Coat je pipetpuntjes met grafeen en je druppeltjes worden een stuk minder sterk elektrisch geladen. Er zijn experimenten waarvoor dat essentieel is, schrijven Zuid-Koreaanse onderzoekers in het tijdschrift Langmuir.

Die oplading is een fenomeen dat vrijwel altijd lijkt op te treden. Alleen gaat het om zo weinig lading dat je er tijdens routinegebruik van een pipet in het lab niets van merkt. Als je metingen doet aan geladen biologische moleculen in een microfluïdisch systeem zou je eventueel problemen kunnen krijgen, maar het is onduidelijk of iemand daar ooit daadwerkelijk tegenop gelopen is.

De Zuid-Koreanen kwamen er bij toeval achter toen ze druppeltjes wilden manipuleren in een elektrisch veld en merkten dat ze uit zichzelf gingen bewegen. In Scientific Reports schreven ze een jaar geleden dat ze zich twee oorzaken kunnen indenken: óf de pipetpunt wordt vóór gebruik door wrijving statisch geladen, óf het druppelende water ioniseert het oppervlak van de kunststof. Dat laatste lijkt te worden bevestigd door de waarneming dat het effect pH-afhankelijk is.

Inmiddels zijn ze er achter dat de oplading vooral afhangt van de zètapotentiaal, een begrip dat normaal gesproken wordt gebruikt om de stabiliteit van colloïdale systemen te voorspellen. Zorg dat de zètapotentiaal van de binnenkant van de pipetpunt zo laag mogelijk is, en je minimaliseert de oplading.

Waarbij je natuurlijk wel moet zorgen dat de coating tevens sterk hydrofoob is, anders krijg je weer andere problemen.

In de praktijk hebben ze de ‘zètapipetpunt’, zoals ze hem zelf noemen, gerealiseerd door grafeenvlokjes te dispergeren in polydimethylsiloxaan (PDMS, siliconenrubber), daar een commerciële pipetpunt een paar keer in te dopen en de siliconen vervolgens bij 65 graden Celsius te laten uitharden. Kaliumchloridedruppels die uit die punt kwamen, kregen nog maar 0,027 nanocoulomb mee. Bij een ongecoate tip was dat 0,076 nanocoulomb.

Laatste auteur Kim Dong-sung werkt nu aan coatings waarmee de oplading instelbaar wordt - dat kan voor ándere experimenten nuttig zijn.

bron: C&EN