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Evidence for a macroscopic electric field in the sedimentation profiles of charged colloids

机译：带电胶体沉降曲线中宏观电场的证据

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摘要

The determination of molecular masses from barometric sedimentation profiles, a main topic in ultracentrifugal analysis, is thought to be quantitatively correct for non-interacting particles(1,2). Whereas this expectation is justified for uncharged colloids or macromolecules at low volume fractions, early ultracentrifugation studies(3) on charged particles had already indicated that the obtained masses might be much too low. More recently, expanded sedimentation profiles have been observed for charged particles(4,5), sometimes inflated by orders of magnitude(5) relative to the barometric prediction, which highlights a shortcoming in our understanding of centrifugation of even very dilute charged species(5). Theory(6) and simulations(7), anticipated by various authors(4,8,9), now propose that strongly non-barometric sedimentation profiles might be caused by an internal macroscopic electric field that, even for non-interacting particles, significantly decreases the buoyant particle mass. The existence of this field and its intriguing consequences still lack experimental verification. Here we report ultracentrifugation experiments on charged colloidal silica spheres, showing both the existence of such a macroscopic electric field and its drastic effects on the sedimentation profiles of very dilute dispersions at low ionic strength.
机译：从大气沉降沉降曲线确定分子质量是超离心分析的主要课题，被认为对于非相互作用颗粒在定量上是正确的（1,2）。尽管这种期望对于低体积分数的不带电胶体或大分子是合理的，但是对带电粒子的早期超速离心研究（3）已经表明，获得的质量可能太低了。最近，观察到带电粒子（4,5）扩展了沉积剖面，相对于气压预测，有时会膨胀几个数量级（5），这凸显了我们对甚至非常稀薄的带电物种的离心分离的理解的缺陷（5） ）。由多位作者（4,8,9）预测的理论（6）和模拟（7）现在提出，强烈的非大气沉降曲线可能是由内部宏观电场引起的，即使对于非相互作用的粒子，也是如此。降低了浮力粒子的质量。该领域的存在及其有趣的后果仍然缺乏实验验证。在这里，我们报告了在带电胶体二氧化硅球上的超速离心实验，显示了这种宏观电场的存在及其对低离子强度下非常稀的分散体的沉降曲线的剧烈影响。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2004年第6994期|p.857-860|共4页
  • 作者

    Rasa M; Philipse AP;

  • 作者单位

    Philipse AP, Univ Utrecht, Debye Inst, Vant Hoff Lab Phys & Colloid Chem, Padualaan 8, NL-3584 CH Utrecht, Netherlands;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 自然科学总论;
  • 关键词

    Silica spheres; Organic-solvent; Equilibrium; Suspensions;

    机译：硅球;有机溶剂;平衡;悬浮液;

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