Trong nghiên cứu này, thế Zeta được sử dụng để xác định sự ổn định của dung dịch nano vàng sau khi chế tạo. Thế zeta (ξ) là đại lượng đặc trưng cho sự ổn định của hệ phân tán các hạt rắn trong chất lỏng (còn gọi là hệ keo). Các hạt với diện tích bề mặt nhất định sẽ hấp thụ những ion có điện tích trái dấu từ trong dung dịch để tạo thành một lớp điện tích bao quanh hạt. Những ion trên lớp điện tích này lại hấp thụ các ion trái dấu với chúng trong dung hình thành nên một lớp điện tích kép: lớp trong (lớp Sterm) gồm các ion liên kết mạnh với bề mặt hạt và lớp ngoài (lớp khuếch tán) liên kết yếu hơn với bề mặt hạt.
Thế zeta được đo bằng cách áp đặt một điện trường qua hệ phân tán, dưới tác dụng của điện trường, các hạt trong hệ sẽ di chuyển theo chiều nhất định với vận tốc tỷ lệ với độ lớn của thế zeta. Điện thế zeta là một chỉ số quan trọng của sự ổn định của sự phân tán trong dung dịch. Độ lớn của thế zeta cho thấy độ lớn lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt mang cùng điện tích gần nhau trong dung dịch. Đối với các phân tử và hạt đủ nhỏ, thế zeta cao sẽ mang lại sự ổn định, tức là dung dịch hoặc sự phân tán sẽ chống lại sự kết tụ. Khi điện thế nhỏ, lực hấp dẫn có thể vượt quá lực đẩy này và sự phân tán có thể bị phá vỡ và xảy ra hiện tượng kết tụ . Vì vậy, các dung dịch có thế zeta cao (âm hoặc dương) có độ ổn định cao trong khi các chất keo có thế zeta thấp có xu hướng đông tụ hoặc kết bông. Các mức thế tương ứng độ ổn định được nêu trong Bảng 2.1.
Bảng 2.1. Độ ổn định của dung dịch hạt nano phụ thuộc vào thế bề mặt
Thế Zeta (mV) Độ ổn định
0 đến ± 5 Đông tụ hoặc keo tụ nhanh chóng
± 10 đến ± 30 Bắt đầu kết tụ
± 30 đến ± 40 Ổn định vừa phải
± 40 đến ± 60 Ổn định tốt
> 61 Ổn định tuyệt vời
Chuẩn bị mẫu đo: Bơm dung dịch nano vàng vào cuvet thạch anh trong suốt rồi đặt cuvet vào máy đo thế thế Zeta. Phép đo được thực hiện trên máy đo thế Zetasizer (NanoZS; Malvern Instruments, Malvern, UK). thuộc Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Hình 2.15. Thiết bị đo thế Zeta Zetasizer tại Viện khoa học vật liệu - Viện
Hàn lâm Khoa học - Công nghệ Việt Nam