DE4344108C2

DE4344108C2 - Zeta potential measuring cell

Info

Publication number: DE4344108C2
Application number: DE19934344108
Authority: DE
Inventors: Heinz Koerber; Hans-Joerg Prof Dr Jacobasch; Carsten Werner; Rudolf Hanke
Original assignee: Leibniz Institut fuer Polymerforschung Dresden eV
Current assignee: Leibniz Institut fuer Polymerforschung Dresden eV
Priority date: 1993-12-23
Filing date: 1993-12-23
Publication date: 1997-06-05
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: DE4344108A1

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der physikalischen Chemie und des Gerätebaus und bezieht sich auf eine Zeta-Potential-Meßzelle, wie sie z. B. bei der Ermittlung des Zeta- Potentials an der lebenden menschlichen Haut zur Anwendung kommen kann.The invention relates to the field of physical chemistry and device construction and refers to a zeta potential measuring cell, as z. B. when determining the zeta Potential on the living human skin can be applied.

Bisher sind nur Zeta-Potential-Meßzellen bekannt, bei denen Proben der zu untersuchenden Materialien untersucht werden. Diese Proben werden in die bekannten Vorrichtungen eingelegt oder eingeklebt und daran das Zeta-Potential gemessen (DD 2 13 513). Weiterhin wird bei allen bekannten Meßzellen der Strömungskanal an mindestens zwei Seiten von dem zu untersuchenden Material begrenzt.So far, only zeta potential measuring cells are known in which samples of the investigating materials are examined. These samples are known in the Devices inserted or glued in and the zeta potential measured (DD 2 13 513). Furthermore, the flow channel is used in all known measuring cells bounded by at least two sides of the material to be examined.

Nachteilig bei den bekannten Meßzellen ist besonders, daß die Messung nicht vor Ort an dem gewünschten Material durchgeführt werden kann, sondern immer eine Probe des Materials verwendet werden muß.A particular disadvantage of the known measuring cells is that the measurement is not carried out on site can be performed on the desired material, but always a sample of the material must be used.

Weiterhin ist aus der DE 38 40 901 A1 eine Meßzellenkonfiguration zur Bestimmung des elektrischen Strömungspotentials an plattenförmigen oder aufstreichfähigen Substraten aus elektrisch nicht leitenden, chemisch inerten Materialien bekannt. Diese Meßzellenkonfiguration besteht aus einer Röhre, die über zwei gegenüberliegende Öffnungen mit zwei Elektrodenkammern unlösbar und hermetisch abgeschlossen verbunden ist. In dieser Röhre sind zwei gleitend gelagerte Kolben mechanisch stabil fixiert. Die Stirnflächen dieser Kolben berühren sich, wobei diese Stirnflächen jeweils symmetrisch von einem Kanal durchschnitten werden, der zur Einbettung und Befestigung des Substrates dient. Für den Fall, daß das Substrat größer ist als der vorhandene Kanal in den Stirnflächen der Kolben und damit ein Zwischenraum zwischen den Stirnflächen außerhalb des Bereiches des Kanales entstehen würde, werden dort Abstandsplättchen eingelegt, die wieder die Berührung der Stirnflächen ermöglichen. Furthermore, DE 38 40 901 A1 describes a measuring cell configuration for determination the electrical flow potential on plate-shaped or spreadable Known substrates from electrically non-conductive, chemically inert materials. This Measuring cell configuration consists of a tube, which is located over two opposite Openings with two electrode chambers are insoluble and hermetically sealed connected is. Two sliding pistons are mechanically stable in this tube fixed. The end faces of these pistons touch, these end faces each be symmetrically intersected by a channel that is used for embedding and Attachment of the substrate is used. In the event that the substrate is larger than that existing channel in the end faces of the pistons and thus a space would arise between the end faces outside the area of the channel, spacer plates are inserted there, which again touch the end faces enable.

Der Nachteil dieser Konfiguration besteht ebenfalls darin, daß die Messung nicht vor Ort an dem gewünschten Material durchgeführt werden kann, sondern immer eine Probe des Materials verwendet werden muß.The disadvantage of this configuration is also that the measurement is not done before Place can be carried out on the desired material, but always one Sample of the material must be used.

Dies ist bei verschiedenen Materialien nicht immer möglich. Auch sind in bestimmten Fällen die konkreten Einsatzbedingungen der Materialien mit den bekannten Meßzellen nicht vollständig zu erfassen.This is not always possible with different materials. Are also in certain Cases the specific conditions of use of the materials with the known Measuring cells cannot be recorded completely.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Zeta-Potential-Meßzelle anzugeben, durch die die Zeta-Potential-Bestimmung ohne eine Probenahme der zu untersuchenden Materialien erfolgt.The object of the invention is to provide a zeta potential measuring cell, by which the zeta potential determination without sampling the investigating materials.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist im Anspruch 2 angegeben.This object is achieved by the invention specified in claim 1. An advantageous embodiment is specified in claim 2.

