米氏散射

瑞利散射可以说是米氏散射理论模型在小粒子端的近似形式，而衍射散射也可以说是米氏散射理论模型在大粒子端的近似形式，接下来我们将详细了解标准粒子应用于米氏散射理论对其光散射特性研究中，入射光波长、标粒直径以及入射光偏振角对散射光强的影响。

纳米颗粒（NPs）是开发改性（如光学、热学或机械性能）新材料的重要组成部分[1]。为了符合性能、成本及安全要求，必须严格控制颗粒大小、形状和浓度等参数。小角X射线散射（SAXS）是一种完善的可追溯性尺寸测量技术[2,3,4]。最近有研究表明，根据同步辐射设施采集的SAXS数据可以确定NPs的数量浓度，且量值溯源到标准单位制（SI）[5]。通过本应用手册我们可以证明，使用SAXS实验室设备，采集时间为10分钟，同样可以获得可溯源数量浓度

测试仪器：样品水平式大功率Ｘ线衍射仪 RINT-TTRⅢ＋小角附件＋ 粒径・ 空孔径解析软件NANO-Solver 想得到什麽？ X线小角散射测试中、可评价粉末及液体分散微粒子、薄膜中分布的粒子及空孔大小分布。尤其可以评价ＴＥＭ及ＤＬＳ等难以评价的亚纳米粒子的平均大小尺寸以及分布。 测试・ 解析例 如下图所示、分散在有机溶媒中的金纳米粒子的测试结果。右图是根据小角散射测试结果估算出的粒径分布、与ＴＥＭ估算结果（直方图）叠加结果图 。

测试仪器：样品水平式大功率Ｘ线衍射仪 RINT-TTRⅢ＋小角附件＋粒径・ 空孔径解析软件NANO-Solver想得到什麽？ X线小角散射测试中、可评价粉末及液体分散微粒子、薄膜中分布的粒子及空孔大小分布。尤其可以评价ＴＥＭ及ＤＬＳ等难以评价的亚纳米粒子的平均大小尺寸以及分布。测试・ 解析例 如下图所示、分散在有机溶媒中的金纳米粒子的测试结果。右图是根据小角散射测试结果估算出的粒径分布、与ＴＥＭ估算结果（直方图）叠加结果图 。

纳米粒子的高比表面为它们提供了独特的特性，这使得它们不管在高科技还是传统行业的应用中都具有吸引力，例如在建筑业。由于提纯选择的技术有限，生产过程中对尺寸和形状的控制至关重要。X 射线散射测量可以有效地得到这些参数，此外，还可以深入了解形成机制。

相对散射力是钛白粉其重要的颜料性能，如消色力和遮盖力等都与钛白粒子在分散介质中的散射力紧密相关。相对散射力在颜料应用体系中的举足轻重的作用已愈来愈为二氧化钛的制造商和用户所重视，ISO591-2000《色漆用二氧化钛颜料》标准亦将相对散射力作为一项重要指标列入检测项目。本文详细介绍了钛白粉相对散射力的测量方法。

纤维在生物和工业技术行业扮演着非常重要的角色。它们较强的机械性能源于它们多层次的和各向异性的纳米结构。小角和广角X射线散射是非常理想的，不会损坏纤维特性的方法。

小角和广角X-射线散射（SWAXS）是表征含纳米层状结构样品的有力工具，这些结构在发展和表征新药配方方面扮演重要角色。 SAXS确定这些材料的自组装纳米结构即层状重复性距离和长程有序结构。WAXS确定原子水平的结晶度和这些材料特征性的指纹。 SAXSess mc² 精确且同时测试了药物辅料的小角和广角散射，最大2θ 散射角可到40 °。它可以在1分钟内同时确定纳米层状结构和原子结晶度。因为可以如此快的得到结构信息，所以它可以有效地用在医药生产过程中的质量控制（例如在加入其它辅料或乳化剂之后）或研究老化效果和其它性质。

在扫描电镜发展历史中，长期都是不断提升二次电子探头的能力，使得二次电子分辨率不断提升，不断稳定，背散射探头的功能始终被作为辅助功能，甚至做为选配探头，一直难以体现其实际能力。或许是能谱仪 EDS 的问世，背散射探头 BSD 才慢慢开始暂露头角。到了台式扫描电镜的流行，又让背散射探头 BSD 的能力发挥得淋漓尽致，当然这也仅限是优秀背散射探头的 BSD 探头。

