今天我们从动态光散射的原理来说明纳米颗粒粒度测量的过程,众所周知,纳米颗粒粒度测量的方法有TEM,SEM,AFM,这样的方法是可以直接观察到颗粒的形貌和粒度的。动态光散射法DLS是常用于检测纳米颗粒粒度的方法,其基本原理是微小颗粒的布朗运动,也就是说很小的颗粒在周围的分子的撞击之下,这些纳米颗粒就会发生无规则的,随机的运动。纳米颗粒和布朗运动的关系呈现为颗粒越大,布朗运动就会越慢,颗粒越小,布朗运动就会越快。根据这个布朗运动的原理,国内外也生产了很多相关仪器设备来检测纳米颗粒粒度,比如万博手机版max网页版官方网站的动态光散射纳米粒度及zeta电位仪。
其实动态光散射纳米粒度及zeta电位仪的基本原理是基于爱因斯坦提出的方程式,也是说爱因斯坦对布朗运动进行研究以后提出的理论,根据这个理论,我们可以来进行测量纳米颗粒粒度,测量它的衰减常数;对于比较大的颗粒,它的信号的衰减相对来说是比较缓慢的,小的颗粒信号的衰减是比较快的,根据它的平均粒径,得到了颗粒的水力直径。那么在这个测量中,布朗运动还和周围介质的动力粘度有关系,动力粘度又和温度相关的,所以动态光散射纳米粒度及zeta电位仪必须要保持恒温,因为它测量时间比较长,它必须保持恒温来保证这个粘度在这测量期间不发生变化,不会影响布朗运动的快慢。
上面是一个传统的动态光散射原理的示意图,其基本原理是一束激光照在样品池的里面,样品池里有纳米颗粒,然后二极管进行检测,检测以后送入一个相关器,相关器对信号进行处理,处理以后送入电脑得出颗粒粒度的结果。这样的一个检测过程是需要足够多的数据支持的,所以它的测量结果由几十秒到几百秒,具体多少时长需要取决于颗粒粒度的大小,实际上对于光散射法DLS来说,当一束激光照在纳米颗粒粒度上的时候,它的散射并不是在特定的角度上的,而是在整个空间里面发生的,所以它的信号在整个空间上是杂乱无章的,是无规则的。这就提示我们,我们可以用一个相机的传感器来记录空间的光的散射,传统的光散射原理的操作方法是我们为了获得大量的数据,需要很长的时间来进行测量;现在可以同时用很多的传感器来进行测量,也就是用时间换取空间的概念,这样我们就可以在一瞬间得到很多信号,这样可以大幅度的缩减测量时间,可以快速的测量结果。