分散剤によるナノ粒子分散の基本原理

分散剤とは、分散させるために使用される化学物質です。ナノ粒子溶液または固体。その基本原理は、ナノ粒子の表面と相互作用し、表面特性を変化させ、粒子間の引力を減少させ、ナノ粒子の分散を達成することです。
分散剤は、次のメカニズムを通じてナノ粒子の分散を実現します。
1. 電荷の類似性: 多くの分散剤は界面活性剤の特性を持ち、ナノ粒子の表面に電荷障壁を形成できます。ナノ粒子が表面電荷 (正または負) を持っている場合、分散剤は同じ電荷を持つ官能基を介してナノ粒子と相互作用して静電バリアを形成し、ナノ粒子の凝集を防ぎます。
2. 電荷異方性: ナノ粒子の表面が正電荷と負電荷で不均衡な場合、分散剤は表面に吸着することによってこれらの電荷の不均衡を中和することができます。分散剤の官能基は、ナノ粒子の表面と化学結合または相互吸着を形成し、ナノ粒子間の相互作用を変化させて凝集を防ぐことができます。
3. 隔離効果：分散剤はナノ粒子の表面を覆って隔離層を形成し、ナノ粒子間の接触を遮断します。この隔離層は、ナノ粒子間の引力を低減し、凝集を防ぎ、溶液中でナノ粒子を分散状態に保つことができます。
4. ファンデルワールス力と毛細管現象: 一部の分散剤は、相互に排他的なファンデルワールス力を導入するか、分散剤と溶媒の間の毛細管現象を増加させることによってナノ粒子を分散します。これらの相互作用により、ナノ粒子間の引力が減少し、溶液中での分散状態が安定します。
分散剤の選択は、ナノ粒子の特性、溶媒の特性、および用途の特定のニーズによって異なります。一般的な分散剤には、界面活性剤、ポリマー、コロイド粒子などが含まれます。分散剤の種類、濃度、使用条件を合理的に選択、調整することで、ナノ粒子の均一な分散と安定性を実現できます。