Potentialmålinger

potentialet er relateret til den nettooverfladeafladning, som nanopartikler har. Det er afgørende for at bestemme den kolloide stabilitet af ladede partikler og forstå systemets ydeevne under forskellige forhold.

For mere information om Potentielle Test og andre analytiske teknikker, kan du besøge vores karakterisering Services destinationsside. Du kan også se vores potentielle videoserie ovenfor for mere information om prøveforberedelse og fortolkning af resultater.

Indsend en prøve til analyse af potentialet

teorien om potentialet

potentialet er en fysisk egenskab udstillet af alle kolloide systemer med fast væske og væske-væske. Omkring overfladen af alle dispergerede partikler er et tyndt lag ioner, der har den modsatte ladning af partiklens overflade kaldet Sternlaget. Længere fra overfladen er et yderligere lag af mere løst associerede ioner med modsat ladning til overfladen, der bevæger sig med partiklen, når den bevæger sig gennem et medium på grund af brunisk bevægelse eller sedimentering; dette kaldes dobbeltlaget. Det er en af de mest almindelige årsager til, at en partikel ikke længere er forbundet med en partikel, der er forbundet med dens overflade, og at den ikke længere er forbundet med en partikels overflade. Hvis to tilstødende partikler har tilstrækkeligt høje potentialer med det samme tegn, vil de ikke agglomerere på grund af frastødende elektrostatiske kræfter mellem partikler med lignende ladninger.

en anden måde at gøre partikler stabile er gennem sterisk hindring. Nanopartikler kan have naturligt forekommende eller konstruerede ligander eller overfladegrupper, der fysisk forhindrer nanopartiklerne i at kontakte og agglomerere. Imidlertid kan belægning af nanopartikler med en overflade, der muliggør sterisk hindring, ændre nanopartiklens egenskaber eller funktion og er ofte ikke ønskelig. I mange tilfælde er potentialet den primære mekanisme til opnåelse af nanopartikelstabilitet i vandige miljøer.

Målemekanik

ved nanokomposit udfører vi målepotentielle målinger ved hjælp af et Malvern-måleapparat Nano-SSINSTRUMENT udstyret med en 632 nm HeNe-laser, der fungerer i en 173 graders detektorvinkel. I en potentialmåling indlæses en prøve i en engangsfoldet kapillærcelle. Cellerne har to ledende elektroder, der kommer i kontakt med instrumentets påførte spænding på ydersiden og foldes ind for at komme i kontakt med væskeprøven på indersiden.

ladede partikler inde i cellen vil bevæge sig gennem mediet med en hastighed, der er proportional med deres lys potentiale. Partikler med en højere størrelse vil bevæge sig med en hurtig hastighed, mens partikler med lavt potentiale vil bevæge sig langsommere. Partiklerne belyses af en laser, der indirekte måler partikelhastigheden via en Dopplerfrekvensforskydning af det spredte lys. Denne frekvensskift kan omdannes til en værdi af elektroforetisk mobilitet. Potentialet beregnes ud fra elektroforetisk mobilitet med opløsningsmiddel Dielektrisk konstant, viskositet og andre konstanter ved hjælp af Henry-ligningen.

mens de fleste CETA-målinger vil blive taget i vandige systemer, vil eventuelle kolloider dispergeret i et opløsningsmiddel, der har en mærkbar Dielektrisk konstant, udvise CETA-potentiale. Så længe et opløsningsmiddel er polariserbart, forbliver ioner delvist opløst og associeres med overfladen, og et påført elektrisk potentiale når en partikels dobbeltlag. Dette tillader måling af dispergerede kolloider i opløsningsmidler såsom chloroform, THF og kortkædede alkoholer. Målinger i disse opløsningsmidler kræver brug af en speciel CETA-celle.

de foldede kapillærceller nedbrydes ved korrosion over tid, især når der foretages målinger i højt salt eller andre ledende medier. Derfor er det vigtigt, at cellerne kontrolleres med et standardreferencemateriale for at sikre, at de måler korrekt. Hos nanocomposit kalibrerer vi celler dagligt ved hjælp af en polystyren-lateks-standard med et kendt CETA-potentiale.

betydningen af dette potentiale

viden om dette potentiale kan bruges til at optimere formuleringen, hvilket resulterer i en mere effektiv formuleringsudvikling for suspensioner, emulsioner eller nanopartikeldispersioner.

CETA kan bruges til at forudsige partiklernes langsigtede stabilitet. For eksempel har partikler med et potential højere end 60 mV fremragende stabilitet, hvor partikler med et tal mellem -10 mV og +10 mV vil opleve hurtig agglomerering, medmindre de er sterisk beskyttede.

tegnet og størrelsen af CETA-potentialet kan bruges som en sekundær metrisk til også at bestemme ændringer i overfladekemi. For eksempel, når du flytter fra en meget negativ citratdækket nanopartikeldispersion til en neutral polymer som PEG, forvent at se et fald i størrelsen af CETA-potentialet. På samme måde, når du flytter fra citrat eller en anden negativt ladet overflade til bPEI eller Amin, forvent at se tegn på den potentielle ændring fra negativ til positiv.

pH & Saltafhængighed

en potentiel værdi på egen hånd uden at definere opløsningsbetingelser er et næsten meningsløst tal. Ph-potentialet er stærkt pH-og saltafhængigt, og opløsningens pH-værdi skal måles og rapporteres ved hver potentialmåling.

for eksempel, når en opløsning indeholdende nanopartikler titreres med syre for at reducere pH, forbinder sure protoner med det elektriske dobbeltlag, og partiklen bliver mere positiv. Det modsatte er tilfældet med hensyn til basistitrering; tilføjelse af base gør kolloider mere negative.

denne universelle pH – afhængighed fører til et vigtigt karakteristisk træk ved alle kolloide materialer-det isoelektriske punkt eller IEP. IEP er defineret som den pH, hvor potentialet er nul. Visse klasser af materialer som plasmoniske ædelmetal nanopartikler og unfunktionaliseret silica udviser meget lave IEPs-hvilket betyder, at de har tendens til at bære en negativ HP overhovedet, men de mest sure pH – betingelser. Det modsatte er tilfældet med hensyn til aluminium, ceriumilte og mange andre keramik og metalilte; de udviser positive HPs ved de fleste pH-værdier på grund af deres meget høje isoelektriske punkter.

at vide, hvor du er med hensyn til et materiales isoelektriske punkt, kan hjælpe med at vurdere stabilitet og ydeevne i endelige applikationer. Tilsvarende viser et kolloidalt systems potentiale også en ionisk afhængighed ved en given pH. alle kolloide systemer viser et Gaussisk forhold med hensyn til saltindhold. I grænsen for nul salt er der få Ioniske arter til stede for at undertrykke det elektriske dobbeltlag, og CETA-potentialet har en stor absolut værdi. Når saltindholdet i opløsningen øges, komprimeres det elektriske dobbeltlag, og potentialet falder. Efter et bestemt punkt vil det elektriske dobbeltlag kollapse, og det bliver det samme som det omgivende medie, hvilket efterlader partiklerne tilbøjelige til agglomerationseffekter. Den specifikke koncentration af salte, der fører til denne adfærd, er en materialeafhængig funktion.

Indsend en prøve til en potentiel analyse