相比于现有的瑞利散射光谱、偏振吸收光谱、可调激光拉曼等适用于单根碳管测试的谱学方法，基于ERS的拉曼光谱拥有以下三大优势：1仪器需求简单，测试便捷在该工作中，作者使用了HORIBA Aramis拉曼光谱仪，配备532nm、633nm、785nm三个常见的激发波长，通过仪器全自动切换，即可测试得到1.4-2.3 eV范围内的跃迁能数值。类似的显微拉曼光谱仪还有HORIBA XploRA, LabRAMHR Evolution型光谱仪，均可以满足相关研究者的需求，测试不再依赖于复杂的仪器搭建和调试。2测试精度高得益于HORIBA拉曼光谱仪的高分辨率和良好的噪声抑制水平，通过ERS测定Mii的误差仅为± 1meV，远优于常见的瑞利散射光谱等电子光谱学手段~10 meV的误差。 3样品适用范围广针对硅基底上、表面活性剂包裹的、管束中的碳管作者在实验中均能测试得到ERS峰。

ISO在2022年1月发布了Turbiscan测量粒度标准《纳米技术——静态多重光散射法测量液体分散体中纳米物体平均尺寸》，文中描述了利用SMLS静态多重光散射技术测量不同样品类型（宽浓度范围）的平均当量粒径的标准方法。纳米颗粒液态分散体系被广泛应用在工业中。纳米颗粒在液体中通过各种强弱力量相互作用，可能导致絮凝或聚集（初级粒子、聚集体、絮凝体等）。因此分散状态和表观平均粒径和粒径分布可能随着生产、储存、加工、特别是在测试粒度前的稀释或超声过程中导致絮凝体、聚集体和初级粒子的破碎或变形。出于产品开发、质量控制和法规遵从的原因，行业利益相关者需要适用于样品原位状态测量粒度的分析方法。目前，主流的粒度分析方法是光散射法，其中激光衍射式粒度仪仅对粒度在5μ m以上的样品分析较准确，而动态光散射粒度仪则对粒度在5μ m以下的纳米样品分析准确。但是光散射粒度测试需要对样品进行预处理，包括稀释、超声等。而Turbiscan所采用的静态多重光散射技术可以在样品原位状态下，无需稀释，直接测试样品的平均粒径。

K值不受公共场所行业类型的不同、季节变化以及是否使用空调的影响,但是K值是会收到不同地区、气候、环境等因素影响。光散射法粉尘仪受湿度的影响较大。由于光散射法具有反应迅速灵敏、轻巧便携、操作简单、现场直读等优势，经过大量研究表明光散射法粉尘仪测量数据相对可靠，所以光散射法粉尘仪替代滤膜称重法在公共场所空气可吸入颗粒物监测中应用是可行的。最好采用光散射法与滤膜称重相结合的工作方式，这样会使得监测所得数据更加具有说服力。

散射光浊度法和透射光比浊法是基于光散射现象原理的分析技术。光散射是一种物理现象，其中光束由于与足够小的物质粒子相互作用而改变其传播方向（称为偏转）。根据麦克斯韦电磁理论，散射发生的先决条件是悬浮颗粒的折射率必须不同于悬浮液体的折射率。差异越大，散射越强烈。光散射有两种类型：1）弹性散射，其中散射光和入射光的波长相同；2）非弹性光散射，其中散射光和入射光的波长不同。只有第一种光散射（弹性）与散射光浊度法和透射光比浊法有关。在透射光比浊法中，测量透射光的强度，并在入射光方向（即0° ）测量散射导致的入射光强度的衰减，并与入射光强度进行比较（空白测量）。被测特性是悬浮颗粒散射效应的间接测量，称为浊度。悬浮样品对光的任何吸收都会导致光强度的额外衰减（参见 Ultraviolet-Visible Spectroscopy和 Ultraviolet-Visible Spectroscopy—Theory and Practice）。因此，确保被测材料不会吸收测量波长处的光非常重要。实际上，控制吸收和浊度测定的方程式是相同的（尽管衰减常数的值不同）。在散射光浊度法中，测量与入射光传播方向成90° 角的散射光强度。因此，散射光浊度法浊度测量是对悬浮物散射效应的直接测量。

