suspensiones coloidales mezclas heterogéneas de partículas con diámetros de aproximadamente 2-500 nanómetros, que se suspenden permanentemente en una segunda fase, generalmente un líquido. Debido al pequeño tamaño de partícula del material suspendido, un coloide no se separa en sus componentes característicosincluso si se deja que no se altere, ni el material suspendido se puede separar por filtración. Los coloides se distinguen de otros tipos de mezclas por varias propiedades distintivas importantes, una de las cuales es la fuerza electrocinética en suspensiones coloidales, también conocido como "potencial zeta"."
Para explorar el potencial zeta, primero debemos entender qué es una "superficie deslizante". Una superficie deslizante es una "doble capa eléctrica" que se forma en la superficie de cualquier objeto cuando se expone a un fluido. Esta doble capa consiste enuna capa de cargas que se adhieren a la superficie del objeto como resultado de interacciones químicas, y una segunda capa de cargas opuestas que son atraídas a la primera capa. Debido a la atracción entre estas dos capas de "iones" o cargas opuestas,se crea un potencial eléctrico, y este es el potencial zeta. El potencial zeta ocurre en capas dobles en la superficie de partículas suspendidas también en coloides.
El profesor Hiroyuki Ohshima de la Universidad de Ciencias de Tokio ha sido un investigador teórico de por vida de fenómenos electrocinéticos como el movimiento de partículas coloidales en un campo eléctrico y las interacciones electrostáticas entre partículas coloidales. Recientemente ha resumido algunos de los principales hallazgos en su campo enuna reseña publicada en la revista Avances en coloides y ciencia de la interfaz . Afirma la importancia del potencial zeta en la química de la superficie coloidal. Según él, "la estabilidad de dispersión de las partículas coloidales, que es uno de los temas más importantes en la química de la superficie coloidal, depende en gran medida del potencial zeta de las partículas"."
El potencial Zeta se calcula en función de la movilidad electroforética de las partículas. Hasta ahora, la condición de límite antideslizante del fluido, que supone que el fluido tendrá una velocidad cero en relación con el límite, se ha aplicado al calcular el potencial zetaSin embargo, si bien esta condición es aplicable a partículas con una superficie hidrófila "amante del agua", no se puede aplicar a partículas con una superficie hidrófoba "tímida al agua". En este caso, la condición límite de Navier, queconsidera la velocidad relativa del fluido, se aplica.
En la condición límite de Navier, el efecto del deslizamiento hidrodinámico se caracteriza por la longitud de deslizamiento. Cuando la superficie es hidrófila, la longitud de deslizamiento se considera cero y aumenta progresivamente con el aumento de la hidrofobicidad de la superficie, dondelas moléculas de la superficie de la partícula interactúan débilmente con las moléculas en la fase circundante para que se produzca el deslizamiento del líquido. De acuerdo, una longitud de deslizamiento infinitamente grande corresponde teóricamente con una superficie completamente hidrófoba. A partir de esta información, los cálculos teóricos muestran que la movilidad electroforética y el potencial de sedimentaciónaumentar con el aumento de la longitud de deslizamiento.
Según el profesor Ohshima, lo más interesante es que si aceptamos la posibilidad de la presencia de una superficie deslizante en una partícula coloidal sólida esférica, podemos observar que las propiedades electrocinéticas de esta partícula sólida serán hidrodinámicamente similares a las deuna gota de líquido
Estos hallazgos resaltan la importancia de reconsiderar cómo varían las propiedades electrocinéticas de las superficies hidrofílicas e hidrofóbicas y muestran cómo afectan la dinámica de las suspensiones coloidales. El profesor Ohshima concluye: "Hemos construido una teoría general que describe varios fenómenos electrocinéticos de partículas con un deslizamientosuperficie. Al aplicar esta teoría, podríamos esperar una evaluación más precisa del potencial zeta y la estabilidad de la dispersión de partículas coloidales en el futuro ".
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Materiales proporcionados por Universidad de Ciencias de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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