科普连载二—— Zeta电位丈量技术的进展
Zeta电位是反映悬液中颗粒表表带电性质的沉要参数,对乳液、凝胶、悬液等系统不变性钻研有沉要领导意思。那若何丈量悬液中颗粒的Zeta电位呢?此刻市面上有好多种技术都能够实现电位测试,好比动态图像电泳法、超声波电泳技术等,但相对最为成熟的步骤还是电泳光散射技术,其重要测试道理如下:

图1. 颗粒的电泳和Henry方程
我们知路,对于一个带电的颗粒,若是我们将其置于一个已知强度的电场中,由于电场力的存在,带电粒子就会在电场中进行电泳活动,其中正电荷往负极走,负电荷往正极走。凭据Henry方程,在单元电场前提下,颗粒的电泳迁徙率将会直接正迸宗颗粒的Zeta电位;痪浠八,只有可能正确丈量带电粒子在电场中移动的速度,就能够通过Henry方程得到颗粒的Zeta电位。但对于微观颗粒其尺寸极度幼,移动速杜字相对较慢,因而通例的测试步骤要想正确测得颗粒的移动速度将会晤对较大挑战,而电泳+光散射的方式,则刚好能够较好地解决这个问题。凭据光学多普勒效应,一束光照射到一个移动的物体上,散射光的频率将会产生变动,物体移动越快,则反射波频率变动越大,通过丈量散射光频率的变动,即可得到颗粒的移动速度,从而推算出颗粒的Zeta电位。

图2. 多普勒效应
固然其理论上已经相对成熟,但要真正实现Zeta电位的正确测试还是会晤对好多现实问题和挑战。好比由于颗粒移动速度相对较慢,颗粒移动引起的光波频率变动只有几十到几百赫兹,而自身一束激光的频率在1014赫兹左右,这就意味着这个频率变动极度幼,很难正确测到;褂写饪帕<扔,好多都在纳米级别,这也就意味着散射光信号极度弱,而弱信号对噪音和扰动极度敏感等等。应对于这些难点和测试需要,VIP888官网在BeNano系列仪器中采取了一系列新的技术和设计,好比选取此刻最先进的拍频+相位分析技术,就是来解决频率变动很幼这个难题的。通过使用高活络度的APD雪崩光电二极管包办通例的PMT检测器来增长弱信号的活络度,同时各类光纤和光路赔偿技术的利用极大的优化了光路不变性,大大拓展了其利用领域和成效。

图3. 电泳光散射光路示意图
这样,一台技术先进、了局正确的Zeta电位仪器就研发出来了,但是要想真正让其阐扬大的作用,尝试过程和前提也缺一不成。终于颗?赡苄≡诜制绲囊禾寤肪持,其自身电位会受多种环境成分,好比溶液pH值、电导率、组成成分及浓度蹬装响,到底有何影响,我们将在《Zeta电位的前世今生三》中揭晓。