华算科技纳米颗粒沉降单个纳米颗粒尺寸很小，布朗运动可以抵消部分重力影响，因此理想分散的几十纳米颗粒沉降很慢。但实际体系中颗粒会碰撞、团聚、吸附盐离子或被高分子架桥，形成更大的团簇，有效粒径增大后沉降速度迅速上升。

对于低雷诺数球形颗粒，Stokes 定律给出 v = 2r2(ρp − ρf)g/(9η)。其中 v 为沉降速度，r 为颗粒半径，ρp 和 ρf 分别为颗粒和流体密度，η 为黏度，g 为重力加速度。

氧化铈颗粒该公式最重要的信息是 v 与 r2 成正比。若颗粒从 50 nm 团聚到 500 nm，沉降速度理论上增加 100 倍；若形成 5 μm 软团聚体，静置数小时就可能出现明显分层。

胶体稳定机制

范德华若排斥势垒足够高，颗粒碰撞后不易粘连；若势垒被盐压缩或聚合物架桥削弱，团聚会加速。

图2：胶体聚集模型说明颗粒碰撞后是否粘连决定后续沉降路径。DOI：10.1021/acs.jafc.6c01951。

水分散体系中 |ζ| 大于 30 mV 常被认为具有较好静电稳定性，低于 10–15 mV 时容易絮凝。材料浆料中还存在剪切历史影响。超声可暂时打散团聚体，但若表面没有足够电荷或配体保护，静置后会重新团聚。高固含浆料的颗粒碰撞频率更高，沉降往往与黏度、屈服应力和颗粒网络结构共同相关。

沉降的影响因素

Stokes 模型

图3：乳液粒径和 Zeta 电位分布展示有效粒径变化对稳定性的影响。DOI：10.1016/j.fochx.2026.103842。

稀分散液近似单颗粒沉降，高浓度浆料中颗粒相互阻碍一个具体估算：CeO2 密度约 7.2 g cm−3，水的黏度约 1 mPa s。半径 50 nm 的理想颗粒沉降极慢；若团聚成半径 1 μm 的团簇，r 增大 20 倍，速度约提升 400 倍，静置稳定性会明显变差。

提高稳定性可从减小有效粒径、增加排斥势垒和提高介质黏度三方面入手。应用场景中，化学机械抛光液、陶瓷浆料、电池导电浆料和量子点墨水都要求颗粒长时间均匀。若沉降导致上层浓度降低、下层颗粒富集，涂布膜厚、抛光速率和发光均匀性都会出现批次波动。

评估沉降不能只拍静置照片。若 DLS 粒径持续增大而 ζ 接近零，即使短期外观看似均匀，也预示后续分层风险。

<span helvetica neue", "pingfang sc", "hiragino sans gb", "microsoft yahei ui", yahei", arial, sans-serif;">因此，纳米颗粒容易沉降的直接原因常不是“纳米太重”，而是分散状态失控后有效尺寸变大。控制表面化学和颗粒间相互作用，比单纯延长超声时间更能解决长期稳定问题。