Dynamics of polyelectrolyte adsorption and colloidal flocculation studied using model colloids
使用模型胶体研究聚电解质吸附和胶体絮凝的动力学
基本信息
- 批准号:20F20388
- 负责人:
- 金额:$ 1.41万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2020
- 资助国家:日本
- 起止时间:2020-11-13 至 2023-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
A novel technique for investigating the adsorption kinetics of water-soluble polymer onto a single particle was developed using microfluidics and optical tweezers. The adsorption kinetics of polyethylene oxide (PEO) and charged polyacrylamide-based polymer onto a silica particle in terms of layer thickness were studied. The long-range interaction forces between silica particles in aqueous solutions with different molecular weights of PEO were studied. The effect of different parameters such as pH, flow rate, salt concentrations, and particle size were evaluated. The adsorption of PEO onto silica particles was found to be highly dependent on the solution pH. The effect of pH was also found to be influenced by the flow rate. The thickness was observed to be independent of pH, while it was observed to decrease at a high flow rate and high pH. This is attributed to the decrease in the affinity between the silica surface and the polymer, in addition to the influence of fluid force. The effect of charge density and salt concentrations was studied. All polyelectrolytes exhibited dependence on salt concentration. The attractive interactions control the adsorption process of cationic polyelectrolytes. Meanwhile, the layer thickness is dependent on the charge density and salt concentration, due to the differences in the loop and tail conformation of the adsorbed polyelectrolyte. This presents a novel perspective in understanding polymer adsorption kinetics by directly evaluating the layer thickness on a single particle viewpoint that is not accessible to bulk measurements.
使用微流体和光镊开发了一种研究水溶性聚合物在单个颗粒上的吸附动力学的新技术。研究了聚环氧乙烷(PEO)和带电聚丙烯酰胺基聚合物在二氧化硅颗粒上的层厚度吸附动力学。研究了不同分子量PEO水溶液中二氧化硅颗粒之间的长程相互作用力。评估了 pH、流速、盐浓度和颗粒尺寸等不同参数的影响。研究发现,二氧化硅颗粒上 PEO 的吸附高度依赖于溶液 pH 值。还发现 pH 值的影响受到流速的影响。观察到厚度与 pH 无关,而观察到在高流速和高 pH 下厚度会减小。除了流体力的影响之外,这还归因于二氧化硅表面和聚合物之间的亲和力的降低。研究了电荷密度和盐浓度的影响。所有聚电解质都表现出对盐浓度的依赖性。吸引相互作用控制阳离子聚电解质的吸附过程。同时,由于吸附的聚电解质的环和尾构象的差异,层厚度取决于电荷密度和盐浓度。这为理解聚合物吸附动力学提供了一个新的视角,通过从单个颗粒的角度直接评估层厚度,这是批量测量无法实现的。
项目成果
期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K-Carrageenan Stimulates Pre-Osteoblast Proliferation and Osteogenic Differentiation: A Potential Factor for the Promotion of Bone Regeneration?
- DOI:10.3390/molecules26206131
- 发表时间:2021-10-11
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Cao W;Jin J;Wu G;Bravenboer N;Helder MN;Pathak JL;Zandieh-Doulabi B;Hogervorst JMA;Matsukawa S;Geonzon LC;Bacabac RG;Schulten EAJM;Klein-Nulend J
- 通讯作者:Klein-Nulend J
Adsorption Kinetics of Poly(ethylene oxide) onto a Silica particle studied using Microfluidics and Optical Tweezers
使用微流体和光镊研究聚环氧乙烷在二氧化硅颗粒上的吸附动力学
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Cao Wei;Jin Jianfeng;Wu Gang;Bravenboer Nathalie;Helder Marco N.;Pathak Janak L.;Zandieh-Doulabi Behrouz;Hogervorst Jolanda M. A.;Matsukawa Shingo;Geonzon Lester C.;Bacabac Rommel G.;Schulten Engelbert A. J. M.;Klein-Nulend Jenneke;Geonzon Lester; Kobayashi Motoyoshi
- 通讯作者:Geonzon Lester; Kobayashi Motoyoshi
Rheological elucidation of the viscoelastic properties and network interaction of mixed high-methoxyl pectin and kappa-carrageenan gels
高甲氧基果胶和 kappa-卡拉胶混合凝胶的粘弹性和网络相互作用的流变学阐明
- DOI:10.1016/j.foodhyd.2022.107647
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:10.7
- 作者:Roque Arlyn M.;Montinola Denxybel;Geonzon Lester;Matsukawa Shingo;Lobarbio Camila Flor Y.;Taboada Evelyn B.;Bacabac Rommel G.
- 通讯作者:Bacabac Rommel G.
Gelation and network structure of acidified milk gel investigated at different length scales with and without addition of iota-carrageenan
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- DOI:10.1016/j.foodhyd.2021.107170
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:10.7
- 作者:Sone Izumi;Hosoi Moe;Geonzon Lester C.;Jung Hwabin;Descallar Faith Bernadette;Bingjie Hu;Matsukawa Shingo
- 通讯作者:Matsukawa Shingo
Adsorption kinetics of polyacrylamide-based polyelectrolyte onto a single silica particle studied using microfluidics and optical tweezers
使用微流体和光镊研究聚丙烯酰胺基聚电解质在单个二氧化硅颗粒上的吸附动力学
- DOI:10.1016/j.jcis.2022.10.067
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:9.9
- 作者:Geonzon Lester C.;Kobayashi Motoyoshi;Sugimoto Takuya;Adachi Yasuhisa
- 通讯作者:Adachi Yasuhisa
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