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Zêtamètre

Zêtamètre

Responsable

Hélène TERRISSE

Equipements
  • Zetasizer NanoZS (Malvern)
  • L'appareil est couplé à un titrateur automatique
Définition du potentiel zêta

Il correspond au potentiel électrostatique mesuré au niveau du diamètre hydrodynamique (ou plan de cisaillement) de particules en suspension au sein d’un milieu liquide. Il permet ainsi de caractériser la charge électrique au voisinage de la surface de la particule, en fonction de son environnement.

 

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Principe de la mesure

L’appareil mesure, par diffusion de lumière, la mobilité électrophorétique des particules soumises à l’application d’un champ électrique. La relation de Henry permet de déterminer le potentiel zêta des particules à partir de leur mobilité électrophorétique, connaissant la viscosité et la constante diélectrique du milieu de dispersion.

Applications

Les mesures de potentiel zêta en fonction de différents paramètres (pH, force ionique…) fournissent des informations très pertinentes sur les interactions entre les particules. Ces mesures peuvent notamment permettre de prévoir le comportement des émulsions et des dispersions colloïdales (stabilité, floculation, coalescence…), et donc de résoudre certains problèmes de formulation.

Elles sont également d’une grande utilité pour déterminer le mode d’interaction entre des particules en suspension et des espèces chargées présentes en solution. Il est ainsi possible de caractériser le comportement de certains ions en contact avec une surface chargée : adsorption spécifique conduisant à la formation de complexes de surface, ou interaction purement électrostatique.

Les domaines d’application concernés sont nombreux : peintures et pigments, traitement des eaux, matériaux et céramiques, filtration, santé, pharmacie, cosmétologie, agroalimentaire…

Exemples :
  • Etude de l’interaction entre des particules de dioxyde de titane (TiO2, Degussa P25) et des molécules de phospholipides (DMPA) : les mesures de potentiel zêta en fonction du pH révèlent que les interactions entre les deux composés seront favorisées pour des pH inférieurs à 6, zone où les charges de surface sont opposées.

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Interactions between phospholipids and titanium dioxide particles, Q.-C. Le et al., Colloids and Surface B : Biointerfaces 123, 150-157 (2014).

  • Comportement des ions calcium vis-à-vis de la surface des silicates de calcium hydratés (CSH), principaux constituants du ciment : les ions Ca2+ sont des ions déterminant le potentiel, ils sont directement responsables de la charge portée par la surface des CSH.

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Zeta potential study of Calcium Silicate Hydrates interacting with alkaline cations, H. Terrisse et al., Journal of Colloid and Interface Science, 244, 58-65 (2001).

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