانت که در آن بخش‌های آب‌گریز به سمت داخل و بخش‌های آب‌دوست به سمت بیرون جهت‌گیری کرده‌اند.