简单离子通过粒子间作用力调控方解石凝胶的弹性
软凝聚态物质
2019-05-01 v1
摘要
方解石在水中的悬浮液被广泛应用于造纸填料、制药、文物保护或建筑施工等许多工业领域，这些领域需要控制浆料的流变特性。我们测量了钙、钠或氢氧根等简单离子对表现为胶体凝胶的纳米方解石浆料弹性的影响。我们将宏观测量结果与基于化学形态分析和zeta电位测量的DLVO相互作用势进行比较。通过改变离子类型和浓度，我们超越了小排斥 regime，使剪切模量跨越两个数量级。添加氢氧化钙时，我们观察到剪切模量出现最小值，与DLVO能垒最大值相关，这源于两种竞争效应：方解石表面的钙吸附提高了zeta电位从而增强静电排斥，而盐浓度增加导致更强的静电屏蔽。我们还证明添加氢氧化钠完全屏蔽表面电荷并导致浆料更刚性。另一重要结果是，方解石悬浮液被大气CO2碳化后，无论初始值如何，胶体凝胶均趋向高弹性收敛，这也可由DLVO理论很好解释，并源于zeta电位和表面电荷密度的降低。
引用
@article{arxiv.1904.13087,
title = {Simple ions control the elasticity of calcite gels via interparticle forces},
author = {Teresa Liberto and Catherine Barentin and Jean Colombani and Anna Costa and Davide Gardini and Maurizio Bellotto and Marie Le Merrer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.13087},
year = {2019}
}