ما هي التطورات في تشتيت الضوء الديناميكي هذا العام؟

المبدأ الأساسي لقياس الجسيمات النانوية بطريقة تشتت الضوء الديناميكي هو الحركة البراونية للجسيمات النانوية الأساسية. وقد تم تطوير مجموعة متنوعة من طرق القياس، من بينها التحليل الطيفي لارتباط الفوتون (PCS) الذي كان الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. تعتمد الغالبية العظمى من أدوات قياس الجسيمات النانوية المتوفرة في السوق اليوم على التكنولوجيا الطيفية لارتباط الفوتون، لذا كانت الأدبيات السابقة غالبًا ما تساوي بين تشتت الضوء الديناميكي والتحليل الطيفي لارتباط الفوتون.

(1) طريقة تشتت الضوء الديناميكي المرئي

تم اقتراح الطريقة من قبل الدكتور كار من NanoSight بالمملكة المتحدة. مبدأها الأساسي هو أن الجسيمات النانوية العالقة في السائل سوف تتناثر تحت إشعاع الليزر لأن معامل انكسار الجسيمات يختلف عن معامل انكسار السائل، مما يشكل شعاعًا ضوئيًا. جسيم. التقط صورًا متحركة براونية لجزيئات الضوء باستمرار، ثم سجل مسار الجزيئات، ثم قم بتحليل هذه الحركات بعد معالجة المسار، يمكن الحصول على حجم الجسيمات من خلال صيغة ستوك-آينشتاين. ترجع هذه الطريقة إلى يتم تتبع ومعالجة مسار الحركة البراونية لكل جسيم رياضيًا، لذلك يمكن الحصول عليه أعلى من طريقة PCS الحالية . دقة تفصيلية أكثر دقة.

بالنسبة للجزيئات المتكتلة، يختلف شكل جزيئات الضوء المتناثرة عن شكل الجسيم الواحد، مما يسهل تمييزه. ولذلك، يمكن استخدام هذه الطريقة لقياس الجزيئات المتكتلة بسهولة والجزيئات المختلطة من مواد مختلفة بشكل أكثر فعالية.

عند استخدام المجهر، يتم تحديد مجال الرؤية وعمق المجال، أي يتم تحديد حجم القياس، لذلك قم بالتسجيل يتم قياس عدد جميع الجزيئات في الحجم، ويمكن أيضًا الحصول على تركيز الجزيئات.

نظرًا لأن هذه الطريقة يمكنها مراقبة الحركة البراونية للجسيمات النانوية بشكل مباشر، فإن هذه الطريقة تسمى "الديناميكية البصرية". طريقة تشتت الضوء".

(2) طريقة تشتيت الضوء الديناميكي المستحث بالرحلان الكهربي

تم اقتراح هذه الطريقة من قبل شركة Shimadzu اليابانية في عام 2009. مبدأها الأساسي هو أن يتم وضع الجسيمات النانوية المعلقة بالتناوب. وعلى صفيحة القطب الكهربي، سيتغير التركيز مع تناوب قطبية القطب الكهربي. عندما يتم شحن القطب، تتحرك الجسيمات النانوية نحو القطب الموجب تحت تأثير مجال كهربائي، وتشكل منطقة عالية التركيز، مما ينتج عنه تأثير صريف، ثم يتغير القطب

قطبية, سوف تنتشر الجسيمات النانوية في الاتجاه المعاكس، وسوف تختفي الشبكة المستحثة تدريجياً. انتشار الجزيئات الكبيرة يكون أبطأ، بينما تنتشر الجزيئات الصغيرة بشكل أسرع. إذا مر شعاع الليزر عبر الشبكة المستحثة للإنتاج. يتم استقبال الضوء المبعثر بواسطة الكاشف الضوئي، ووفقًا لعملية التغيير المقاسة للضوء المبعثر، يتم استخدام صيغة Stock-Einstein للحصول على توزيع حجم الجسيمات للجسيمات.

ما يتم قياسه في هذه الطريقة هو الضوء المبعثر للشبك المستحث الذي تشكله الجسيمات النانوية، وليس الضوء المتناثر للجسيمات النانوية، لذلك، تتمتع هذه الطريقة بنسبة إشارة إلى ضوضاء عالية وقابلية تكرار جيدة. وفي الوقت نفسه، يتم خلط كمية صغيرة من الشوائب الكبيرة في العينة، وتكون الجزيئات غير حساسة. يمكن استخدامها لقياس الجسيمات النانوية عالية التركيز. يُذكر أن الحد الأدنى للقياس بهذه الطريقة يمكن أن يصل إلى 0.5 نانومتر.

(3) طريقة تشتت الضوء الديناميكي الخلفي

عند تطبيق التحليل الطيفي لارتباط الفوتون التقليدي، من أجل تجنب التشتت المتعدد (التشتت المتعدد)، يكون تركيز العينة محدودًا بشكل صارم، ويجب ألا يتجاوز امتصاص العينة عند الطول الموجي العامل 0.04 عندما يتم جمع العينة عند 90 درجة مئوية. ضمن هذا الحد، تكون عينات التحليل الطيفي لارتباط الفوتون التقليدية منخفضة للغاية في التركيز وواضحة في المظهر. فعليًا، بشكل عام، يكون تركيز حجم معظم المنتجات الغروية أعلى من 5%، ويكون المظهر عكرًا.

أنها ليست مريحة للاستخدام ويمكن أن تكسر استقرار الغرويات السيئة. من ناحية أخرى، فإن تحليل حجم الجسيمات للتحليل الطيفي لارتباط الفوتون التقليدي يتأثر بسهولة بالتلوث الخارجي. لذلك، يجب تطبيق وولادة تقنية تشتيت الضوء الديناميكي الخلفي التي يمكن استخدامها لتحليل حجم الجسيمات للجسيمات الغروية النانوية عالية التركيز.

الحل لزيادة تركيز القياس هو التأكد من أن حجم التشتت صغير بما يكفي لتقليل الضوء المتناثر المتعدد في ضوء الإشارة. بالإضافة إلى ذلك، يتم وضع جهاز الإرسال والاستقبال على نفس الجانب من العينة، أي أنه يتم قياس إشارة الضوء المتناثرة، ومن خلال التحكم بشكل صحيح في حجم منطقة التشتت، يمكن الحصول على تأثير أكثر مثالية لقمع التشتت المتعدد. وفقا للتقارير

ال يستخدم محلل حجم الجسيمات VASCO من شركة Cordouan Technologies هذا البروتوكول لقياس التركيز من خلال زيادة الحجم إلى 40%.

يظهر في الشكل تحسين آخر لقياس الضوء المرتد، حيث يمر الضوء الصادر من الليزر عبر optocoupler 2+1 إلى ألياف أحادية الوضع

العودة إلى القائمة >

• السابق: ما هي العوامل التي تؤثر على الخلفية؟
• التالي: كيف يمكن الحكم بسرعة على ما إذا كان محلل حجم جسيمات الليزر طبيعيًا؟