と正確――ゼータ電位の2つの測定方法についての議論

測量学に関する小小説がある。物語はある農場で主に畦の長さを測っているので、2人の測量上手を呼んでください。一人は「土の方法」である麻縄、巻き尺に計算機を使い、一人はレーザー距離計を使っている。その結果、前者は「103.2メートル」のデータを測定し、後者は「94.563メートル」の数字を測定した。zuiは最終的に、農場主はレーザー距離計を用いて測定した数字を採用した。「土の方法」を使った測定者は別れ際に「私は彼より測れなかったが、私の結論は彼より正確だった」と言った。

上海中朝デジタル技術設備有限公司が開発・生産したマイクロ電気泳動計（ゼータ電位計）は、ビデオ測定技術を採用している。分散系における帯電粒子の電界切替作用下での単位時間変位に基づいて、帯電粒子画像を自動的に切り取り、強化し、ソフトウェア分析変位画素はその電気泳動移動度とゼータ電位を自動的に算出し、粒径の大きさを正確に観測することができる。すべての分析過程は「見ただけで得られる」ため、物語の中の「土の方法」のアップグレード版に相当するため、データは必ず正確で、間違いをしようとするのも難しい。

一方、計器会社が生産したゼータ電位と粒径分析計器は基本的にレーザー回折測定技術を採用し、測定が速い。しかし、「粒子が数百ナノメートルまで小さいと、その回折光強度は角度に対してほとんど*依存性を失う」とし、また、「ISO 13320規格では、特に粒子の粒子径が数十ミクロン未満であれば、ミセス理論を用いて、正確なサンプル屈折率と吸収率を入力することで、より正確な結果を得ることができることが提案されている。」（『計器速報』2009年10月号参照）ということから、このような計器は数字を測定しても、一部の環境では正確ではないことがわかる。

マイクロ電気泳動計（ゼータ電位計）は主に分散系における荷電粒子のゼータ電位を測定し、現代科学研究、生産分野に広く応用されている。例えば、工業廃水、河川飲用水の採水処理において、私たちは添加した凝集剤が、水分散系を極めて不安定で、水分散系中の荷電粒子を凝集させて大きな塊にして沈降させ、それによってきれいな水体を得ることを望んでいる。反対の例は製紙工業では、パルプ分散系が非常に安定している傾向があり、パルプ分散系中の帯電粒子が極小微粒子*で分散して、光沢のある滑らかな紙を得るために、*のパルプ環境を調合することを望んでいる。

上海中朝デジタル技術設備有限公司が開発・生産したマイクロ電気泳動計（zeta電位計）はビデオ測定技術を採用しているため、測定結果は正確である；現在測定されている粒径の下限は100ナノメートルであり、帯電粒子の粒径は一つ一つ観察して測定するしかない。計器会社が生産したゼータ電位と粒径分析計器は基本的にレーザー回折測定技術を採用しており、測定結果はいくつかの環境下では正確ではなく、その利点は全分散系における粒径分布ヒストグラムを迅速に測定できることにある。

以上より得られた結論は、ビデオ測定技術はzeta測定と荷電粒子単体観察測定における信頼性に明らかな優位性があり、レーザー回折測定技術は分散系全体における粒径分布ヒストグラムを測定する際に顕著な優位性があり、両者にはそれぞれ長所がある。