中國粉體網(wǎng)訊  隨著社會生產力的發(fā)展，納米顆粒廣泛應用于涂層、電子、冶金、信息技術、生物醫(yī)學、航天及環(huán)境保護等領域。納米顆粒廣泛應用的關鍵在于顆粒的尺度效應，因此對粒徑及形貌的準確測量，是納米顆粒應用的前提。

圖片來源：Pixabay

1 為什么要測納米顆粒粒度？

大部分固體材料均是由各種形狀不同的顆粒構造而成，因此，細微顆粒材料的形狀和大小對材料結構和性能具有重要的影響。如水泥的水化反應、涂料的附著力、電池材料的充放電、藥物被人體吸收的程度、過濾器的過濾效率、磁性材料的磁導率和矯頑力、殺蟲劑效力、大氣和環(huán)境污染等，無不與顆粒大小有關。

圖片來源：微納顆粒

當材料的粒度大小達到納米尺度時，將具有傳統(tǒng)微米級尺度材料所不具備的小尺寸效應、量子尺寸效應、表面效應等諸多特性。因此，對納米材料的顆粒大小、形狀進行表征和控制，具有重要的意義。一般固體材料顆粒大小可以用顆粒粒度概念來描述，但由于顆粒形狀的復雜性，一般很難直接用一個尺度來描述一個顆粒大小，因此，在粒度大小的描述過程中廣泛采用等效粒度的概念。

2 納米顆粒的測量方法分析

現(xiàn)有測量方法中，掃描電子顯微鏡法是公認最直觀、準確的方法，常作為其他測量方法的檢驗與標定。然而，掃描電鏡法具有統(tǒng)計效率低、制樣復雜、要求樣品導電性等局限性，無法對顆粒進行原位觀測，影響測量結果的準確性。

動態(tài)光散射（DLS）法，是一種實時、快速、無損的統(tǒng)計學顆粒粒徑測量方法，相對于電鏡法可以對樣品進行原位觀測，被廣泛關注。

3 動態(tài)光散射法測量原理

測量原理：分散在液體中的納米顆粒的布朗運動使得散射光隨時間而波動，對散射光信號做自相關運算得到光強自相關函數(shù)，通過計算相關函數(shù)的衰減時間，得到平移擴散系數(shù)，進而計算出顆粒的粒徑。下圖是動態(tài)光散射顆粒測量原理圖。

動態(tài)光散射顆粒測量原理圖

不同的儀器，由于測量原理不同，因此測量結果也不同。動態(tài)光散射法測量的是顆粒的流體力學直徑，是指與被測顆粒具有相同擴散系數(shù)的球體的直徑，因此不能簡單地與其他方法的測量結果對比。

4 網(wǎng)絡直播預告

納米顆粒粒徑準確測量對于納米材料的發(fā)展與應用是十分重要的。2021年10月27日，中國粉體網(wǎng)旗下粉體公開課平臺邀請到山東理工大學的劉偉教授作《動態(tài)光散射納米顆粒粒度測量方法及應用》報告。報告會詳細介紹動態(tài)光散射法納米顆粒粒度測量原理，并講述動態(tài)光散射法納米顆粒粒度測量操作指南、樣品制備、儀器驗證、數(shù)據(jù)質量和解釋等內容。

5 專家介紹

劉偉，山東理工大學教授、博士生導師，省級優(yōu)秀研究生導師，全國顆粒表征與分檢及篩網(wǎng)標準化技術委員會委員，全國微細氣泡技術標準化技術委員會委員。研究領域包括顆粒粒度的測量理論與方法、微弱信號檢測與處理等，目前主要致力于研制納米粒度電位儀、動態(tài)圖像粒度粒形測量儀以及在線激光粒度儀等。曾先后主持國家重大科學儀器設備開發(fā)重點專項子課題1項、國家科技支撐計劃項目1項、山東省重點研發(fā)計劃項目1項、山東省自然科學基金2項，首位獲得山東省教學成果二等獎1項，中國顆粒學會科技進步二等獎1項，在國內外學術期刊上發(fā)表研究論文50余篇，被SCI/EI檢索近20篇，授權發(fā)明專利10余項。牽頭制定國家標準“Zeta電位測量操作指導原則”1項。

參考來源：

【1】孫淼，等.多角度動態(tài)光散射法的納米顆粒精確測量.計量學報.2020.

【2】微納顆粒官方網(wǎng)站

【3】徐亞南.動態(tài)光散射加權反演方法研究.山東理工大學.2020.

【4】汪瑞俊.納米材料粒度測試方法及標準化.安徽化工.2018.

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權請告知刪除！