一,技術(shù)原理
動態光(guāng)散射(shè)技術,也(yě)稱(chēng)光子(zǐ)相(xiāng)關光譜(pǔ)(Photon Correlation Spectroscopy,PCS)或準彈性(xìng)光(guāng)散射(quasi-elastic scattering),主要基於粒子的布朗運動(Brownian motion)導致(zhì)的光強波動進(jìn)行測量。當(dāng)激光照射到(dào)懸浮在液體中的微小(xiǎo)顆粒(lì)時(shí),顆粒(lì)會無規則地(dì)運動(dòng)並散(sàn)射(shè)光(guāng)。這種散(sàn)射(shè)光的(dí)頻率偏移和光強的波動(dòng)隨(suí)時間(jiān)發(fā)生變化,且變化的(dí)大(dà)小與顆粒的(dí)布朗運(yùn)動速度(dù)相關。而(ér)顆粒的布朗運動速(sù)度又取決於(yú)顆粒(lì)粒(lì)徑的大(dà)小,因此可(kě)以(yǐ)通(tōng)過分析(xī)散射(shè)光強的(dí)波動(dòng)來(lái)推(tuī)算出顆(kē)粒(lì)的(dí)粒徑及(jí)其分布。
具體來說,動態(tài)光散(sàn)射(shè)技(jì)術(shù)通過(guò)光(guāng)子探測器在(zài)固(gù)定的(dí)角(jiǎo)度采集(jí)散(sàn)射(shè)光(guāng),然(rán)後利(lì)用相(xiāng)關器進(jìn)行(háng)自(zì)相關(guān)運(yùn)算(suàn)得到相(xiāng)關函(hán)數。再經過數學反演(yǎn),如斯(sī)托克(kè)斯(sī)-愛(ài)因斯(sī)坦方程(Stokes-Einstein equation),可以計算出(chū)顆(kē)粒的粒(lì)徑信息(xī)。
二,技術特(tè)點(diǎn)
1.非侵入性(xìng):動態光散(sàn)射(shè)技術(shù)不(bù)需(xū)要(yào)對(duì)樣品(pǐn)進行預處理或破(pò)壞,是一(yī)種非侵(qīn)入(rù)性(xìng)的測量方(fāng)法(fǎ)。
2.準確性:該(gāi)技術能夠提供(gōng)準(zhǔn)確(què)的(dí)粒徑(jìng)信(xìn)息(xī),且測(cè)量(liáng)速度(dù)快,可重復(fù)性(xìng)好。
3.適用範(fàn)圍(wéi)廣:動(dòng)態光散(sàn)射技(jì)術適(shì)用(yòng)於測(cè)量亞(yà)微(wēi)細顆(kē)粒範(fàn)圍(wéi)內(nèi)的(dí)分(fēn)子與顆粒的(dí)粒度(dù)及(jí)粒(lì)度分布(bù),使(shǐ)用(yòng)新技(jì)術時(shí),粒(lì)度可小(xiǎo)於(yú)1nm。
4.多功能(néng)性:隨著(zhuó)儀器(qì)的更新和數據處(chǔ)理技術的發展,現在(zài)的(dí)動(dòng)態光散射(shè)儀器(qì)不(bù)僅具備測(cè)量粒徑(jìng)的功能,還(huán)具有測(cè)量Zeta電位,大分(fēn)子的分(fēn)子(zǐ)量等的能(néng)力(lì)。
三,應用領(lǐng)域(yù)
1.納(nà)米材(cái)料(liào):用於研(yán)究(jiū)納米金(jīn)屬(shǔ)氧化物,納(nà)米金屬粉(fěn),納米陶瓷材(cái)料(liào)的粒度對(duì)材(cái)料(liào)性(xìng)能的影響。
2.生(shēng)物(wù)醫(yī)藥:分析(xī)蛋白(bái)質(zhì),DNA,RNA,病(bìng)毒(dú)以及(jí)各種(zhǒng)抗原抗(kàng)體的粒度(dù),有(yǒu)助(zhù)於(yú)了解生物分(fēn)子的結構和功(gōng)能。
3.精細(xì)化工:用於(yú)尋(xún)找納(nà)米催(cuī)化劑的最佳(jiā)粒度分(fēn)布(bù),以降低化學反應溫(wēn)度(dù),提(tí)高反(fǎn)應速(sù)度(dù)。
4.油漆塗料(liào):用(yòng)於測量(liáng)油(yóu)漆(qī),塗(tú)料,矽膠(jiāo),聚(jù)合物膠乳等材料中納米(mǐ)顆(kē)粒物的粒(lì)徑(jìng),有(yǒu)助(zhù)於(yú)優(yōu)化(huà)產品的性(xìng)能。
5.食品(pǐn)藥品:藥物(wù)表(biǎo)麵(miàn)包(bāo)覆(fù)納米微粒(lì)可使其高效(xiào)緩釋,並(bìng)製成(chéng)靶(bǎ)向藥物。動態光散射技術可(kě)用(yòng)於測量(liáng)包覆物粒(lì)度的(dí)大小,以便更(gēng)好地發揮藥(yào)物的(dí)療效。
6.其他(tā)領域:如(rú)航空航天(納米金(jīn)屬(shǔ)粉(fěn)添加(jiā)到(dào)火(huǒ)箭固體(tǐ)推進(jìn)劑中,研究金(jīn)屬粉的(dí)最佳粒度分布),國防(fáng)科技(jì)(納(nà)米材(cái)料(liào)用(yòng)於提高電磁波(bō)的吸收性(xìng)能(néng),研究吸波材料(liào)的性能)等。
動態(tài)光(guāng)散(sàn)射(shè)納米粒徑分析(xī)儀(yí)技(jì)術以(yǐ)其(qí)特別(bié)的原理和優(yōu)勢(shì)在(zài)多(duō)個(gè)領域發揮著(zhuó)重要作(zuò)用,為(wéi)科學(xué)研(yán)究和技術(shù)創(chuàng)新提(tí)供了有力的支(zhī)持(chí)。
