izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2021-4-58-62izmertech-1902Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯPHYSICOCHEMICAL MEASUREMENTSИсследования дисперсных систем и разработка стандартных образцов дзета-потенциала частиц в жидкостиDevelopment and creation of zeta potential reference material of the particles in a liquid mediumБеленькийД. И.Belenkii1D. I.

Дмитрий Ильич Беленький

г. п. Менделеево, Московская обл.

Dmitrii I. Belenkii

Mendeleevo, Moscow Region

belenky@vniiftri.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8653-3267АверкинД. В.AverkinD. V.

Дмитрий Вадимович Аверкин

г. п. Менделеево, Московская обл.

Dmitry V. Averkin

Mendeleevo, Moscow Region

averkin@vniiftri.ruВишневецкийД. В.VishnevetskiiD. V.

Дмитрий Викторович Вишневецкий

Тверь

Dmitry V. Vishnevetskii

Тver

ХижнякС. Д.KhizhnyakS. D.

Светлана Дмитриевна Хижняк

Тверь

Svetlana D. Khizhnyak

Тver

ПахомовП. М.PakhomovP. M.

Павел Михайлович Пахомов

Тверь

Pavel M. Pakhomov

Тver

Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измеренийРоссияRussian Metrological Institute of Technical Physics and Radio EngineeringRussian FederationТверской государственный университетРоссияTver State UniversityRussian Federation202102082023045862Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1902

Проведено комплексное исследование возможности разработки и создания стандартных образцов единицы дзета-потенциала частиц в жидкости в диапазоне измеряемых значений –150…+150 мВ. Исследованы существующие на сегодняшний день стандартные образцы дзета-потенциала в России и мире, приведён анализ применимости исходных веществ и компонентов для создания новых стандартных образцов. В качестве перспективных стандартных образцов дзета-потенциала частиц рассмотрены образцы модифицированных микросфер полистирольного латекса, сывороточного бычьего альбумина и супрамолекулярных систем на основе водных растворов L-цистеина, N-ацетилцистеина и ацетата серебра. Все исследования проведены на оборудовании из состава Государственного первичного эталона единиц дисперсных параметров аэрозолей, взвесей и порошкообразных материалов ГЭТ 163-2020 методом электрофоретического рассеяния света и измерения водородного показателя рН. Установлено, что микросферы полистирольного латекса не отвечают требованиям поставленной задачи в части разработки набора стандартных образцов, образцы на основе суспензий сывороточного бычьего альбумина не соответствуют требованиям ГОСТ ISO 13099-2-2016. В качестве стандартных образцов предложены супрамолекулярные системы на основе водных растворов L-цистеина, N-ацетилцистеина и ацетата серебра. Такие системы характеризуются возможностью модифицировать исходный потенциалоопределяющий слой частиц без изменения их агрегативной устойчивости. Проведены исследования долговременной стабильности разработанных стандартных образцов единицы дзета-потенциала частиц в жидкости.

A comprehensive study to develop and create standard samples of the zeta potential unit of particles in a liquid in accordance with the requirements of GOST ISO 13099-2-2016 in the range of measured values from minus 150 mV to plus 150 mV was carried out. The existing standard samples of zeta potential in Russia and the world have been investigated; the analysis of the applicability of the starting materials and components for the creation of new standard samples has done. Samples based on modified polystyrene latex microspheres, bovine serum albumin and supramolecular systems based on aqueous solutions of L-cysteine, N-acetylcysteine, and silver acetate were considered as promising standard samples of the zeta potential of particles. All studies were carried out on equipment from the State Primary Standard of Dispersed Parameters of Aerosols, Suspensions and Powder Materials GET 163-2020 using the method of electrophoretic light scattering and measuring the pH value. It was found that polystyrene latex microspheres do not correspond to the requirements of the work in terms of developing a set of standard samples. Samples based on suspensions of bovine serum albumin do not correspond to the requirements of GOST ISO 13099-2-2016. Supramolecular systems based on aqueous solutions of L-cysteine, N-acetylcysteine, and silver acetate were proposed as standard samples. Such systems are characterized by the ability to modify the initial potential-determining layer of particles without changing their aggregate stability. Studies of the long-term stability of the developed standard samples of the zeta-potential unit of particles in a liquid have been carried out.

