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나노 재료

물속에 분산시킨 산화물 나노입자가 응집하여 가라앉지 않게 하는 방법으로 적절한 것은 무엇인가?

  1. ApH를 입자의 등전점에 맞춰 표면 전하를 0으로 하여, 입자끼리 전기적으로 끌어당기지 않게 한다
  2. BpH를 등전점에서 충분히 떨어뜨려 표면을 대전시키고, 제타 전위의 절댓값을 크게 한다
  3. C염화 나트륨 등의 전해질을 많이 넣어 이온 강도를 높이고, 전기 이중층을 두껍게 한다
정답과 해설 보기

정답: B. pH를 등전점에서 충분히 떨어뜨려 표면을 대전시키고, 제타 전위의 절댓값을 크게 한다

나노입자는 비표면적이 커서 반데르발스 인력으로 서로 달라붙어 응집하기 쉽습니다. 물속의 산화물 입자는 표면의 수산기가 pH에 따라 양성자를 받거나 내놓으면서 대전되어, 주위에 전기 이중층을 만듭니다. pH를 등전점에서 멀리 떨어뜨려 제타 전위의 절댓값을 크게(대략 수십 mV 이상) 하면, 입자끼리의 정전기적 반발이 인력을 이겨 분산이 안정해집니다(DLVO 이론). 등전점에서는 표면 전하가 거의 0이 되어 반발이 없어지므로 가장 응집하기 쉬워집니다. 전해질을 많이 넣으면 전기 이중층이 얇게 압축되어 반발이 미치는 거리가 짧아지므로, 응집은 오히려 진행됩니다. 고분자 분산제를 흡착시키는 입체 반발도 자주 쓰이는 방법입니다.

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