D2 Dispersión Dinámica de Luz (DLS) y Potencial Zeta

Tópico

El movimiento browniano de las partículas de esta suspensión coloidal, el primero de los dos fenómenos que mide este modelo, produce fluctuaciones aleatorias en la intensidad de la luz que esas mismas partículas dispersan cuando se las ilumina con un láser: la dispersión dinámica de luz, DLS, es la que registra esas fluctuaciones de luz dispersada y las resume en una función de autocorrelación, la que compara la intensidad dispersada en un instante con la intensidad dispersada en instantes posteriores, cada vez más separados en el tiempo. Que estas partículas se muevan más rápido por este movimiento browniano hace que esta función de autocorrelación decaiga más rápido, porque la intensidad dispersada pierde antes su parecido con la intensidad de instantes anteriores.

Esa misma velocidad con la que decae esta función de autocorrelación se convierte, según la relación de Stokes-Einstein, en el tamaño hidrodinámico de estas partículas de la suspensión coloidal: esta relación de Stokes-Einstein vincula directamente qué tan rápido se mueve una partícula por este movimiento browniano, dentro de un medio de viscosidad conocida, con el tamaño efectivo de esa misma partícula, incluyendo la capa de solvente que se mueve junto con ella. Que esta función de autocorrelación decaiga más rápido hace que, según esta misma relación de Stokes-Einstein, el tamaño hidrodinámico calculado a partir de ella sea menor; que decaiga más lento, hace que ese tamaño hidrodinámico sea mayor.

La movilidad electroforética de estas mismas partículas, el segundo fenómeno que mide este modelo, la velocidad con la que se desplazan bajo un campo eléctrico aplicado, determina, según la ecuación de Henry, el potencial zeta de estas partículas: este potencial zeta es el que cuantifica, en la práctica, la magnitud efectiva de la repulsión electrostática entre estas partículas que ya describe otro modelo de este conjunto. Que esta movilidad electroforética sea mayor hace que, según esta misma ecuación de Henry, el potencial zeta calculado a partir de ella también sea mayor, en valor absoluto.

Por eso este modelo, con el tamaño hidrodinámico y el potencial zeta con los que se abrió, mide de manera directa la estabilidad coloidal que describe otro modelo de este conjunto: que este tamaño hidrodinámico, medido por dispersión dinámica de luz, crezca con el tiempo es el indicador experimental directo de que esta suspensión coloidal está agregándose, según ese mismo modelo; y que este potencial zeta, medido a partir de esta movilidad electroforética, se mantenga alejado de cero es el indicador experimental directo de que la repulsión electrostática que ese mismo modelo requiere todavía alcanza a compensar la atracción de van der Waals subyacente. Que ambas mediciones, el tamaño hidrodinámico y el potencial zeta, se sigan a lo largo del tiempo con este mismo modelo hace que puedan detectarse, antes de que sea demasiado tarde, los primeros indicios de que esta suspensión coloidal se está acercando a violar su criterio de estabilidad coloidal.

ID:4468