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        動態光散射技術是如何進行粒子粒徑測量的

         更新時間:2018-03-26  點擊量:5999
        動態光散射外文名叫Dynamic Light Scattering(DLS),動態光散射技術測量粒子粒徑,具有、快速、可重復性好等優點,已經成為納米科技中比較常規的一種表征方法。隨著儀器的更新和數據處理技術的發展,現在的動態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。
         
        動態光散射基本原理:
        1. 粒子的布朗運動(Brownian motion)導致光強的波動,微小粒子懸浮在液體中會無規則地運動。布朗運動的速度依賴于粒子的大小和媒體粘度,粒子越小,媒體粘度越小,布朗運動越快。
         
        2. 光信號與粒徑的關系
        (1)光通過膠體時,粒子會將光散射,在一定角度下可以檢測到光信號,所檢測到的信號是多個散射光子疊加后的結果,具有統計意義。
        (2)瞬間光強不是固定值,在某一平均值下波動,但波動振幅與粒子粒徑有關。
        (3)某一時間的光強與另一時間的光強相比,在極短時間內,可以認識是相同的,我們可以認為相關度為1,在稍長時間后,光強相似度下降,時間無窮長時,光強與之前的不同,認為相關度為0。
        (4)根據光學理論可得出光強相關議程。
        (5)之前提到,正在做布朗運動的粒子速度,與粒徑(粒子大小)相關(Stokes - Einstein方程)。 大顆粒運動緩慢,小粒子運動快速。如果測量大顆粒,那么由于它們運動緩慢,散射光斑的強度也將緩慢波動。類似地,如果測量小粒子,那么由于它們運動快速,散射光斑的密度也將快速波動。
        (6)后通過光強波動變化和光強相關函數計算出粒徑及其分布。
         
        3. 分布系數(particle dispersion index,PDI)
        分布系數體現了粒子粒徑均一程度,是粒徑表征的一個重要指標。        
        分布系數< 0.05:單分散體系,如一些乳液的標樣。
        分布系數< 0.08 :近單分散體系,但動態光散射只能用一個單指數衰減的方法來分析,不能提供更高的分辨率。
        分布系數0.08 - 0.7 :適中分散度的體系。運算法則的*適用范圍。
        分布系數> 0.7:尺寸分布非常寬的體系,很可能不適合光散射的方法分析。
         
        4. 光強分布、體積分布和數量分布的關系
         說明光強、體積和數量分布之間差異的簡單方式,是考慮只含兩種粒徑(5nm和10nm)、但每種粒子數量相等的樣品。

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