дзета-потенциалдвойной электрический слойсуспензиястандартный образецсупрамолекулярные системыколлоидная частицаzeta potentialdouble electric layersuspensionreference materialsupramolecular systemcolloidal particleReferencesБеленький Д., Балаханов Д., Лесников Е. Определение дзета-потенциала. Краткий обзор основных методов // Аналитика. 2017. № 3. C. 82–87.Belenky D., Balakhanov D., Lesnikov E., Determination of the zeta potential. A brief overview of the main methods, Analytics, 2017, № 3, pp. 82–87. (In Russ.)Фридрихсберг Д. А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия, 1984. 68 с.Friedrichsberg D. A., Course of Colloid Chemistry, Leningrad, Chemistry Publ., 1984, 68 p. (In Russ.)Фролов Ю. Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М.: Химия, 1988. 464 с.Frolov Yu. G., Course of Colloidal Chemistry. Surface phenomena and dispersed systems, Moscow, Chemistry Publ., 1988, 464 p. (In Russ.)Irem B. Ustinol, Natalia I. Gonzalez-Pech and Vick H. Grassian, Journal of Colloid and Interface Science, 2019, vol. 554, pp. 362–375. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2019.06.086Irem B. Ustinol, Natalia I. Gonzalez-Pech and Vick H. Grassian, Journal of Colloid and Interface Science, 2019, vol. 554, pp. 362–375. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2019.06.086Hunter R. J., Zeta potential in colloid science, Academic press, 1981, 373 p.Hunter R. J., Zeta potential in colloid science, Academic press, 1981, 373 p.F. Ghilini, M. C. Rodríguez González, A. G. Miñán, D. Pissinis, A. H. Creus, R. C. Salvarezza, P. L. Schilardi, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, vol. 10, no. 28, pp. 23657–23666. https://doi.org/10.1021/acsami.8b07529F. Ghilini, M. C. Rodríguez González, A. G. Miñán, D. Pissinis, A. H. Creus, R. C. Salvarezza, P. L. Schilardi, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, vol. 10, no. 28, pp. 23657–23666. https://doi.org/10.1021/acsami.8b07529Brouwer W. M., Journal of Applied Polymer Science, 1989, vol. 38, no.7, pp. 1335–1346. https://doi.org/10.1002/app.1989.070380712Brouwer W. M., Journal of Applied Polymer Science, 1989, vol. 38, no.7, pp. 1335–1346. https://doi.org/10.1002/app.1989.070380712Bujanca I. C., Corobea M. C., Miculescu F., Dimonie M., e-Polymers, 2011, no. 033. https://doi.org/10.1515/epoly.2011.11.1.371Bujanca I. C., Corobea M. C., Miculescu F., Dimonie M., e-Polymers, 2011, no. 033. https://doi.org/10.1515/epoly.2011.11.1.371Ямсков И. А., Благодатских И. В., Краснов М. С. и др., Физико-химические свойства новой группы регуляторных белков, выделенных из различных тканей млекопитающих // Известия Академии наук. Серия химическая. 2009. № 3. С. 623–628.Yamskov I. A., Blagodatskikh I. V., Krasnov M. S., Borisenko A. V., Margasyuk D. V., Vecherkin V. V., Skripnikova V. S., Nazarova P. A., Bitko S. A., Berezin B. B., Yaminskii I. V., Meshkov G. B., Grachev S. A., Serebryakova M. V., Rybakova E. Yu., Yamskova V. P., Russian Chemical Bulletin, 2009, vol. 58, pp. 640– 645. https://doi.org/10.1007/s11172-009-0069-4Vishnevetskii D. V., Mekhtiev A. R., Perevozova T. V., Averkin D. V., Ivanova A. I., Khizhnyak S. D., Pakhomov P. M., Soft Matter, 2020, vol. 16, pp. 9669–9673. https://doi.org/10.1039/D0SM01431AVishnevetskii D. V., Mekhtiev A. R., Perevozova T. V., Averkin D. V., Ivanova A. I., Khizhnyak S. D., Pakhomov P. M., Soft Matter, 2020, vol. 16, pp. 9669–9673. https://doi.org/10.1039/D0SM01431AKhizhnyak S. D., Komarov P. V., Ovchinnikov M. M., Zherenkova L. V., Pakhomov P. M., Soft Matter, 2017, vol. 13, pp. 5168–5184. https://doi.org/10.1039/C7SM00772HKhizhnyak S. D., Komarov P. V., Ovchinnikov M. M., Zherenkova L. V., Pakhomov P. M., Soft Matter, 2017, vol. 13, pp. 5168–5184. https://doi.org/10.1039/C7SM00772HАдамян А. Н., Аверкин Д. В., Хижняк С. Д., Пахомов П. М. Процесс гелеобразования в водном растворе L-цистеина и ацетата серебра под воздействием сульфатов и хлоридов металлов // Вестник Тверского государственного университета. Серия: химия. 2018. Вып. 3, С. 52–65.Adamyan A. N., Averkin D. V., Khizhnyak S. D., Pakhomov P. M., Gelation in low concentration aqueous systems based on amino acid L-cysteine and silver acetate, TVGU Bulletin: Chemistry series, 2018, vol. 3, pp. 52–65.Суворов А. Л., Богданович Б. Ю., Залужный А. Г., Графутин В. И., Калугин В. В., Нестерович А. В., Прокопьев Е. П., Тимошенков С. П., Чаплыгин Ю. А. Технологии структур КНИ. М.: МИЭТ, 2004. 407 c.Suvorov A. L., Bogdanovich B. Yu., Zaluzhnyj A. G., Grafutin V. I., Kalugin V. V., Nesterovich A. V., Prokopev E. P., Timoshenkov S. P., Chaplygin Yu. A., Tehnologii struktur KNI, Moscow, MIET Publ., 2004, 407 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.