表面力儀的改進(jìn)及溶液中DLVO理論的驗證

張中威，譚業(yè)發(fā)，董貴楊，楊自雙

（解放軍理工大學(xué) 工程兵工程學(xué)院，江蘇 南京210007）

表面力儀的改進(jìn)及溶液中DLVO理論的驗證

張中威，譚業(yè)發(fā)，董貴楊，楊自雙

（解放軍理工大學(xué) 工程兵工程學(xué)院，江蘇 南京210007）

改進(jìn)了現(xiàn)有表面力儀，使之具有更低的造價和更高的實驗精度.利用改進(jìn)后的表面力儀測量了0.1 mol/L的NaCl溶液中兩云母表面間的作用力－距離曲線；通過與計算得到的曲線對比驗證了DLVO理論.結(jié)果表明：在0.1mol/L的NaCl溶液中，兩云母表面間在距離較大時的作用力測量值與DLVO理論值相符合，但在距離較小時測量值出現(xiàn)附加的短程斥力，且此斥力呈現(xiàn)指數(shù)衰減規(guī)律.

表面力儀；改進(jìn)；DLVO理論；驗證

1969年TABOR和WINTERTON首先設(shè)計出能夠測量兩表面間小位移的儀器，經(jīng)過多年發(fā)展，表面力儀已經(jīng)成為表面科學(xué)、納米摩擦學(xué)等領(lǐng)域重要的研究工具之一[1－2].

傳統(tǒng)的DLVO理論認(rèn)為，膠體粒子間同時存在著范德華引力和因雙電層重疊而產(chǎn)生的靜電斥力，且二者均與粒子間距離有關(guān).當(dāng)粒子相互靠近時，其間排斥能可以超過吸引能，在總作用能－距離關(guān)系曲線上形成勢壘，從而阻止膠體粒子相互靠近和凝結(jié)，使膠體體系穩(wěn)定.DLVO理論能很好地解釋膠體和表面工程中很多實際作用力的情況[3].

ISRAELACHVILI和PASHLEY利用表面力儀首次測得云母表面在較高濃度的介質(zhì)中，除靜電力和范德華引力外，還存在一種短程斥力，它的主要特點是作用在5nm范圍內(nèi)，屬短程范圍，大小隨溶液中陽離子的變化而改變[4－6].

本文作者對SFA2000型表面……