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動(dòng)態(tài)光散射儀（DLS）的粒度可測(cè)范圍

來源：時(shí)間：2024-10-23 10:02:50 瀏覽：6448次

動(dòng)態(tài)光散射儀（DLS）的粒度可測(cè)范圍

動(dòng)態(tài)光散射儀（Dynamic Light Scattering, DLS）是一種用于測(cè)量顆粒大小的高精度技術(shù)，廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域；DLS技術(shù)基于光在顆粒懸浮液中的散射現(xiàn)象，通過分析散射光強(qiáng)度隨時(shí)間的變化，來推斷顆粒的大小。

一、工作原理

動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)利用激光光源照射樣品，當(dāng)激光通過含有懸浮顆粒的介質(zhì)時(shí)，顆粒會(huì)散射光；由于顆粒在溶液中的布朗運(yùn)動(dòng)，散射光的強(qiáng)度會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化；這些變化包含了顆粒大小和擴(kuò)散系數(shù)的信息，通過相關(guān)器分析散射光強(qiáng)的波動(dòng)，可以計(jì)算出顆粒的大小。

二、DLS粒度可測(cè)范圍

動(dòng)態(tài)光散射儀的粒度可測(cè)范圍通常在納米到微米級(jí)別，具體如下：

1. 納米級(jí)別

下限：DLS技術(shù)能夠測(cè)量的最小顆粒尺寸大約在1納米（nm）左右；然而，這個(gè)下限受到儀器性能、樣品濃度、介質(zhì)折射率等因素的影響。

應(yīng)用：在納米材料、蛋白質(zhì)、聚合物等領(lǐng)域，DLS能夠提供關(guān)于納米顆粒大小的精確信息。

2. 微米級(jí)別

上限：DLS技術(shù)能夠測(cè)量的最大顆粒尺寸通常在幾微米（μm）范圍內(nèi)，一般不超過5μm。超過這個(gè)尺寸，顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)減弱，散射光信號(hào)的變化不再顯著，難以準(zhǔn)確測(cè)量。

應(yīng)用：在微米級(jí)別的顆粒測(cè)量中，DLS適用于乳液、懸浮液等樣品的粒度分析。

三、影響DLS粒度測(cè)量范圍的因素

1. 儀器性能

激光波長(zhǎng)：激光波長(zhǎng)會(huì)影響散射角度和散射光的強(qiáng)度，從而影響測(cè)量范圍；通常，較短波長(zhǎng)的激光適用于較小顆粒的測(cè)量。

檢測(cè)器靈敏度：高靈敏度的檢測(cè)器可以檢測(cè)到更微弱的散射光信號(hào)，從而提高對(duì)小顆粒的測(cè)量能力。

相關(guān)器性能：高分辨率的相關(guān)器能夠更準(zhǔn)確地分析散射光強(qiáng)的波動(dòng)，提高粒度測(cè)量的精度。

2. 樣品特性

顆粒濃度：樣品中顆粒的濃度會(huì)影響散射信號(hào)的強(qiáng)度和信噪比，過高或過低的濃度都可能限制測(cè)量范圍。

顆粒形狀：非球形顆粒的散射特性可能與球形顆粒不同，可能需要校正方法來準(zhǔn)確測(cè)量。

介質(zhì)折射率：介質(zhì)的折射率會(huì)影響光在介質(zhì)中的傳播速度，進(jìn)而影響顆粒的散射特性。

3. 環(huán)境條件

溫度：溫度變化會(huì)影響顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)，從而影響粒度測(cè)量結(jié)果。

光照穩(wěn)定性：實(shí)驗(yàn)環(huán)境中光照的穩(wěn)定性對(duì)DLS測(cè)量至關(guān)重要，不穩(wěn)定的光源可能導(dǎo)致測(cè)量誤差。

四、擴(kuò)展DLS粒度測(cè)量范圍的方法

1. 優(yōu)化儀器參數(shù)

調(diào)整激光波長(zhǎng)：根據(jù)顆粒大小選擇合適的激光波長(zhǎng)，以提高測(cè)量靈敏度。

提高檢測(cè)器靈敏度：使用高靈敏度的檢測(cè)器，以檢測(cè)更微弱的散射光信號(hào)。

2. 改進(jìn)樣品制備

控制顆粒濃度：制備適當(dāng)濃度的樣品，以確保散射信號(hào)在儀器的最佳檢測(cè)范圍內(nèi)。

使用分散劑：使用分散劑幫助顆粒均勻分散在介質(zhì)中，減少顆粒聚集對(duì)測(cè)量的影響。

3. 采用輔助技術(shù)

結(jié)合其他粒度分析技術(shù)：如靜態(tài)光散射、電子顯微鏡等，與DLS技術(shù)相結(jié)合，以擴(kuò)展測(cè)量范圍。

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