měření potenciálu Zeta
potenciál Zeta souvisí s čistým povrchovým nábojem, který mají nanočástice. To je zásadní pro stanovení koloidní stability nabitých částic a pochopení výkonu vašeho systému v různých podmínkách.
další informace o testování potenciálu zeta a dalších analytických technikách naleznete na naší vstupní stránce Charakterizačních služeb. Můžete také vidět naše Zeta potenciální video série výše pro více informací o přípravě vzorků a interpretaci výsledků.
Odeslat vzorek zeta potenciál analýzy
Zeta Teorie
Zeta potenciál je fyzikální vlastnost vystavoval všechny kapalina-pevná látka a kapalina-kapalina koloidní systémy. Obklopující povrch všech rozptýlených částic je tenká vrstva iontů, které mají opačný náboj povrchu částice nazývaný záďová vrstva. Dále od povrchu je další vrstva volněji asociovaných iontů opačného náboje k povrchu, které se pohybují s částicí, když prochází médiem v důsledku Brownova pohybu nebo sedimentace; toto se nazývá dvojitá vrstva. Zeta potenciál je definován jako napětí na okraji uklouznutí (smykové) letadlo s ohledem na hromadné dispergační médium, kde ionty, molekuly a jiné látky jsou již spojené s částicí povrch. Pokud dvě sousední částice mají dostatečně vysoký zeta potenciál, stejné znamení, nebudou aglomerát vzhledem k odpudivé elektrostatické síly mezi částicemi jako s poplatky.
dalším způsobem, jak zajistit stabilitu částic, je sterická překážka. Nanočástice mohou mít přirozeně se vyskytující nebo uměle ligandy nebo povrchové skupiny, které fyzicky brání nanočástic z kontaktování a aglomerační. Nicméně, povlak nanočástic s povrchem, který umožňuje stérické překážkou může změnit vlastnosti nebo funkce nanočástic a často není žádoucí. V mnoha případech je Zeta potenciál primárním mechanismem pro získání stability nanočástic ve vodném prostředí.
Měření Mechaniky
Na nanoComposix, provádíme zeta potenciál měření pomocí Malvern Zetasizer Nano ZS přístroj vybaven 632 nm, HeNe laser, pracující při 173 studijní detektor úhel. Při měření potenciálu Zeta je vzorek vložen do jednorázové složené kapilární buňky. Buňky mají dvě vodivé elektrody, které jsou v kontaktu s nástrojem je aplikované napětí na vnější straně, a složit do kontaktu s kapalinou vzorku uvnitř.
nabité částice uvnitř buňky se budou pohybovat médiem rychlostí, která je úměrná jejich potenciálu zeta. Částice s vyšší magnitudou zeta se budou pohybovat rychlou rychlostí, zatímco částice s nízkým potenciálem Zeta se budou pohybovat pomaleji. Částice jsou osvětleny laserem, který nepřímo měří rychlost částic dopplerovským frekvenčním posunem rozptýleného světla. Tento frekvenční posun lze převést na hodnotu elektroforetické mobility. Zeta potenciál se vypočítá z elektroforetické mobility s dielektrickou konstantou rozpouštědla, viskozita a další konstanty pomocí Henryho rovnice.
Zatímco většina zeta měření budou přijata ve vodných systémů, všechny koloidy rozptýlené v rozpouštědle, který má znatelný dielektrická konstanta vykazují zeta potenciál. Dokud je rozpouštědlo polarizovatelné, ionty zůstanou částečně rozpuštěny a přidruženy k povrchu a aplikovaný elektrický potenciál dosáhne dvojité vrstvy částice. To umožňuje měření dispergovaných koloidů v rozpouštědlech, jako je chloroform, THF a alkoholy s krátkým řetězcem. Měření v těchto rozpouštědlech vyžadují použití speciální buňky zeta.
složené kapilární buňky se časem degradují korozí, zejména pokud jsou měření prováděna ve vysoce solných nebo jiných vodivých médiích. Z tohoto důvodu je důležité, aby byly buňky zeta zkontrolovány standardním referenčním materiálem, aby se zajistilo, že jsou správně měřeny. V nanoComposix denně kalibrujeme buňky pomocí polystyrenového latexového standardu se známým potenciálem zeta.
význam potenciálu Zeta
Znalost potenciálu Zeta může být použita k optimalizaci formulace, což má za následek efektivnější vývoj formulace pro suspenze, emulze nebo disperze nanočástic.
Zeta lze použít k předpovědi dlouhodobé stability částic. Například částice s potenciály zeta většími než ±60 mV mají vynikající stabilitu, kde částice s hodnotami zeta mezi -10 mV a + 10 mV zažijí rychlou aglomeraci, pokud nejsou stericky chráněny.
znaménko a velikost Zeta potenciálu lze použít jako sekundární metriku pro stanovení změn povrchové chemie. Například při přechodu z vysoce negativní disperze nanočástic s citrátem na neutrální polymer, jako je PEG, očekávejte snížení velikosti potenciálu Zeta. Podobně při přechodu z citrátu nebo jiný negativně nabitý povrch bPEI nebo amine, očekávat, že vidět znamení zeta potenciál změnit z negativní na pozitivní.
pH & sůl závislost
zeta potenciální hodnota sama o sobě bez definování podmínek řešení je prakticky bezvýznamné číslo. Potenciál Zeta je silně závislý na pH a soli a pH roztoku je třeba měřit a vykazovat při každém měření potenciálu Zeta.
například, když roztok obsahující nanočástice se titruje kyselinou snížit pH, kyselé protony spojují s elektrické dvouvrstvé, a částice se stává více pozitivní. Opak je pravdou, pokud jde o titraci základny; přidání báze činí koloidy negativnějšími.
Tento univerzální pH závislost vede k významným charakteristickým rysem všech koloidní materiály – Izoelektrický Bod, nebo IVP. IEP je definován jako pH, při kterém je potenciál Zeta nulový. Určité druhy materiálů, jako jsou plazmové noble-nanočástice kovů a unfunctionalized křemene vykazují velmi nízké Ivp – což znamená, že mají tendenci nést negativní ZP na všechny, ale nejvíce kyselé pH podmínek. Opak je pravdou, pokud jde o oxid hlinitý, oxid ceru a mnoho dalších keramiky a oxidů kovů; vykazují pozitivní ZPs při většině hodnot pH kvůli jejich velmi vysokým izoelektrickým bodům.
vědět, kde jste s ohledem na izoelektrický bod materiálu, může pomoci posoudit stabilitu a výkon v konečných aplikacích. Podobně, zeta potenciálu koloidní systém také ukazuje iontové závislosti na daném pH. Všechny koloidní systémy vykazují Gaussovo vztah s ohledem na obsah soli. V limitu nulové soli je přítomno jen málo iontových druhů, které potlačují elektrickou dvojitou vrstvu a potenciál zeta má velkou absolutní hodnotu. Jak se zvyšuje obsah soli v roztoku, elektrická dvojitá vrstva se stlačí a potenciál zeta se snižuje. Po určitém bodě se elektrická dvojitá vrstva zhroutí a stane se stejná jako okolní média, takže částice jsou náchylné k aglomeračním účinkům. Specifická koncentrace solí, které vedou k tomuto chování, je funkce závislá na materiálu.
odeslat vzorek pro analýzu potenciálu Zeta