X射线小角散射（Small Angle X-ray scattering，SAXS）是通过收集X射线穿过样品之后产生的散射信号，来研究样品1~100 nm范围之内结构信息的技术。

用于输送功能性食品的纳米载体的开发是一个活跃的研究领域。功能性食品的开发和生产过程都需要表征技术来提供关于营养物质如何负载、加工条件如何影响纳米载体的最终结构及稳定性、以及纳米载体在食物中的分散信息。本文则概述了小角X射线散射(SAXS)为什么是功能性食品表征中必不可少的技术之一。

喷墨油水是一种纳米颗粒分散体系，能够发生动态光散射(DLS)。喷墨墨水通常原配方浓度比使用动态散射光不稀释检测时要高很多。在某种程度上，这就可能导致在分析浓度较高的喷墨墨水时,多重散射变得没有效果。通过激光在样品池里聚焦和定位的检测器来接收背面散射出来光,这样可以完成动态光散射DLS对高浓度分散体系的检测。Nicomp 380独特地增加了多角度检测器，可以从90度到170度进行检测。一个特制的小池样品容器固定器被用来移动,使得激光的焦点可以优化成为适合每种类型样品的检测。

动态光散射（Dynamic Light Scattering，简称DLS）技术是粒度检测的一种常见方法，具有检测快速、可重复性好等特点,但毛细管流体分离技术（Capillary hydro dynamic fractionation，简称CHDF）的粒度检测仪由于其检测结果的高度准确性，被广泛应用在科研院所。胤煌科技（YinHuang Technology）通过以下案例，带你了解毛细管流体分离技术和动态光散射检测结果的差别。

逐光2DSPC单光子计数相机的外部触发稳定抖动小于35ps，增益高，稳定连续且区分度高。单光子计数模式十分适合微弱信号的探测，例如拉曼光谱、汤姆逊散射、二次谐波等应用，可以在高增益下对微弱信号进行高精度地累加，对sCMOS噪声的过滤效果很好。

纳米复合材料是一类高性能材料，在各个行业都引起了人们的关注，例如汽车行业。它们包括一系列低成本但高性能的材料，具有对汽车制造有价值的机械、热和加工性能。这些整体性质由纳米尺度上的结构决定，因此，小尺度结构的准确分析对于纳米复合材料的表征和开发至关重要。 X 射线散射技术可以对影响纳米复合材料性能的许多参数提供前所未有的洞察力。纳米复合材料是由一种或多种材料组成的纳米颗粒或纤维(填充物)分散在大块(基体)材料中的复合材料。填料和基体都保留了它们本体材料的特性元素，而填料的纳米级参数为纳米复合材料提供了新的特性。 这些参数包括填料颗粒的分散、形状、取向和尺寸分布，以及它们与本体基质的相互作用。 1-4因此，纳米复合材料是一种非常广泛的材料，在生产过程中可以通过改变组成材料的物理和化学性质来精细地调整其性能。

本文结合迁钢扫描电镜实际工作粗略介绍了电子背散射衍射（EBSD）的原理、装置的构造、分析方法及其应用。

传统的滤膜称重法在实际监测任务中具有操作繁琐、费时、以及不能及时得到现场测定结果等缺点，难以满足实际工作任务的需求。而利用光散射法原理的便携式颗粒物检测设备克服了传统方法的缺点，具有反应迅速灵敏、轻巧便携、操作简单、现场直读等优势，此类设备受到了相关工作人员的青睐。在GBT 18204.2-2014 《公共场所卫生检验方法 第2部分：化学污染物》中，光散射法也被纳入国标方法。

