Die Messung des Strömungspotentials ist eine etablierte elektrokinetische Methode zur Charakterisierung von Oberflächen fester Materialien in Kontakt mit Elektrolytlösungen. Wird eine Flüssigkeit unter definiertem Druck entlang einer festen Oberfläche bewegt, verschieben sich die in der elektrischen Doppelschicht vorhandenen Ladungsträger, wodurch eine messbare elektrische Spannung entsteht. Aus dem Zusammenhang zwischen angelegtem Druck und erzeugter Spannung lässt sich das Zeta-Potential ableiten, das eine zentrale Kenngröße für Oberflächenladung, Benetzbarkeit und Wechselwirkungen an Grenzflächen darstellt.

Zur Bestimmung solcher Zeta-Potentiale fester Proben wird der automatisierte elektrokinetische Streaming-Potential-Analysator EKA 100 von der Frima Anton Paar eingesetzt. Das Gerät arbeitet mit druckgesteuerten Strömungszellen, in denen die Probe definiert von einer Elektrolytlösung durchströmt wird. Die Druckerzeugung erfolgt über eine mechanische Pumpe, die diskrete Druckstufen bis zu einem maximalen Differenzdruck von etwa 500 mbar bereitstellt. Der zugehörige Druck-Spannungs-Zusammenhang wird punktweise aufgenommen, wodurch eine präzise Erfassung der Messdaten gewährleistet ist.

Die Auswertung basiert auf der Steigung der gemessenen Spannung in Abhängigkeit vom angelegten Druck, aus der das Zeta-Potential über ΔU/Δp berechnet wird. Für unterschiedliche Probengeometrien stehen verschiedene Messzellen zur Verfügung. Flache Proben können in einer Strömungszelle mit einstellbarem Spalt untersucht werden, wobei Spaltbreiten bis zu 0,10 mm realisierbar sind. Alternativ lässt sich eine zylindrische Rohrzelle für die Analyse von Membranen oder Faserproben einsetzen. Zur verbesserten Genauigkeit der Ergebnisse können während der Messung der pH-Wert sowie die Leitfähigkeit der Elektrolytlösung eingegeben und zur entsprechenden Korrektur des berechneten Zeta-Potentials herangezogen werden.