Drukuj

Nowe metody badania właściwości powierzchniowych materiałów polimerowych

Pomiar potencjału zeta dla stałych, płaskich powierzchni

W przypadku powierzchni folii polimerowych potencjał zeta jest wyznaczany z pomiarów potencjału przepływu, bądź prądu przepływu (natężenia prądu elektrycznego) podczas płynięcia elektrolitu przy zastosowaniu gradientu ciśnienia w specjalnej celce pomiarowej. Potencjał przepływu jest generowany, gdy roztwór elektrolitu przemieszcza się przy zastosowaniu ciśnienia hydraulicznego. Roztwór ten przepływa przez badany materiał, wzdłuż kanału utworzonego przez dwie płytki bądź z dołu kapilary. Przepływ elektrolitu w wyniku przyłożonego ciśnienia powoduje wytworzenie natężenia prądu, tym samym tworząc różnicę potencjału. Potencjał ten uniemożliwia mechaniczne przeniesienie ładunku, powodując „wsteczne” przewodzenie przez dyfuzję jonów i przepływ elektroosmotyczny, który powstaje w wyniku różnicy potencjałów pomiędzy dwiema fazami (analizowana powierzchnią i elektrolitem). Przeniesienie ładunku spowodowane tymi dwoma procesami nazywane jest prądem wstecznym.
W warunkach ustalenia się równowagi natężenie prądu eliminuje prąd wsteczny i mierzoną różnicą potencjału jest potencjał przepływu.

Możliwość zastosowania pomiarów potencjału zeta

Pomiary potencjału przepływu (potencjału zeta) mogą być z powodzeniem wykorzystywane do kontroli modyfikacji powierzchni polimerów, badania zjawisk adhezji, właściwości hydrofobowych/hydrofilowych, pomiarów zwilżalności lub adsorpcji białek w inżynierii biomateriałów.

Niewielka liczba publikacji z zakresu aplikacji pomiarów potencjału zeta w badaniu właściwości materiałów polimerowych świadczy o tym, iż jest to stosunkowo nowe zagadnienie. Być może spowodowane jest to tym, iż pomimo wielu badań zjawiska zachodzące na granicy faz, a co za tym idzie zjawiska zachodzące w procesach modyfikowania warstwy wierzchniej materiałów polimerowych nie zostały jeszcze w pełni poznane. Same pomiary natomiast nie były dotychczas możliwe ze względu na niedoskonałości aparaturowe i brak adekwatnych algorytmów, pozwalających na uzyskanie prawidłowych wartości potencjału zeta.

dr hab. Ewa Kłodzińska - prof. nadzwyczajny, Instytut Sportu