Die erfindungsgemäße Zeta-Potential-Meßzelle zur Ermittlung des Zeta-Potentials an äußeren Oberflächen strömungsstabiler Materialien enthält einen Körper mit zwei Durchbohrungen, die als Zu- und Abführungskanal für eine elektrolytische Flüssigkeit dienen. Je eine Öffnung der beiden Durchbohrungen befindet sich in der ebenen Meßfläche des Körpers und zwischen diesen beiden Öffnungen auf der ebenen Meßfläche des Körpers sind ein oder mehrere Strömungskanäle in die ebene Meßfläche des Körpers eingearbeitet. In diesen Strömungskanälen erfolgt eine laminare Strömung der elektrolytischen Flüssigkeit.The zeta potential measuring cell according to the invention for determining the zeta potential outer surfaces of flow stable materials contain one body with two Drilled holes that serve as an inlet and outlet channel for an electrolytic liquid serve. There is an opening in each of the two through holes in the plane Measuring surface of the body and between these two openings on the plane Measuring surface of the body are one or more flow channels in the plane Measuring surface of the body incorporated. One takes place in these flow channels laminar flow of the electrolytic liquid.

Die Oberflächen des Zu- und Abführungskanals im Körper, der aus einem den elektrischen Strom nicht leitenden Material besteht, und des Strömungskanals oder der Strömungskanäle sind mit einem den elektrischen Strom nicht leitenden Material versehen, das keine direkte elektrische Verbindung zwischen zwei Elektroden ermöglicht, die sich je eine im Zu- und im Abführungskanal befinden.The surfaces of the inlet and outlet channel in the body, which consists of one electrical current is non-conductive material, and the flow channel or Flow channels are made of a material that does not conduct electricity provided that there is no direct electrical connection between two electrodes Allows one in the inlet and one in the outlet channel.

Als Strömungsbedingung gilt, daß der Strömungswiderstand in dem oder den Strömungskanälen groß ist gegenüber dem Strömungswiderstand im übrigen durchströmten System.The flow condition is that the flow resistance in the or Flow channels is large compared to the flow resistance for the rest flowed through system.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind in die Zeta-Potential-Meßzelle die Strömungskanäle als zehn V-förmige Rillen in die ebene Meßfläche des Körpers eingefräst. In an advantageous embodiment of the invention, the zeta potential measuring cell Flow channels as ten V-shaped grooves in the flat measuring surface of the body milled in.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß mit dieser Meßzelle vor allem elastische Oberflächen untersucht werden können und Materialien unter den konkreten Einsatz- und Zustandsbedingungen.Furthermore, it is advantageous that with this measuring cell, above all, elastic surfaces can be examined and materials under the specific use and Condition conditions.

Im weiteren ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Zeta-Potential-Meßzelle als Prinzipskizze. Fig. 1 shows a zeta potential measuring cell according to the invention as a schematic diagram.

In einem Körper 1 aus Piacryl befinden sich zwei vertikale Durchbohrungen 3, in denen sich je eine Silber/Silberchlorid-Stabelektrode 2 befindet. An der ebenen Meßfläche befinden sich zwischen den beiden Öffnungen der beiden Durchbohrungen 3 zehn V- förmige Rillen als Strömungskanäle 5, die in die Oberfläche eingefräst sind.In a body 1 made of piacryl there are two vertical bores 3 , in each of which a silver / silver chloride rod electrode 2 is located. On the flat measuring surface there are ten V-shaped grooves as flow channels 5 between the two openings of the two through holes 3 , which are milled into the surface.

Nunmehr wird die Meßzelle auf den Arm 4 eines Menschen aufgesetzt und durch die Zu- und Abführungskanäle 3 und die Strömungskanäle 5 wird eine elektrolytische Flüssigkeit gepumpt. Die Strömung wird von einer programmgesteuerten Pumpe so angetrieben, daß über den Strömungskanälen 5 eine Druckdifferenz von 0 bis 25 kPa stufenlos durchgefahren wird. Über die beiden Elektroden 2 wird nun das Strömungspotential gemessen und aus dem Strömungspotential und der Druckdifferenz das Zeta-Potential der lebenden menschlichen Haut 4 bestimmt.Now the measuring cell is placed on the arm 4 of a person and an electrolytic liquid is pumped through the inlet and outlet channels 3 and the flow channels 5 . The flow is driven by a program-controlled pump so that a pressure difference of 0 to 25 kPa is continuously passed through the flow channels 5 . The flow potential is now measured via the two electrodes 2 and the zeta potential of the living human skin 4 is determined from the flow potential and the pressure difference.

Claims

1. Zeta potential measuring cell for determining the zeta potential on outer surfaces of flow-stable materials, containing a body ( 1 ) with two through holes ( 3 ), which serve as a supply and discharge channel for an electrolytic liquid, one opening each of the two Bores ( 3 ) are located in a flat measuring surface of the body ( 1 ) and between these two openings on the flat measuring surface of the body ( 1 ) a flow channel or several flow channels ( 5 ) is worked into the flat measuring surface of the body ( 1 ) / in which a laminar flow of the electrolytic liquid takes place, and the surfaces of the inlet and outlet channel ( 3 ) in the body ( 1 ), which consists of a material that does not conduct electricity, and the flow channel or the flow channels ( 5 ) are provided with a material that does not conduct electricity, which has no direct electrical connection between ischen two electrodes ( 2 ), one of which is located in the inlet and outlet channel ( 3 ), and the flow resistance in the flow channel (s) ( 5 ) is large compared to the flow resistance in the rest of the system.

2. Zeta potential measuring cell according to claim 1, in which the flow channels ( 5 ) are milled as ten V-shaped grooves in the flat measuring surface of the body ( 1 ).