激光纳米粒度仪是一种用于测量颗粒大小分布的精密仪器,广泛应用于材料科学、化学、制药、陶瓷、涂料、食品和化妆品等行业。其工作原理基于光散射理论,能够对纳米尺度的粒子进行高精度的尺寸分析。
原理
激光纳米粒度仪的核心技术是动态光散射(Dynamic Light Scattering, DLS)。当一束单色激光照射到悬浮在液体介质中的纳米粒子上时,粒子会散射光线。由于粒子在液体中做布朗运动,导致散射光的强度随时间随机波动。通过光电探测器捕捉这些波动,并运用相关函数分析,可以计算出粒子的扩散系数。根据斯托克斯-爱因斯坦方程,扩散系数与粒子半径相关,从而确定粒子的大小。
测试方法
样品准备:首先将待测的纳米粒子分散在适当的溶剂中,确保粒子均匀分散,避免团聚。
激光照射与光散射信号收集:将样品置于激光纳米粒度仪的样品池中,仪器发射的激光束穿过样品,产生的散射光由光电探测器接收。
数据采集与分析:光电探测器捕获散射光的强度变化,仪器内置的计算机软件将这些数据转化为时间序列,运用数学模型计算出颗粒的扩散系数,进而得出粒径分布。
结果解读:最终,软件生成粒度分布图,展示不同粒径的粒子所占的比例,以及平均粒径、多分散指数等关键参数。
应用
激光纳米粒度仪因其非破坏性、高灵敏度和宽量程的特点,在纳米材料的开发与品质控制中扮演着重要角色。无论是评估合成纳米粒子的一致性,还是监测药物制剂中活性成分的稳定性,该仪器都提供了可靠的技术支持。
通过深入理解激光纳米粒度仪的工作原理和测试流程,科学家和工程师能够更有效地利用这一工具,推动新材料的研发和产品质量的提升。
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