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動態(tài)光散射納米粒徑分析儀技術(shù)解析與應(yīng)用
發(fā)布日期:2024-10-29      瀏覽次數(shù):530
  動態(tài)光散射納米粒徑分析儀技術(shù)是一種重要的納米科技表征手段,以下是對其技術(shù)原理、特點(diǎn)以及應(yīng)用領(lǐng)域的詳細(xì)解析:
  一、技術(shù)原理
  動態(tài)光散射技術(shù),也稱光子相關(guān)光譜(Photon Correlation Spectroscopy,PCS)或準(zhǔn)彈性光散射(quasi-elastic scattering),主要基于粒子的布朗運(yùn)動(Brownian motion)導(dǎo)致的光強(qiáng)波動進(jìn)行測量。當(dāng)激光照射到懸浮在液體中的微小顆粒時(shí),顆粒會無規(guī)則地運(yùn)動并散射光。這種散射光的頻率偏移和光強(qiáng)的波動隨時(shí)間發(fā)生變化,且變化的大小與顆粒的布朗運(yùn)動速度相關(guān)。而顆粒的布朗運(yùn)動速度又取決于顆粒粒徑的大小,因此可以通過分析散射光強(qiáng)的波動來推算出顆粒的粒徑及其分布。
  具體來說,動態(tài)光散射技術(shù)通過光子探測器在固定的角度采集散射光,然后利用相關(guān)器進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算得到相關(guān)函數(shù)。再經(jīng)過數(shù)學(xué)反演,如斯托克斯-愛因斯坦方程(Stokes-Einstein equation),可以計(jì)算出顆粒的粒徑信息。
  二、技術(shù)特點(diǎn)
  1.非侵入性:動態(tài)光散射技術(shù)不需要對樣品進(jìn)行預(yù)處理或破壞,是一種非侵入性的測量方法。
  2.準(zhǔn)確性:該技術(shù)能夠提供準(zhǔn)確的粒徑信息,且測量速度快、可重復(fù)性好。
  3.適用范圍廣:動態(tài)光散射技術(shù)適用于測量亞微細(xì)顆粒范圍內(nèi)的分子與顆粒的粒度及粒度分布,使用新技術(shù)時(shí),粒度可小于1nm。
  4.多功能性:隨著儀器的更新和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在的動態(tài)光散射儀器不僅具備測量粒徑的功能,還具有測量Zeta電位、大分子的分子量等的能力。
  三、應(yīng)用領(lǐng)域
  1.納米材料:用于研究納米金屬氧化物、納米金屬粉、納米陶瓷材料的粒度對材料性能的影響。
  2.生物醫(yī)藥:分析蛋白質(zhì)、DNA、RNA、病毒以及各種抗原抗體的粒度,有助于了解生物分子的結(jié)構(gòu)和功能。
  3.精細(xì)化工:用于尋找納米催化劑的最佳粒度分布,以降低化學(xué)反應(yīng)溫度,提高反應(yīng)速度。
  4.油漆涂料:用于測量油漆、涂料、硅膠、聚合物膠乳等材料中納米顆粒物的粒徑,有助于優(yōu)化產(chǎn)品的性能。
  5.食品藥品:藥物表面包覆納米微??墒蛊涓咝Ь忈?,并制成靶向藥物。動態(tài)光散射技術(shù)可用于測量包覆物粒度的大小,以便更好地發(fā)揮藥物的療效。
  6.其他領(lǐng)域:如航空航天(納米金屬粉添加到火箭固體推進(jìn)劑中,研究金屬粉的最佳粒度分布)、國防科技(納米材料用于提高電磁波的吸收性能,研究吸波材料的性能)等。
  動態(tài)光散射納米粒徑分析儀技術(shù)以其特別的原理和優(yōu)勢在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,為科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新提供了有力的支持。
 

 

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