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COLLOIDAL DISPERSION SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING ELECTROOSMOTIC FLOW

Patent code P170013915
File No. (S2015-1867-N0)
Posted date Mar 29, 2017
Application number P2015-155405
Publication number P2017-032504A
Patent number P6594087
Date of filing Aug 5, 2015
Date of publication of application Feb 9, 2017
Date of registration Oct 4, 2019
Inventor
  • (In Japanese)足立 泰久
  • (In Japanese)フェン リリ
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人筑波大学
Title COLLOIDAL DISPERSION SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING ELECTROOSMOTIC FLOW
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a colloidal particle composite capable of visualizing an electroosmotic flow and measuring a precise zeta potential, and a method for measuring the electroosmotic flow.
SOLUTION: An measurement apparatus 100 for measuring an electroosmotic flow comprises: a capillary 30 for inserting an object to be measured; a cathode electrode 40 provided on one end side of the capillary 30; an anode 50 provided on the other end side of the capillary 30; and a power supply equipment 60 for applying a voltage to the cathode electrode 40 the anode 50. A colloidal particle composite 10 electrically neutralized and second colloidal particles 20 having electric charges are supplied to the inside of the capillary 30. A colloidal dispersion system includes the colloidal particles 20 dispersed in a colloidal solution and a polymer electrolyte absorbed on the surfaces of the colloidal particles and having electric charges opposite to those of the colloidal particles. The charge density of the polymer electrolyte is 10% or less of a segment constituting the polymer electrolyte.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

異なる物質が接する境界には、界面が生じる。界面では、特異的な界面電気現象が確認され、その解明に注目が集まっている。特に、液相と固相のように異なる相の界面における界面電気現象は、その動的過程の解明が進められている所であり、様々な研究が行われている。

液相と固相の相界面としては、コロイド溶液中におけるコロイド粒子と溶液界面が知られている。コロイド粒子の凝集や分散は、広域的水環境問題、活性汚泥や微生物の発酵プロセス、製紙工程、食品製造などの様々な生物化学工業上の操作とも関連し、高い注目を集めている。

コロイド粒子は、溶液中で解離基やイオンの吸着により帯電している。この帯電により形成される電位をゼータ(ζ)電位と言い、コロイド粒子の分散・凝集性、相互作用、表面改質を評価する上での重要な指標となる。そのため、コロイド粒子のゼータ電位等の種々の性質を正確に測定する技術が求められている。

しかしながら、コロイド粒子のゼータ電位を正確に測定するためには、電気浸透流の影響を考慮する必要がある。電気浸透とは、液体と固体が接している所に電圧をかけた場合に、接線方向に液体が移動する現象を意味する。

ゼータ電位を正確に測定するためには、この電気浸透流の影響を除去する必要がある。そのため、例えば特許文献1では、電気浸透の影響が見かけ上無い位置(静止面)にレーザ光を照射して、ドップラー効果により電気泳動速度を算出している。そして、その電気泳動移動度の結果からゼータ電位を求めている。
例えば、特許文献2では、キャピラリの壁面に中性ポリマーをコーティングすることで、電気浸透流の発生を抑制している。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、コロイド分散系及び電気浸透流の測定方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
電荷を有する第2のコロイド粒子を有する第1の系に、コロイド分散系におけるコロイド粒子に高分子電解質が吸着したゼータ電位がゼロであるコロイド粒子複合体を加える工程と、
前記コロイド粒子複合体を加えた前記第1の系に電界を印加する工程と、
印加された電場の影響による電気泳動電気浸透流の影響を受けて第2のコロイド粒子が動いている、前記コロイド粒子複合体を加えた前記第1の系における前記コロイド粒子複合体の移動を測定する工程と、を有し、
前記コロイド分散系が、コロイド溶液中に分散した前記コロイド粒子と、前記コロイド粒子表面に吸着し、前記コロイド粒子と反対電荷を有する前記高分子電解質とを有し、前記高分子電解質の電荷密度が、前記高分子電解質を構成するセグメントの10%以下である電気浸透流の測定方法。

【請求項2】
 
前記コロイド粒子が、略球状であることを特徴とする請求項1に記載の電気浸透流の測定方法

【請求項3】
 
前記コロイド粒子が、ポリスチレンラテックスであることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の電気浸透流の測定方法

【請求項4】
 
前記コロイド溶液中に体積モル濃度が100mM以下の塩をさらに加えた請求項1~3のいずれか一項に記載の電気浸透流の測定方法

【請求項5】
 
前記塩が、1価の塩であることを特徴とする請求項4に記載の電気浸透流の測定方法
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2015155405thum.jpg
State of application right Registered
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