“快”“準(zhǔn)”“穩(wěn)”│動(dòng)態(tài)光散射納米顆粒測試技術(shù)
中國粉體網(wǎng)訊 21世紀(jì)的今天，各種新技術(shù)、新材料、新設(shè)備層出不窮，讓各個(gè)領(lǐng)域的聯(lián)系越來越緊密。而粉體作為新材料、新產(chǎn)品的基礎(chǔ)，粉體的制備與加工承擔(dān)著越來越重要的角色。
粉體的制備與加工技術(shù)不斷革新，同時(shí)對(duì)它的檢測技術(shù)及設(shè)備提出了更高的要求，越來越多的粉體顆粒檢測技術(shù)與設(shè)備被開發(fā)應(yīng)用，動(dòng)態(tài)光散射測試技術(shù)就是其中一項(xiàng)發(fā)展飛速的顆粒檢測技術(shù)。
尤其是隨著納米科技領(lǐng)域要求對(duì)顆粒進(jìn)行非常精準(zhǔn)的把控，用動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)測量粒子粒徑具有準(zhǔn)確、快速、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，能有快、準(zhǔn)、穩(wěn)的完成檢測，動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)已經(jīng)成為納米科技領(lǐng)域中比較常規(guī)的一種表征方法。
原理
1、布朗運(yùn)動(dòng)
動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)原理基于粒子的布朗運(yùn)動(dòng)（Brownian motion）導(dǎo)致光強(qiáng)的波動(dòng)。微小粒子懸浮在液體中會(huì)無規(guī)則地運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)的速度依賴于粒子的大小和媒體粘度，粒子越小，媒體粘度越小，布朗運(yùn)動(dòng)越快。
2、光信號(hào)與粒度的關(guān)系
1）光通過膠體時(shí)，粒子會(huì)將光散射，在一定角度下可以檢測到光信號(hào)，所檢測到的信號(hào)是多個(gè)散射光子疊加后的結(jié)果，具有統(tǒng)計(jì)意義。
2）瞬間光強(qiáng)不是固定值，在某一平均值下波動(dòng)，但波動(dòng)振幅與粒子粒徑有關(guān)。
3）某一時(shí)間的光強(qiáng)與另一時(shí)間的光強(qiáng)相似，在極短時(shí)間內(nèi)，可以認(rèn)為是相同的，我們可以認(rèn)為相關(guān)度為1，在稍長時(shí)間后，光強(qiáng)相似度下降，時(shí)間無窮長時(shí)，光強(qiáng)完全與之前的不同，認(rèn)為相關(guān)度為0。
4）正在做布朗運(yùn)動(dòng)的粒子速度，與粒徑（粒子大?。┫嚓P(guān)（Stokes - Einstein方程）。大顆粒運(yùn)動(dòng)緩慢，小粒子運(yùn)動(dòng)快速。如果測量大顆粒，那么由于它們運(yùn)動(dòng)緩慢，散射光斑的強(qiáng)度也將緩慢波動(dòng)。類似地，如果測量小粒子，那么由于它們運(yùn)動(dòng)快速，散射光斑的密度也將快速波動(dòng)。
5）最后通過光強(qiáng)波動(dòng)變化和光強(qiáng)相關(guān)函數(shù)計(jì)算出粒徑及其分布。
3、分布系數(shù)
分布系數(shù)體現(xiàn)了粒子粒徑均一程度，是粒徑表征的一個(gè)重要指標(biāo)。
4、光強(qiáng)分布、體積分布和數(shù)量分布的關(guān)系
能夠說明光強(qiáng)、體積和數(shù)量分布之間差異的簡單方式。
發(fā)展現(xiàn)狀
動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)幾十年來一直是實(shí)驗(yàn)室里標(biāo)配的檢測粒度的儀器，但在線檢測顆粒粒度的儀器卻非常少。美國PSS粒度儀公司已經(jīng)為客戶的生產(chǎn)線上安裝了許多臺(tái)跟蹤在線檢測產(chǎn)品的粒度儀。PSS在線系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)從生產(chǎn)線上抽取一只樣品，進(jìn)行自動(dòng)稀釋以避免多重散射帶來的影響，然后檢測該樣品，檢測完后，繼續(xù)不斷地重復(fù)檢測。
此外，產(chǎn)品質(zhì)量在線監(jiān)控要遠(yuǎn)比拿著脫線批次的樣品去實(shí)驗(yàn)室檢測方便的多。尤其是新世紀(jì)以來，納米技術(shù)在全球得到了極大地發(fā)展與普及，各種獨(dú)特的納米材料不斷問世并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化，在實(shí)際生產(chǎn)中，采用動(dòng)態(tài)光散射在線檢測技術(shù)必定會(huì)極大地提高納米粉體的生產(chǎn)效率。
中國粉體網(wǎng)充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)優(yōu)勢，旗下粉體公開課平臺(tái)將于2020年7月3日舉辦首屆“粉體粒度表征及在線檢測技術(shù)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)”，為企業(yè)管理、技術(shù)人員提供一個(gè)深度交流、深入思考、磨煉內(nèi)功、強(qiáng)化自身的平臺(tái)。屆時(shí)，來自華南師范大學(xué)的韓鵬教授給我們帶來題為《動(dòng)態(tài)光散射納米顆粒測試技術(shù)進(jìn)展》的報(bào)告，我們一起聽一聽韓鵬教授為我們解讀動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)在納米顆粒檢測中的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，同時(shí)也可以和韓鵬教授一起互動(dòng)交流顆粒檢測、設(shè)備應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)。
專家介紹：
韓鵬，華南師范大學(xué)教授。主要從事光電技術(shù)及儀器相關(guān)學(xué)科的教學(xué)與科研工作，研究領(lǐng)域涉及顆粒測量、環(huán)境監(jiān)測、光信息處理、視頻與圖像處理等領(lǐng)域。先后承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、省部產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目、廣東省科技專項(xiàng)等項(xiàng)目，發(fā)表論文100多篇，獲發(fā)明專利10余項(xiàng)。
社會(huì)兼職：中國顆粒學(xué)會(huì)理事兼顆粒測試專委會(huì)副主任委員，中國光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)及系統(tǒng)專委會(huì)常委，廣州市儀器儀表學(xué)會(huì)副理事長等。
參考資料：
[1]楊暉等.用動(dòng)態(tài)光散射現(xiàn)代譜估計(jì)法測量納米顆粒.
[2]劉桂強(qiáng)等.動(dòng)態(tài)光散射在顆粒檢測中的應(yīng)用
[3]化工儀器網(wǎng)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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