DLVOTheorie

Die DLVO-Theorie (Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek) erklärt die Stabilität kolloidaler Teilchen in Elektrolytlösungen durch das Zusammenwirken zweier Kräfte: die abstoßende elektrostatische Wechselwirkung der Diffusionsdoppelschichten und die anziehende van-der-Waals-Kraft zwischen Materialoberflächen. Der relevante Abstand zwischen den Partikeln und die Oberflächenparameter bestimmen das Gesamtsystem; der Gesamtpotential-W(h) ergibt sich aus der Summe der elektrostatischen und der van-der-Waals-Beiträge.

Wel(h) resultiert aus der Überlappung der Diffuse-Doppelschichten und hängt von Oberflächenladung, Ionenstärke und Temperatur ab. Sie wird oft mittels Poisson-Boltzmann-Theorie beschrieben und durch die Debye-Länge charakterisiert. Die van-der-Waals-Anziehung WvdW(h) entsteht durch fluktuative Dipolwechselwirkungen und wird je nach Geometrie mit der Derjaguin-Approximation in einfache Ausdrücke überführt.

Die Summe Wel(h) + WvdW(h) liefert typischerweise eine Energieschranke gegenüber der Agglomeration. Bei geringer Ionenstärke oder hoher Oberflächenladung kann eine Barriere bestehen und die Suspension stabilisieren; steigt die Ionenstärke oder verändert sich die Oberflächenladung, kann die Barriere sinken und Aggregation oder Flokulation stattfinden.

Anwendungen betreffen die Vorhersage und Kontrolle der Stabilität von Kolloiden in der Chemie, Pharmazie, Kosmetik und Wasseraufbereitung. Erweiterungen wie X-DLVO berücksichtigen zusätzlich hydrationsbedingte und sterische Kräfte; die DLVO-Theorie geht jedoch von idealisierten Voraussetzungen aus und vernachlässigt Faktoren wie spezifische Ionen, Ladungsregulierung, Hydratation, nicht-kugelige Teilchen und dynamische Effekte.

Historisch benannt nach Derjaguin, Landau, Verwey und Overbeek, bildet die Theorie eine zentrale Grundlage der Kolloidchemie.