제타 전위 측정
제타 전위는 나노 입자가 갖는 순 표면 전하와 관련이 있습니다. 하전 입자의 콜로이드 안정성을 결정하고 다양한 조건에서 시스템의 성능을 이해하는 데 중요합니다.
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제타 전위 분석 샘플 제출
제타 이론
제타 전위는 모든 고체-액체 및 액체-액체 콜로이드 시스템에서 나타나는 물리적 특성입니다. 모든 이산한 입자의 표면을 포위하는 것은 선미 층에게 불린 입자의 표면의 반대 책임이 있는 이온의 얇은 층에는입니다. 더 표면에서 브라운 운동 또는 침전;으로 인해 매체를 통해 이동 입자와 함께 이동 하는 표면에 반대 전하의 더 느슨하게 관련 된 이온의 추가 레이어 이 더블 레이어 라고 합니다. 제타 전위는 벌크 분산 매체와 관련하여 미끄러지는(전단)평면의 가장자리에서 전압으로 정의되며,여기서 이온,분자 및 기타 에이전트는 더 이상 입자의 표면과 관련이 없습니다. 인접한 두 입자가 동일한 부호의 충분히 높은 제타 전위를 가진다면,그들은 같은 전하를 가진 입자 사이의 반발 정전기력으로 인해 응집되지 않을 것입니다.
입자를 안정하게 만드는 또 다른 방법은 입체적인 방해를 통한 것이다. 나노 입자는 나노 입자가 접촉 및 응집되는 것을 물리적으로 방지하는 자연 발생 또는 조작 된 리간드 또는 표면 그룹을 가질 수 있습니다. 그러나 입체적인 방해를 허용하는 표면을 가진 나노입자를 코팅하는 것은 나노입자의 특성이나 기능을 변화시킬 수 있고 종종 바람직하지 않다. 많은 경우에,제타 전위는 수성 환경에서 나노 입자 안정성을 얻기 위한 기본 메커니즘입니다.나노콤포직스에서는 173 도 검출각으로 작동하는 632 나노헨 레이저가 장착된 말번 제타사이저 나노조직스 계측기를 사용하여 제타 전위 측정을 수행합니다. 제타 전위 측정에서 샘플은 일회용 접힌 모세관 셀에 적재됩니다. 세포에는 외부에 계기의 적용되는 전압과 접촉하는 2 개의 전도성 전극이 있고,안쪽에 액체 견본과 접촉하기 위하여 안으로 접힙니다.
세포 내부의 하전 입자는 제타 전위에 비례하는 속도로 매체를 통해 이동합니다. 크기가 더 높은 제타를 가진 입자는 빠른 속도로 움직이는 반면,제타 전위가 낮은 입자는 더 천천히 움직입니다. 입자는 산란된 빛의 도플러 주파수 변화를 통해 간접적으로 입자 속도 측정 하는 레이저에 의해 조명 됩니다. 이 주파수 시프트는 전기 영동 이동성의 값으로 변환 될 수 있습니다. 제타 전위는 헨리 방정식을 사용하여 용매 유전 상수,점도 및 기타 상수를 사용한 전기 영동 이동도에서 계산됩니다.
대부분의 제타 측정은 수성 시스템에서 수행되지만,감지 할 수있는 유전 상수를 갖는 용매에 분산 된 콜로이드는 제타 전위를 나타냅니다. 용매가 분극할 수 있을 한,이온은 부분적으로 녹은 남아 있고 표면과 연관하고,적용되는 전기 잠재력은 입자의 두 배 층을 도달할 것입니다. 이를 통해 클로로포름,토프 및 단쇄 알코올과 같은 용매에서 분산 된 콜로이드를 측정 할 수 있습니다. 이 용매의 측정은 특수 제타 셀을 사용해야합니다.
접힌 모세관 세포는 시간이 지남에 따라 부식에 의해 저하되며,특히 고염 또는 기타 전도성 매체에서 측정을 수행 할 때 저하됩니다. 이러한 이유로,제타 셀들이 적절하게 측정되고 있는지 확인하기 위해 표준 참조 재료로 점검하는 것이 중요하다. 에서 나노 컴포직스,우리는 알려진 제타 전위를 가진 폴리스티렌 라텍스 표준을 사용하여 매일 세포를 교정합니다.
제타 전위의 중요성
제타 전위에 대한 지식은 제형을 최적화하는 데 도움이 될 수 있으며,그 결과 현탁액,유제 또는 나노 입자 분산물에 대한보다 효과적인 제제 개발이 가능합니다.
제타는 입자의 장기 안정성을 예측하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어,제타 전위가-10 제타 값과+10 제타 값 사이의 입자는 입체적으로 보호되지 않는 한 빠른 응집을 경험할 수있는 우수한 안정성을 가지고 있습니다.
제타 전위의 부호와 크기는 표면 화학 변화를 결정하는 보조 측정법으로 사용할 수 있습니다. 예를 들어,매우 부정적인 구연산염 덮인 나노 입자 분산에서 페그와 같은 중성 폴리머로 이동할 때 제타 전위의 크기가 감소 할 것으로 예상됩니다. 마찬가지로,시트르산 또는 다른 음전하를 띤 표면에서 비페이 또는 아민으로 이동할 때,제타 전위가 음수에서 양수로 변하는 것을 볼 것으로 예상하십시오.
산도&염 의존성
솔루션 조건을 정의하지 않고 자체적으로 제타 전위 값은 사실상 의미없는 숫자입니다. 제타 전위는 산도 및 염 의존성이 강하며 용액 산도는 모든 제타 전위 측정과 함께 측정되고 보고되어야 합니다.
예를 들어,나노입자를 함유하는 용액을 산도를 감소시키기 위해 산으로 적정할 때,산성 양성자는 전기적 이중층과 연관되고,입자는 더욱 양성이 된다. 기본 적정에 대해서는 그 반대가 사실입니다; 염기를 추가하면 콜로이드가 더 부정적입니다.
이 보편적 인 산도 의존성은 모든 콜로이드 물질의 중요한 특성,즉 등전점,또는 그 특성을 유도합니다. 제타 전위가 0 인 산도로 정의됩니다. 플라즈몬 고귀한 금속 나노 입자 및 기능화되지 않은 실리카와 같은 특정 종류의 물질은 매우 낮은 분자량을 나타냅니다. 산화 알루미늄,산화 세륨 및 기타 많은 세라믹 및 금속 산화물과 관련하여 그 반대가 사실입니다; 그들은 매우 높은 등전점 때문에 대부분의 산도 값에서 긍정적 인 지페를 나타냅니다.
재료의 등전점과 관련하여 어디에 있는지 알면 최종 응용 분야에서 안정성과 성능을 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다. 마찬가지로,콜로이드 시스템의 제타 전위는 또한 주어진 산도에서 이온 의존성을 보여줍니다. 제로 염의 한계에는 전기적 이중층을 억제하기 위해 존재하는 이온 종은 거의 없으며 제타 전위는 큰 절대 값을 갖는다. 용액의 염 함량이 증가함에 따라 전기 이중층이 압축되고 제타 전위가 감소합니다. 어느 정도 점 후에,전기 겹켜는 쓰러지고 입자가 덩어리 효력에 수그린 떠나는 주위 매체와 동일물이 됩니다. 이 행동으로 이어지는 소금의 특정 농도는 물질 의존적 기능입니다.
제타 전위 분석을 위한 샘플 제출