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關(guān)鍵詞：棍狀樣品，轉(zhuǎn)動擴散、VV模式、VH模式

圖1. 棍狀納米金的SEM電鏡照片

在某些動態(tài)光散射測試中，樣品并非球狀樣品，而是形貌為各向異性的樣品，如棍狀或者碟狀樣品，這類樣品的擴散行為中不但包含平動擴散信息往往還包含了強烈的轉(zhuǎn)動擴散信息。對于這樣的樣品，測試過程中需要進行動態(tài)光散射VV模式和VH模式測試。

·VV模式，即采用垂直偏振的激光光源，在接收光路中加入一個垂直方向起偏的偏振片，僅收集垂直偏振方向的散射光；

·VH模式，即采用垂直偏振的激光光源，在接收光路中加入一個水平方向起偏的偏振片，僅收集水平偏振方向的散射光。VH模式又被稱作去偏振動態(tài)光散射（DDLS）。

通過結(jié)合VV和VH模式測試結(jié)果，可以額外的檢測各向異性體系的轉(zhuǎn)動擴散系數(shù)Dr，這樣就獲得了更多的關(guān)于樣品形貌和運動的信息。

在這篇應(yīng)用報告中，我們使用丹東百特儀器公司的BeNano 180 Zeta Pro納米粒度及Zeta電位分析儀檢測了分散在水中的棍狀納米金的平動擴散和轉(zhuǎn)動擴散信息。

圖| BeNano 180 Zeta Pro 納米粒度及Zeta電位分析儀

樣品制備和測試條件

該報告中檢測了棍狀納米金樣品，通過BeNano 180 Zeta Pro 內(nèi)置的溫度控制系統(tǒng)開機默認測試溫度控制為25℃±0.1℃。BeNano 180 Zeta Pro具有三個粒徑測試角度，其中90°和11.2°可以進行VH模式測試，173°，90°和11.2°可以進行VV模式測試。

圖2. 多功能微量樣品池套件VH(左)和VV（右）模式

使用丹東百特專利的多功能微量樣品池，樣品量僅需16μL，可以大大節(jié)約珍貴樣品的樣品量。

樣品在放入樣品池后進行至少三次測試，以檢測結(jié)果的重復(fù)性和得到結(jié)果的標準偏差。

測試結(jié)果和討論

根據(jù)電鏡圖片做棍狀納米金的形貌統(tǒng)計，結(jié)果如下：

表1. 棒狀納米金電鏡結(jié)果

在90°對于棍狀納米金做VV和VH模式測試，動態(tài)光散射結(jié)果如下：

圖3. 90°VV模式多次測試相關(guān)曲線

圖4. 90°VH模式多次測試相關(guān)曲線

由文獻[1]中的推導公式得到棍狀樣品在VV和VH測試條件下的光強相關(guān)曲線為:

我們可以看到VV模式測試下，相關(guān)曲線中含有的平動擴散貢獻和轉(zhuǎn)動擴散貢獻導致多次指數(shù)衰減，而在VH模式下為單指數(shù)衰減。這與圖3和圖4中觀察到的實際測試的相關(guān)曲線結(jié)果一致。

根據(jù)原理推導，VV和VH的場強相關(guān)曲線理論公式如下：

圖5. 對于g1VV相關(guān)曲線進行雙指數(shù)擬合

對g1VH兩端進行l(wèi)n計算，然后使用多項式擬合可以得到一個D_T*q^2+6*D_r項信息；對g1VV直接進行雙指數(shù)擬合可以分別得到D_T*q^2+6*D_r項信息和D_T*q^2項信息。結(jié)果列于下表中：

表2. VV和VH模式動態(tài)光散射結(jié)果

表2可以看出由VV和VH模式下測試出的D_T*q^2+6*D_r結(jié)果基本一致，最終得到了該棍狀納米金的平動和轉(zhuǎn)動擴散信息。

[1] J. Phys. Chem. C 2007, 111, 5020-5025，Dynamic Light Scattering of Short Au Rods with Low Aspect Ratios