1 引言

在纳米科学领域，Zeta电位是一个非常重要的概念，它是对颗粒之间相互排斥或吸引力的强度的度量。根据Zeta电位，我们能够详细了解分子或颗粒的分散机理，这对静电分散控制至关重要。

Zeta电位可用于测定分散体系颗粒物的固－液界面电性（ζ电位），可用于测量乳状液液滴的界面电性，也可用于测定等电点、研究界面反应过程的机理。通过测定颗粒的Zeta电位，求出等电点，是认识颗粒表面电性的重要方法，在颗粒表面处理中也是重要的手段。目前，Zeta电位的测量广泛应用于化妆品、选矿、造纸、医疗卫生、建筑材料、超细材料、环境保护、海洋化学等行业，同时，Zeta电位也是化学、化工、医学、建材等领域的重要理化参数之一。

2 Zeta电位的基本理论

要真正的弄清楚Zeta电位的基本原理，首先需要理解一下双电层理论。

那什么是双电层呢？

我们知道，热运动使液相中的离子趋于均匀分布，带电表面则排斥同号离子并将反离子吸引至表面附近，溶液中离子的分布情况由上述两种相对抗的作用的相对大小决定。根据斯特恩的观点，一部分反离子由于电性吸引或非电性的特性吸引作用（例如范德瓦耳斯力）而和表面紧密结合，构成吸附层（或称斯特恩层）。其余的离子则扩散地分布在溶液中，构成双电层的扩散层。由于带电表面的吸引作用，在扩散层中反离子的浓度远大于同号离子离表面越远，过剩的反离子越少，直至在溶液内部反离子的浓度与同号离子相等。如图1所示，最左侧的“surface charges”可看成分散在水中的固体粒子的表面电荷。悬浮在水中的粒子，其表面的带电基团总是倾向于吸引溶液中带相反电荷的离子(即"反离子")。但所有的离子都具有热能，所以它们会不停地运动。所以离子一方面在静电作用下被吸引到粒子表面，另一方面在热扩散的作用下远离粒子表面，这两种作用的净效果是所有离子在颗粒表面获得某种平衡分布，这种平衡分布也就是形成了离子云。值得注意的是，图中有一层反离子被画成与粒子表面直接接触，即它们处于所谓的紧密层(Condensed layer)中，而另外的反离子被画成是扩散的，即处于所谓的扩散层(Diffuse layer)中。紧密层和扩散层相接的地方存在一个滑移层(处于距离紧密层朝外方向很短的地方)，大致地我们可以这样认为：粒子在水中运动的时候，滑移层左侧的离子都能跟随粒子一起运动，而其右侧的粒子则没有那么"死心塌地"地跟它走，所以两者之间会产生滑动。在此处，Zeta电位指的就是水相中固体粒子的滑动面相对于远处(即离子平衡处)的电位(Electrical potential)，这个电位通过仪器是可以实际测到的。