Zeta Potensielle Målinger

den zeta potensialet er relatert til netto overflateladning som nanopartikler har. Det er avgjørende for å bestemme kolloidal stabilitet av ladede partikler og forstå ytelsen til systemet i en rekke forhold.

for mer informasjon om zeta potensiell testing og andre analytiske teknikker, vennligst besøk Vår Karakteriseringstjenester destinasjonsside. Du kan også se vår zeta potensielle videoserie ovenfor for mer informasjon om prøvepreparering og tolkning av resultater.

Send inn en prøve for zeta potensiell analyse

Zeta Teori

Zeta potensial er en fysisk egenskap utstilt av alle solid-væske og væske-væske kolloidale systemer. Rundt overflaten av alle dispergerte partikler er et tynt lag av ioner som har motsatt ladning av partikkeloverflaten kalt Sternlaget. Videre fra overflaten er et ekstra lag av mer løst assosierte ioner med motsatt ladning til overflaten som beveger seg med partikkelen når den beveger seg gjennom et medium på Grunn Av Brunisk bevegelse eller sedimentering; dette kalles dobbeltlaget. Zeta-potensialet er definert som spenningen ved kanten av glideplanet med hensyn til massedispergeringsmediet, hvor ioner, molekyler og andre midler ikke lenger er forbundet med partikkelens overflate. Hvis to tilstøtende partikler har tilstrekkelig høye zeta-potensialer av samme tegn, vil de ikke agglomerere på grunn av repulsive elektrostatiske krefter mellom partikler med lignende ladninger.

En annen måte å gjøre partikler stabile på er gjennom sterisk hindring. Nanopartikler kan ha naturlig forekommende eller konstruerte ligander eller overflategrupper som fysisk forhindrer nanopartikler i å kontakte og agglomerere. Imidlertid kan belegg av nanopartikler med en overflate som muliggjør sterisk hindring endre egenskapene eller funksjonen til nanopartikkelen og er ofte ikke ønskelig. I Mange tilfeller Er zeta potensial den primære mekanismen for å oppnå nanopartikkel stabilitet i vandige miljøer.

Målemekanikk

ved nanoComposix utfører vi zeta potensielle målinger ved hjelp Av Et Malvern Zetasizer Nano ZS-instrument utstyrt med en 632 nm HeNe laser som opererer i en 173 graders detektorvinkel. I en zeta potensiell måling lastes en prøve inn i en engangsfoldet kapillærcelle. Cellene har to ledende elektroder som kommer i kontakt med instrumentets påførte spenning på utsiden, og brettes inn for å komme i kontakt med væskeprøven på innsiden.

Ladede partikler inne i cellen vil bevege seg gjennom mediet med en hastighet som er proporsjonal med deres zeta potensial. Partikler med en høyere størrelse zeta vil bevege seg raskt, mens partikler med lavt zeta-potensial vil bevege seg sakte. Partiklene er opplyst av en laser som indirekte måler partikkelhastigheten via En Doppler frekvensforskyvning av det spredte lyset. Dette frekvensskiftet kan omdannes til en verdi av elektroforetisk mobilitet. Zeta potensial beregnes ut fra elektroforetisk mobilitet med løsningsmiddel dielektrisk konstant, viskositet og andre konstanter ved Hjelp Av Henry Ligningen.

mens de fleste zeta-målinger vil bli tatt i vandige systemer, vil eventuelle kolloider dispergert i et løsningsmiddel som har en merkbar dielektrisk konstant vise zeta-potensial. Så lenge et løsningsmiddel er polariserbart, vil ioner forbli delvis oppløst og knytte seg til overflaten, og et påført elektrisk potensial vil nå partikkelens dobbeltlag. Dette tillater måling av dispergerte kolloider i løsningsmidler som kloroform, THF og kortkjedede alkoholer. Målinger i disse løsningsmidlene krever bruk av en spesiell zeta-celle.

de foldede kapillærcellene nedbrytes ved korrosjon over tid, spesielt når målinger tas i høyt salt eller andre ledende medier. Av denne grunn er det viktig at zeta-cellene kontrolleres med et standard referansemateriale for å sikre at de måler riktig. På nanoComposix kalibrerer vi celler daglig ved hjelp av en polystyren latex standard med et kjent zeta potensial.

Viktigheten Av Zeta Potensial

Kunnskap om zeta potensial kan brukes til å optimalisere formulering, noe som resulterer i mer effektiv formulering utvikling for suspensjoner, emulsjoner eller nanopartikkel dispersjoner.

Zeta kan brukes til å forutsi partikkelens langsiktige stabilitet. For eksempel har partikler med zeta-potensialer større enn ±60 mV utmerket stabilitet, hvor partikler med zeta-verdier mellom -10 mV og +10 mV, vil oppleve rask agglomerering med mindre de er sterisk beskyttet.

tegnet og størrelsen på zeta potensial kan brukes som en sekundær metrisk for å bestemme overflatekjemiendringer også. For eksempel, når du flytter fra en svært negativ citrat avkortet nanopartikkel dispersjon til en nøytral polymer SOM PEG, forvente å se en nedgang i størrelsen på zeta potensialet. På samme måte, når du flytter fra citrat eller en annen negativt ladet overflate til bPEI eller amin, forvent å se tegn på zeta potensiell endring fra negativ til positiv.

pH & Saltavhengighet

en zeta potensiell verdi i seg selv uten å definere løsningsforhold er et nesten meningsløst tall. Zeta potensial er sterkt pH og salt-avhengig og løsningen pH må måles og rapporteres med hver zeta potensiell måling.

for eksempel, når en løsning som inneholder nanopartikler titreres med syre for å redusere pH, forbinder sure protoner med det elektriske dobbeltlaget, og partikkelen blir mer positiv. Det motsatte er sant med hensyn til base titrering; å legge til base gjør kolloider mer negative.

denne universelle ph-avhengigheten fører til et viktig karakteristisk trekk ved alle kolloidale materialer-Det Isoelektriske Punktet eller IEP. IEP er definert som pH ved hvilken zeta-potensialet er null. Visse klasser av materialer som plasmonic edelmetall nanopartikler og unfunctionalized silica utviser svært lave IEPs-noe som betyr at de har en tendens til å bære en negativ ZP i det hele tatt, men de mest sure av pH-forhold. Det motsatte er sant med hensyn til aluminiumoksid, cerium oksid og mange andre keramikk og metalloksider; de viser positive ZPs på de fleste pH-verdier på grunn av deres svært høye isoelektriske punkter.

Å Vite hvor du er med hensyn til et materials isoelektriske punkt kan bidra til å vurdere stabilitet og ytelse i sluttapplikasjoner. På samme måte viser zeta-potensialet til et kolloidalt system også en ionisk avhengighet ved en gitt pH. Alle kolloidale systemer viser Et Gaussisk forhold med hensyn til saltinnhold. I grensen til null salt er det få ioniske arter tilstede for å undertrykke det elektriske dobbeltlaget, og zeta-potensialet har en stor absolutt verdi. Når saltinnholdet i løsningen økes, komprimeres det elektriske dobbeltlaget og zeta-potensialet reduseres. Etter et visst punkt vil det elektriske dobbeltlaget kollapse og det blir det samme som det omkringliggende mediet, slik at partiklene er utsatt for agglomereringseffekter. Den spesifikke konsentrasjonen av salter som fører til denne oppførselen er en materialavhengig funksjon.

Send inn en prøve for zeta potensiell analyse