Sadržaj 1 teorijski uvod 3

SADRŽAJ
SADRŽAJ 1
2. TEORIJSKI UVOD 3
2.1 ELEKTRIČNI DVOSLOJ 3
2.2 EFEKT POLARIZACIJE ELEKTRODA 8
3. NISKOFREKVENTNA DIELEKTRIČNA SPEKTROSKOPIJA (NFDS) 12
3.2 DOPRINOSI DIELEKTRIČNOJ FUNKCIJI 13
3.3 MJERENJE I ODUZIMANJE UTJECAJA POZADINE 14
3.4 METODA PRILAGODBE REZULTATA 16
3.5 OPIS ELEKTRIČNE SHEME MJERENJA 19
3.6 OPIS TEMPERATURNE KONTROLE 21
4. EKSPERIMENTALNO ISTRAŽIVANJE MODELNOG KOLOIDA 24
4.1 UZORCI- POLISTIRENSKI LATEKS 24
4.1.1 PROIZVOĐAČKA SPECIFIKACIJA LATEKSA 25
4.2 SASTAV PROTUIONSKE ATMOSFERE LATEKSA 27
4.2.1 NEDIJALIZIRANI LATEKS 27
4.2.2 DIJALIZIRANI LATEKS 28
4.3 REZULTATI DOBIVENI NFDS 30
5. DISKUSIJA 37
6. ZAKLJUČAK 43
BIBLIOGRAFIJA 44
DODATAK 45
A) FIZIKALNE VELIČINE 45
B) KAZALO POJMOVA 47
C) METODIČKI DIO 49
1. UVOD
Nabojno stabilizirane koloidne suspenzije imaju važnu ulogu u ekološkim i biokemijskim znanostima kao i u proizvodnji materijala i u industrijskim primjenama. U mnogim procesima, znanstvenim ili tehnološkim, presudna je precizna kontrola stabilnosti suspenzije. Razumijevanje svojstava naboja koloidnih čestica, njihovih međusobnih interakcija, i iz toga rezultirajućih svojstava agregacije jedno je od najvećih izazova u proučavanju koloida. Coulombovska interakcija između nabijenih čestica zasjenjena je okolnim molekulama. Zasjenjenje Coulombovske interakcije opisuje se pomoću permitivnosti . Nabijene čestice koloida okružene su atmosferom protuiona koja je u konstantnoj interakciji sa nabijenom površinom čestice. Atmosfera protuiona je detaljnije teorijski opisana u drugom poglavlju.
U trećem poglavlju opisujemo impedancijsku, ili općenitije, dielektričnu spektroskopiju; relativno jednostavnu i neskupu tehniku koja bi se uvijek trebala uzimati u obzir u istraživanju nabijenih sistema u otopini (proteina, biopolimera, polielektrolita, različitih koloida). Dielektrična spektroskopija je direktna i nedestruktivna tehnika koja omogućava detekciju i kvantifikaciju polarizacijskog odgovora nabijenog sistema u polarnim i nepolarnim otapalima. Relaksacijski procesi u materijalu (pobuđeni vanjskim električnim poljem koje inducira dipolne momente u materijalu) povezani su preko pojave polarizacije sa dielektričnom funkcijom materijala. Relaksacijske procese opisat ćemo jednadžbom harmonijskog oscilatora. Naš eksperimentalni postav temelji se na analizatoru impedancije Agilent 4294A koji radi u frekventnom opsegu 40 Hz- 110 MHz. Praktični frekventni opseg u mjerenjima ograničen je svojstvima mjerne komore na 300 Hz- 30 MHz zbog efekta polarizacije elektroda (pojava električnog dvosloja) na niskim frekvencijama i parazitskih impedancija na visokim frekvencijama.
U četvrtom poglavlju opisujemo testiranje tehnike na polistirenskom lateksu koji je poznat modelni koloidni sistem što je posljedica njegove dobro kontrolirane monodisperznosti i naboja površine.
Mnoga eksperimentalna istraživanja dielektričnog odgovora koloida koji se pojavljuje u kHz području su teorijski dobro popraćena. Istraživanja odgovora u MHz području su rijetka, a opažanja i kHz i MHz modova jednom tehnikom su tek nedavno elaborirana sa samo ograničenom teoretskom podlogom. Dielektrična spektroskopija nam omogućava povezivanje karakterističnih frekvencija sa karakterističnim duljinama na kojima se odvija relaksacija i jačinu modova sa brojem/koncentracijom entiteta. To nam, nadalje, omogućava povezivanje dinamike atmosfere protuiona sa svojstvima čestica i sa svojstvima cjelokupne disperzije, dakle omogućava nam upoznavanje cijelog sistema, a ne samo dijelova.
|