DE4344108A1 - Zeta-Potential-Meßzelle - Google Patents

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 leben­ den menschlichen Haut zur Anwendung kommen könnte.

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 messenden Material begrenzt.

Nachteilig bei den bekannten Meßzellen ist besonders, daß die Messung nicht vor Ort an dem gewünschten Material durchgeführt werden kann, sondern immer ein Probe dieses Materials verwendet werden muß.

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.

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.

Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 2 angegebene Erfindung gelöst.

Die erfindungsgemäße Zeta-Potential-Meßzelle zur Ermittlung des Zeta-Potentials an äußeren Oberflächen strömungsstabiler Materia­ lien 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 Strö­ mungskanäle in die ebene Meßfläche des Körpers eingearbeitet. In diesen Strömungskanälen erfolgt eine laminare Strömung der elek­ trolytischen Flüssigkeit.

Die Oberflächen des Zu- und Abführungskanals und des oder der Strömungskanäle ermöglichen keine direkte elektrische Verbindung zwischen zwei Elektroden, die sich je eine im Zu- und im Abfüh­ rungskanal befinden.

Als Strömungsbedingung gilt, daß der Strömungswiderstand in dem oder den Strömungskanälen groß ist gegenüber dem Strömungswider­ stand im übrigen durchströmten System.

Vorteilhafterweise sind in die erfindungsgemäße Zeta-Potential- Meßzelle die Strömungskanäle als 10 V-förmige Rillen in die ebene Meßfläche des Körpers eingefräst.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß mit dieser Meßzelle vor allem elastische Oberflächen untersucht werden können und Materialien unter den konkreten Einsatz- und Zustandsbedingungen.

Im weiteren ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Zeta-Potential-Meßzelle als Prinzipskizze.

In einem Körper 1 aus Piacryl befinden sich zwei vertikale Durch­ bohrungen 3, in denen sich je eine Silber/Silberchlorid-Stabelek­ trode 2 befindet. An der ebenen Meßfläche befinden sich zwischen den beiden Öffnungen der beiden Durchbohrungen 3, 10 V-förmige Rillen als Strömungskanäle 5, die in die Oberfläche eingefräßt sind.

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 stu­ fenlos 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.

Claims (2)

1. Zeta-Potential-Meßzelle zur Ermittlung des Zeta-Potentials an äußeren Oberflächen strömungsstabiler Materialien, enthaltend einen Körper (1) mit zwei Durchbohrungen (3), die als Zu- und Abführungskanal für eine elektrolytische Flüssigkeit dienen, wobei je eine Öffnung der beiden Durchbohrungen (3) sich in der ebenen Meßfläche des Körpers (1) befindet und wobei zwischen diesen beiden Öffnungen auf der ebenen Meßfläche des Körpers (1) ein oder mehrere Strömungskanäle (5) in die ebene Meßfläche des Körpers (1) eingearbeitet sind, in denen eine laminare Strömung der elektrolytischen Flüssigkeit erfolgt, und wobei die Oberflä­ chen des Zu- und Abführungskanals (3) und des oder der Strömungs­ kanäle (5) keine direkte elektrische Verbindung zwischen zwei Elektroden (2) ermöglichen, die sich je eine im Zu- und im Abfüh­ rungskanal (3) befinden, und wobei der Strömungswiderstand in dem oder den Strömungskanälen (5) groß ist gegenüber dem Strömungswi­ derstand im übrigen durchströmten System.

2. Zeta-Potential-Meßzelle nach Anspruch 1, bei der die Strö­ mungskanäle (5) als 10 V-förmige Rillen in die ebene Meßfläche des Körpers (1) eingefräst sind.