يأتي مصطلح الفاعل بالسطح من الكلمة الإنجليزية "الفاعل بالسطح". إنها في الواقع كلمة مختصرة لعبارة "العامل النشط السطحي". كما أن لها اسمًا يسمى Tensor. أي مادة يمكن أن تقلل بشكل كبير من التوتر السطحي للسائل عن طريق إضافة كمية صغيرة يشار إليها بشكل جماعي باسم الفاعل بالسطح. نشاطها السطحي خاص بسائل معين، وعادة ما يشير إلى الماء. أحد طرفي المادة الخافضة للتوتر السطحي عبارة عن سلسلة هيدروكربونية غير قطبية (مجموعة ألكيل) ذات ألفة منخفضة للغاية للمياه، وغالبًا ما يشار إليها باسم مجموعة كارهة للماء؛ على الطرف الآخر، هناك مجموعات قطبية (مثل - OH، - COOH، - NH ₂، - SO3H، وما إلى ذلك) لها انجذاب عالٍ للماء، ومن ثم يطلق عليها مجموعات محبة للماء ويشار إليها مجتمعة باسم "الجزيئات الأمفيفيلية" " (جزيئات محبة للماء). لتحقيق الاستقرار، يمكن إذابة المواد الخافضة للتوتر السطحي في الماء بطريقتين:
1. قم بتكوين طبقة أحادية على سطح السائل.
اترك المجموعات المحبة للماء في الماء وقم بتمديد المجموعات الكارهة للماء باتجاه الهواء لتقليل التنافر. إن قوة التنافر بين المجموعات الكارهة للماء وجزيئات الماء تعادل ممارسة دفع خارجي على جزيئات الماء السطحي، مما يعوض قوة السحب الداخلية التي تلقتها جزيئات الماء السطحية في الأصل، وحتى لو انخفض التوتر السطحي للماء. هذا هو المبدأ الأساسي لتأثيرات الرغوة والاستحلاب والترطيب للمواد الخافضة للتوتر السطحي. في أنظمة الزيت والماء، يتم امتصاص جزيئات الفاعل بالسطح عند السطح البيني بين مرحلتي الزيت والماء، بينما يتم إدخال المجموعات القطبية في الماء، وتدخل الأجزاء غير القطبية إلى الزيت ويتم توجيهها في السطح البيني. وهذا يولد التوتر بين مرحلة الزيت والماء، مما يقلل من التوتر السطحي بين الزيت والماء. هذه الخاصية لها تأثير كبير على الاستخدام الواسع النطاق للمواد الخافضة للتوتر السطحي.
2. شكل "المذيلات".
يمكن أن تكون المذيلات كروية أو ذات طبقات، وكلاهما يحاول إخفاء المجموعات الكارهة للماء داخل المذيلات وكشف المجموعات المحبة للماء قدر الإمكان. إذا تم تمثيل المجموعات القطبية بواسطة مجالات وتم تمثيل المجموعات غير القطبية الكارهة للماء بواسطة أعمدة، فيمكن الحصول على الطبقات الأحادية والمذيلات. إذا كانت هناك زيوت غير قابلة للذوبان (مصطلح عام للسوائل العضوية غير القابلة للذوبان في الماء) في المحلول، فيمكنها الدخول إلى مركز المذيلات الكروية وتذوب في الطبقة البينية للمذيلات ذات الطبقات. وهذا ما يسمى تأثير ذوبان المواد الخافضة للتوتر السطحي.
يمكن أن يكون للمواد الخافضة للتوتر السطحي وظائف مختلفة مثل الغسل، والاستحلاب، والرغوة، والترطيب، والنقع، والتشتت، وتكون كمية المادة الخافضة للتوتر السطحي المستخدمة صغيرة (عادةً ما بين بضعة بالمائة إلى بضعة آلاف بالمائة). فهي سهلة التشغيل، وغير سامة، وغير قابلة للتآكل، مما يجعلها منتجات كيميائية مثالية. ولذلك فإن لها تطبيقات مهمة في الإنتاج والبحث العلمي. عندما يكون التركيز هو نفسه، تكون المكونات غير القطبية في المادة الخافضة للتوتر السطحي أكبر ولها نشاط سطحي أقوى. من بين المتماثلات، أولئك الذين لديهم المزيد من ذرات الكربون لديهم نشاط سطحي أعلى. ولكن عندما تكون سلسلة الكربون طويلة جدًا، فليس لها أي قيمة عملية بسبب انخفاض قابليتها للذوبان في الماء.