1.什么是zeta電位？常見測試zeta電位方法有哪些？你沒見過的zeta電位分布是怎樣的？
談粒度不得不說zeta電位，很多微納米產(chǎn)品都需要表征其穩(wěn)定性，粒度大小、zeta電位、PH值、溫度、產(chǎn)品配方等會影響樣品穩(wěn)定性，而zeta電位是樣品穩(wěn)定性比較直觀的一個參數(shù)。
很多資料都談及樣品的zeta電位絕對值在30mV以上就代表樣品比較穩(wěn)定。事實是如此嗎？30mV是體系的平均zeta電位，對于樣品中每一個顆粒的zeta電位是否是一樣呢？相信你看完今天的文章會有一個答案。
什么是zeta電位？
粒子表面存在的凈電荷，影響粒子界面周圍區(qū)域的離子分布，導(dǎo)致接近表面抗衡離子（與粒子電荷相反的離子）濃度增加。于是，每個粒子周圍均存在雙電層。
結(jié)合上圖大家可以看出，繞粒子的液體層存在兩部分：一是內(nèi)層區(qū)，稱為緊密層（Stern層），其中離子與粒子緊緊地結(jié)合在一起；另一個是擴(kuò)散層，其中離子松散地與粒子相吸附。
在分散層內(nèi)，有一個抽象邊界，在邊界內(nèi)的離子和粒子形成穩(wěn)定實體。 當(dāng)粒子運動時，在此邊界內(nèi)的離子隨著粒子運動，但此邊界外的離子不隨著粒子運動。這個邊界稱為流體力學(xué)剪切層或滑動面（slipping plane）。在這個邊界上存在的電位即稱為Zeta電位。
常見的測試zeta電位方法有幾種？
1）電泳光散射法
市面上常見的測試zeta電位的方法是利用光學(xué)法，也就是電泳光散射法，由于此方法可以和動態(tài)光散射法相結(jié)合，隨著納米粒度及zeta電位儀的市場擴(kuò)大，而這種方法被廣大客戶接受，執(zhí)行ISO-13099-2標(biāo)準(zhǔn)。
此方法的弊端有：
* 樣品必須要進(jìn)行稀釋后測試；
* 不同濃度對測試結(jié)果影響比較大；
* 測試結(jié)果重復(fù)性較差，一般在±10mV以內(nèi)；
市面上常見的廠家有法國Cordouan，英國馬爾文等品牌。
2）超聲電聲法
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)ISO-13099-1;
電聲法不是采用光學(xué)方法，而是采用聲波信號，因此設(shè)備有聲波的優(yōu)勢。穿透力強(qiáng)，可以進(jìn)行原液測試。原液測試樣品的zeta電位時和稀釋后測試結(jié)果會不一樣，因為原液時顆粒的雙電層被壓縮。目前市面上典型的廠家有美國DT。國內(nèi)此技術(shù)還不成熟。
此方法優(yōu)勢有：
* 樣品無需稀釋，原液進(jìn)行測試分析樣品的粒徑和zeta電位值，更加準(zhǔn)確表征樣品本身狀態(tài)。
* 測試結(jié)果重復(fù)性比較好。一般在±0.3mV以內(nèi)。
* 可以測試微觀參數(shù)，如德拜長度，杜坎數(shù)，雙電層的面電荷密度等。
3）流動電位法
以上兩種方法主要是測試液體的zeta電位，有很多客戶需要測試固體表面的zeta電位，中空纖維內(nèi)部的zeta電位，膜表面的zeta電位等，此時即需要流動法來進(jìn)行測試。即在樣品池中加入樣品，在一定壓力梯度下將緩沖液推入樣品池，緩沖液會帶動樣品表面的電荷流向樣品池兩邊的電極，測試得到電壓值。
目前市面上只有兩家企業(yè)有此項技術(shù)，法國CAD和安東帕。各家都有其獨特的技術(shù)優(yōu)勢。
4）微電泳法
上圖為微電泳法測試zeta電位的設(shè)備，前端兩側(cè)為四個電極，進(jìn)行正向和反向加電場，最上方為CCD相機(jī)，進(jìn)行對運動的帶電粒子做視頻跟蹤，得到信號，從而得到每一個顆粒的遷移率，計算得到每個顆粒的zeta電位，從而得到zeta電位的分布。
上圖中可以得到樣品的平均zeta電位值和zeta電位分布情況，還得到了樣品中每個粒子的zeta電位值，并作出了統(tǒng)計，很清晰的看到有多少粒子的zeta電位比較小，得到zeta電位比較小的顆粒的百分比。如文章開頭講的，樣品的穩(wěn)定性可以用zeta電位來衡量，很多時候zeta電位值雖然較大，但是樣品仍然不是很穩(wěn)定，正是因為樣品中有一部分zeta電位較小的顆粒，這些顆粒會發(fā)生聚集。隨著時間的推移，聚集量增加到一定程度，樣品即發(fā)生不可逆的穩(wěn)定性問題。
所以，測試zeta電位時更重要的是要清楚的知道樣品中有多少zeta電位值比較小的顆粒存在！然后想辦法減小此部分的含量。
此方法優(yōu)勢：
* 可以得到zeta電位分布情況；
* 得到每個粒子的zeta電位值；
* 進(jìn)行統(tǒng)計不同zeta電位的顆粒的數(shù)量，從而得到百分比；
* 可視化，直觀的看的粒子的運動速度和軌跡，便于教學(xué)演示；
* 可以測試氣泡的zeta電位值；
* 能夠區(qū)分顆粒修飾程度和表面修飾結(jié)構(gòu)的不同；
目前擁有此方法的公司有法國CAD。
