Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at

Lösungen
L12: Elektrokinetische Messungen (Zeta-Potenzial)
L12: Elektrokinetische
Messungen (Zeta-Potenzial)
zur Charakterisierung von
Nanostrukturen
Die Bestimmung der elektrokinetischen Eigenschaften
von makroskopischen Oberflächen wie
Filmen, Fasern und Membranen ist in vielen Bereichen
der Nanotechnologie von großer Bedeutung.
Aufgrund der Oberflächenselektivität der Methode
eignet sich die Zeta-Potenzial-Messung sehr gut zur
Charakterisierung von Prozessen zur Oberflächenmodifikation
von Materialien im Nanometerbereich.
Das Zeta-Potenzial dient zur Charakterisierung der
elektrischen Oberflächeneigenschaften sowie zur
Bestimmung von neu eingeführten oder modifizierten
Oberflächengruppen oder Schichten.
Eine sehr häufige Anwendung ist die Untersuchung
von plasmamodifizierten [1] oder photochemisch
modifizierten [2] Polymeroberflächen. So
kann z.B. die Bildung von dissoziierbaren Gruppen
in der dünnen Oberflächenschicht durch eine Verschiebung
des isoelektrischen Punktes und die
Ausbildung eines charakteristischen Potenzialplateaus
im sauren oder basischen Bereich nachgewiesen
werden (Abb. 1).
Das Zeta-Potenzial ist auch eine wichtige Methode
zur Charakterisierung von Nanostrukturen,
die durch Selbstanordnungsmechanismen an
Oberflächen gebildet werden. Das sind z.B. Adsorptionsschichten
oberflächenaktiver Substanzen,
„self-assembled monolayers (SAMs)“ von Thiolen
[3] oder Beschichtungen von Oberflächen mit Nanopartikeln
[4]. Solche Nanobeschichtungen können
den entsprechenden Materialien ganz spezielle
chemische und physikalische Eigenschaften verleihen
und erlangen daher steigende technologische,
aber auch biomedizinische Bedeutung.
Abbildung 1:
Zeta-Potenzial-Verlauf bei sauren oder
basischen Oberflächengruppen.
Abbildung 2:
Zeitaufgelöste Messung der Tensidadsorption
an einer Polymeroberfläche.
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Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005