粉体間のファンデルワールス力を低減するには、立体障害のある分散剤（ポリマーやグラフトコポリマーなど）が最も効果的な選択肢です。これらの分散剤は、粒子表面に物理的な障壁を形成することで、分子間引力を直接的に弱めます。具体的な選択は、分散媒（水または有機溶媒）と粉体の特性によって異なります。
I. 非水系: 立体障害のある分散剤が好ましい。
有機溶媒または非極性環境下において、ポリエチレングリコール（ペグ）またはポリメチルメタクリレート（PMMA）分散剤は、長鎖分子を介して粒子表面に強固なコーティング層を形成できます。粒子間距離がコーティング層の厚さ（2δ）の2倍未満の場合、これらのポリマー鎖は強い立体反発力を生み出し、エネルギー障壁は25 kT（kはボルツマン定数、Tは絶対温度）を超え、ファンデルワールス力を打ち消すのに十分な値となります。
例えば、コーティング業界では、BYK-110（変性ポリアクリレート）を添加することで、二酸化チタン分散液の粘度を40%低下させることができます。これは、粒子表面にBYK-110の分子鎖が形成する三次元保護層により、ファンデルワールス力の相互作用距離が10nmから3nm未満に圧縮されるためです。
II. 水性系：静電気と立体障害の相乗効果
水性媒体では、陰イオン分散剤（クエン酸ナトリウム、ポリカルボン酸塩など）は、二重のメカニズムを通じてファンデルワールス力を弱めます。その極性基（-最高執行責任者⁻など）が粒子表面に吸着し、帯電二重層を形成して静電反発力を生み出します。同時に、非極性セグメント（炭素鎖など）が水中に突き出て、立体障害を引き起こします。
リン酸カルシウムナノ粒子を例に挙げると、クエン酸ナトリウムを添加すると粒子表面のゼータ電位が-15mVから-45mVに低下し、静電反発力が3倍になります。さらに、クエン酸のヒドロキシル基が粒子表面と水素結合を形成することで立体障害がさらに増大し、最終的に凝集粒子径は500nmから80nmに減少します。
3. 極限シナリオ：超微粒子分散支援
滑らかな表面を持つゲルダートA型粒子（例：工業用触媒）の場合、粒子径2μm未満の超微粒子（例：ナノシリカ）を添加すると、表面粗化によってファンデルワールス力を低減できます。これらの超微粒子は主粒子の表面に付着して物理的な隙間を形成し、結果として、以前は密接に接触していた粒子間の距離が増加します。
報告書によると、0.015重量％の超微粉末を組み込むだけで、触媒層の流動化性能を向上させ、チャネルと停滞の形成を回避し、この効果を数百時間持続させることが可能であるという。
IV. 分散剤の性能比較と選定ガイド
| 分散剤の種類 | 作用の核となるメカニズム | 適用可能なシナリオ | 利点 | ファンデルワールス力抑制効果 |
| 立体配座ポリマー | 長い分子鎖は物理的な障壁を形成する | 有機溶剤系、高固形分スラリー | 電解質の影響を受けず、汎用性が高い | 素晴らしい |
| 静電立体複合材料 | 静電反発力＋物理的バリア | 水系、無機/有機粒子分散相乗効果 | 優れた分散安定性 | 素晴らしい |
| 高分子電解質（例：クエン酸ナトリウム） | 主に静電反発に基づく | 水性システム、低イオン強度環境 | 高い分散効率、低コスト | 良い |
| 超微粒子添加剤 | 物理的な間隔と表面の粗さ | 乾燥粉末処理、流動床プロセス | 化学汚染なし、耐高温性 | 適度 |
実用化においては、分散剤濃度が臨界ミセル濃度（CMC）を超えるようにすることが重要です。例えば、セメントペーストにおけるポリカルボン酸塩の最適な添加量は、粉体質量の0.5～1.0%です。この濃度で分子鎖が完全に伸長し、立体障害効果が最大化されます。さらに、多成分粉体系では、2種類の分散剤（クエン酸ナトリウム＋PEGなど）を併用することで、静電的・立体的相乗効果を利用して、ファンデルワールス力を元の値の1/5未満にまで低減することができます。