土壤质地是土壤最基本的物理性质之一，它能表明不同的土壤的粒径分布和粒径组分比例。目前，有多种通过物理方法对土壤粒径进行测试，其中的吸管法是根据不同大小粒子的沉降速度来测粒径，是目前认为的标准方法。随着科技的发展，激光散射等光学测试法也逐渐被用于土壤粒径的测试。但不用的物理方式（此文基于激光散射）测得的结果与传统的沉降法的结果不是1:1的关系，这导致很多研究者不愿意接受激光散射技术。随着多线性回归模型的发展，使得传统沉降法的结果可以与激光散射法之间进行转化。因此我们对河床深度在15-20cn和40-45cm的河床土壤132个样本用激光散射法进行了分析，再将结果与吸管法对比。并应用线性函数、指数函数、幂函数、多项式推导回归关系，并对回归系数（R2）较高的函数进行了进一步的研究。 发现最符合的是多项式回归模拟。从结果来看， 0.01mm的黏土的多项式回归函数模拟得到了一个比较可信的值（R2），例如在15-20cm深度的土壤是0.72-0.95，在40-45深度的土壤是0.90-0.96。由于粘粒是土壤类型的重要指标，在利用激光散射分析时，我们推荐使用土壤科学的模拟推导关系进行分析。激光散射分析耗时短、用量少、适用多粒径组分、各种土壤类型和广的测试范围，所以有必要在此领域做一个深度的研究，以强调土壤科学研究的急需性，并用先进的激光散射方法代替传统的吸管法。

传统的滤膜称重法在实际监测任务中具有操作繁琐、费时、以及不能及时得到现场测定结果等缺点，难以满足实际工作任务的需求。而利用光散射法原理的颗粒物便携式设备克服了传统方法的缺点，具有反应迅速灵敏、轻巧便携、操作简单、现场直读等优势，此类设备受到了相关工作人员的青睐。在GBT 18204.2-2014 《公共场所卫生检验方法 第2部分：化学污染物》中，光散射法也被纳入国标方法。

背散射电子（Backscattered electron -BSE）图像会体现有关样品材料衬度的信息。利用背散射电子探测器（BSD）获取样品图像的质量会受到很多因素的影响，如样品的电导率，形貌，样品成分，BSD探测器类型以及电子器件等。

传统的基于比色皿的手工动态光散射测量，只适合于少量的样品测量而不适合于成百上千的样品测量。自动化技术帮助我们解决了分析成百上千的样品和条件所面临的困难。高通量动态光散射实验改善了统计，允许多次重复，并且只需要人工分析很少一部分的时间。鉴于每个微孔数据的生成只需要10秒的时间，一个由不同样品、PH值、离子强度、重复样品覆盖384样品微孔的实验只需要90分钟就可以完成。Dynapro Plate reader Ⅱ 使用工业标准微孔板，与其他基于板的扫描技术相兼容。实际上，这意味着，动态光散射样品易于放入其他仪器做多元样品分析。这种能够迅速检测一种药物产品在成百上千种不同条件下的性能的能力，使得科学家们更容易实施DoE和QbD试验方法，以满足监管和企业生产效率的期望。

检测角度也会影响结果。例如，侧向散射（90° ）适用于弱散射样品，包括小颗粒和透明样品；背散射（175° ）适用于强散射样品，包括大颗粒、高浓度或者浑浊样品。Litesizer 500的一个独特功能是它的自动测试角度选择，允许仪器选择最佳的测试角度。此选择基于样品的连续透光率测试。此功能对于用户处理未知或者不熟悉样品非常有用。

全球首套实验室级实时监测薄膜生长的掠入射小角散射(GISAXS)系统。曝光时间仅为8s，入射角调到与临界角接近，可以达到实时沉积的亚单层灵敏度。

小角X射线散射仪器使用两种不同的光束形状：点准直和线准直。使用线形光束在得到相同质量的数据情况下，大大减小了测量时间.

小角X射线散射（SAXS）是研究溶液中蛋白质非常完美的工具。SAXS 可以允许蛋白质在自然状态下进行表征。由于被照射的样品体积大使得SAXSess mc² 可以提供优秀高超的强度，因此1分钟后就可以得到该蛋白质的结构数据。

当电子束与样品相互作用时，会产生背散射电子（BSE）和二次电子（SE）。通过检发射信号可获得样品表面的成分衬度像（背散射电子）和表面形态像（二次电子）。背散射电子和二次电子是如何形成的，为什么它们携带特定的样品信息？此外，能否在一幅图像中同时获得成分和形态信息？