Das Zetapotenzial als Indikator für Oberflächeneigenschaften

Ob in technischen Anwendungen, in der Biologie oder in der Medizin: Die erfolgreiche Entwick-lung neuer Materialien erfordert eine genaue Kenntnis ihrer Oberflächeneigenschaften. Die Oberflächenchemie entscheidet oft darüber, ob ein Produkt für die vorgesehene Anwendung geeignet ist. Oft ist eine geeignete Behandlung erforderlich, um die Oberflächeneigenschaften so zu gestalten, dass sie den Anforderungen der Anwendung entsprechen. Die immer knapper werdende Zeit, die für solche Entwicklungsprozesse zur Verfügung steht, erfordert jedoch eine aussagekräftige und schnelle Analyse der Festkörperoberfläche, möglichst nahe an den realen Bedingungen der Materialanwendung.

1 Einleitung

Für die chemische Analyse der festen Oberfläche werden in der Regel verschiedene physikalische Methoden verwendet. Diese Methoden erfordern jedoch häufig eine zeitaufwändige Probenvorbereitung oder sind für die äußersten Oberflächen nicht empfind-lich genug. Das Zetapotenzial ist ein charakteristischer Parameter zur Beschreibung der Oberflächenchemie von Festkörpern. Es befindet sich an der Grenzfläche zwi-schen einem Feststoff und einer umgebenden Flüssig-keit. Das Zetapotenzial stellt die Oberflächenladung dar, die in Gegenwart einer wässrigen Lösung entsteht, wenn reaktive (funktionelle) Gruppen an hydrophilen Oberflä-chen dissoziieren oder Wasserionen an hydrophoben Oberflächen adsorbieren. Die Variation des pH-Werts der wässrigen Phase beeinflusst das Gleichgewicht zwischen Dissozia-tions- und Adsorptionsprozessen und gibt dadurch Ein-blicke in das chemische Verhalten der Oberfläche.

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