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说一说动态光散射的工作原理

发布时间:2022-03-02      点击次数:100
  动态光散射(DynamicLightScattering,DLS),也称光子相关光谱PhotonCorrelationSpectroscopy(PCS),准弹性光散射quasi-elasticscattering,测量光强的波动随时间的变化。
  DLS技术测量粒子粒径,具有准确、快速、可重复性好等优点,已经成为纳米科技中比较常规的一种表征方法。随着仪器的更新和数据处理技术的发展,现在的动态光散射仪器不仅具备测量粒径的功能,还具有测量Zeta电位、大分子的分子量等的能力。
  1.粒子的布朗运动(Brownianmotion)导致光强的波动,微小粒子悬浮在液体中会无规则地运动。布朗运动的速度依赖于粒子的大小和媒体粘度,粒子越小,媒体粘度越小,布朗运动越快。
  2.光信号与粒径的关系
  (1)光通过胶体时,粒子会将光散射,在一定角度下可以检测到光信号,所检测到的信号是多个散射光子叠加后的结果,具有统计意义。
  (2)瞬间光强不是固定值,在某一平均值下波动,但波动振幅与粒子粒径有关。
  (3)某一时间的光强与另一时间的光强相比,在极短时间内,可以认识是相同的,我们可以认为相关度为1,在稍长时间后,光强相似度下降,时间无穷长时,光强完全与之前的不同,认为相关度为0。
  (4)根据光学理论可得出光强相关议程。
  (5)之前提到,正在做布朗运动的粒子速度,与粒径(粒子大小)相关(Stokes-Einstein方程)。大颗粒运动缓慢,小粒子运动快速。如果测量大颗粒,那么由于它们运动缓慢,散射光斑的强度也将缓慢波动。类似地,如果测量小粒子,那么由于它们运动快速,散射光斑的密度也将快速波动。
  (6)最后通过光强波动变化和光强相关函数计算出粒径及其分布。
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