基于化学等价宏观表面评估纳米颗粒在液体界面的浸没深度
化学物理
2022-02-10 v2
摘要
假设：我们检验横跨空气/水表面或油/水界面的纳米颗粒（NPs）的润湿性，是否可由平面基底上 sessile drop 得出的宏观接触角（mCAs）外推得到，前提是纳米颗粒与宏观基底化学等价且具有相同的动电电势。实验：将纯二氧化硅（SiO2）与氨基封端二氧化硅（APTES-SiO2）NPs 与极低粗糙度（均方根 [RMS] 粗糙度 <= 2 nm）或由紧密堆积 NP 层决定的粗糙度（RMS 粗糙度约 35 nm）的宏观表面进行比较。通过比较 NPs 的动电电势（通过电泳光散射）与宏观基底的动电电势（通过流动电流分析）来评估表面化学的等价性。宏观基底的润湿性由前进接触角（ACAs）与后退接触角（RCAs）获得，并由液体界面处 NP 润湿性提供的原位同步辐射 X 射线反射率（XRR）佐证。发现：总体而言，光滑表面上的 RCA 可很好地估计 NP 润湿性质。然而，仅凭 mCAs 无法预测阻止 NP 偏析至界面的吸附势垒，纯 SiO2 纳米颗粒即属此例。该策略极大便利了评估 NP 润湿性质，适用于乳液配制、浮选或水修复等应用。
引用
@article{arxiv.2202.03727,
title = {Assessment of nanoparticle immersion depth at liquid interfaces from chemically equivalent macroscopic surfaces},
author = {Joeri Smits and Rajendra Prasad Giri and Chen Shen and Diogo Mendonça and Bridget Murphy and Patrick Huber and Kurosch Rezwan and Michael Maas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.03727},
year = {2022}
}