基于NTA技术的纳米气泡Zeta电位表征

2025-03-24

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纳米气泡是液体环境中完全由气体组成的一类特殊的纳米颗粒。目前的研究已证实，纳米气泡在环境保护、农业种植养殖、工业清洗、医美等领域有非常大的应用潜力，相关行业的研究热度也很高。快速、准确、全面的纳米气泡表征技术已成为研究人员的必然需求。

在纳米气泡研究中，粒径和浓度会直接影响纳米气泡的实际应用效果，而Zeta电位更多地提供纳米气泡应用的理论支持。它不仅能反映出纳米气泡的稳定性，还有助于揭示纳米气泡和其他物质的作用机制。但样品的溶液环境很容易影响纳米气泡的Zeta电位，所以不同溶液环境下准确地表征纳米气泡的zeta电位在实际研究与应用中尤为重要。本文以两种不同方法产生的纳米气泡样品为例，介绍了ZetaView在纳米气泡Zeta电位表征中的应用。

方法一：将氮气以约3L/min的流速注入无颗粒的15ml纯水中，持续通气1min后，取样1ml；

方法二：将100μl无水乙醇和900μl纯水混合，反应不到10s，再将样品稀释10倍，取样1ml。

根据以上两种方法得到的纳米气泡样品，分别取样1ml，注入ZetaView样品池内，选择对应的SOP，可快速获得两个样品的Zeta电位分布（如下图1）和Zeta电位值。

图1 方法一（蓝色）和方法二（橙色）得到的纳米气泡样品的zeta电位分布

经ZetaView测试，方法一获得的纳米气泡样品的Zeta电位值是-32mV，方法二获得的纳米气泡样品的Zeta电位是-23mV。基于ZetaView的单颗粒表征技术特点，我们同时还可以得到单个纳米气泡的Zeta电位—粒径的分布图，如下图所示：

图2 方法一（蓝色）和方法二（橙色）得到的纳米气泡样品的zeta电位-粒径分布

由以上结果可以看出，这两种纳米气泡样品的粒径分布都集中在100nm附近，但Zeta电位有明显的区别。如果仅仅以粒径、浓度为表征指标，就完全忽略了Zeta电位揭示的信息。所以，为了更全面地研究纳米气泡样品，除了基本的粒径、浓度表征之外，纳米气泡的Zeta电位表征也是至关重要的。

ZetaView是基于纳米气泡的布朗运动和电泳运动，实现纳米气泡的粒径和Zeta电位测试，以直接计数的方式计算纳米气泡的实际数量浓度，在目前的纳米气泡研究领域中应用广泛。尤其是在纳米气泡浓度极低、纳米气泡粒径分布很宽的情况下，ZetaView依然可以得到准确有效的测试数据。据目前可查的数据显示，在极微量纳米气泡的定量检测中，ZetaView的测试结果可媲美高分辨气相色谱法的测试结果。因此，ZetaView已被写入ISO 7383-2:2024标准中。

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