Interpartikelbindning

Interpartikelbindning är de krafter som verkar mellan partiklar i ett system och avgör om partiklarna binder samman, bildar agglomerat eller hålls åtskilda. Denna typ av bindning påverkar stabiliteten hos suspensioner, aerosoler, pulver och keramiska material och är central inom kolloid- och materialvetenskap.

De huvudsakliga mekanismerna är van der Waals-krafter (atsraktivt över små avstånd), elektrostatisk repulsion eller attraktion via elektriska doubletlager i lösningar, samt steriska och hydreringskrafter som uppkommer när ytor är beklädda av polymerer eller vattenmolekyler. Långt räckviddiga magnetiska och dipol-dipol-interaktioner förekommer i vissa material. DLVO-teorin beskriver interpartikelbindningen i många kolloider som en balans mellan van der Waals-attraction och elektrostatisk repulsion; Extended DLVO utökar modellen med tilläggskrafter som steriska eller hydreringskrafter.

Hur bindningen uppträder beror på partikel-ytornas egenskaper, lösningens pH, jonstyrka, tillsatser och närvaro av ytskikt. Denna bindning styr aggregation, flockning, sedimentation och flödesegenskaper i många industriella sammanhang. Praktiskt används kontroll av interpartikelbindning i livsmedel, läkemedel, färg-, keramik- och byggmaterialindustrin samt i batterier och andra energisystem. Genom att modifiera partikelytor, tillsätta ytkrafter eller ändra lösningens kemiska miljö kan man styra stabilitet och mått hos material.

Mätningar av interpartikelbindningens styrka görs bland annat via zeta potential, sedimentationshastighet, rheologi och direkt bildanalys av partikelagglomerat.