8 پیاپی شماره 1393 زمستان 4 شماره دوم سال مقاالت 14 مقدمه ایران آزمایشگاهی دانش ابعاد در ذرات اندازه توزیع تعیین تفرق دستگاه از استفاده با نانو پویا نور چکیده ابعاد توزیع تعیین برای مناسب روشهای از یکی 3 پویا نور تفرق سوسپانسیون در ذرات براونی حرکت روی از روش این در است. ذرات در نمود. مشخص را محلول یک در ذرات ابعاد توزیع میتوان کلوئیدی میگیرد. قرار بررسی مورد DLS کار و ساز و اصول مقاله این کلیدی واژههای نویسندگان 2 مرادده ساسان 1 قرایلو داود davoud.gharailou@gmail.com تخصصی فصلنامه ذرات ابعاد تعیین DLS پویا نور تفرق ذرات. اندازه توزیع میگیرد قرار آزمون و بررسی مورد صنعتی و علمی مختلف حوزههای در امروز به تا گذشته از که مواد خواص از یکی در سرعت به دنیا در و شده تبدیل روز بحث به فناورینانو حوزه در ذرات اندازه عامل روزها این است. ذرات اندازه عامل نمونههای و مواد روی فناورینانو حوزه در که آزمونهایی مهمترین از یکی گفت میتوان واقع در است. پیشرفت حال اندازه توزیع عامل که است ذرات اندازه توزیع تعیین موارد برخی در و ذرات اندازه تعیین آزمون میگیرد انجام آزمایشی ذرات اندازه توزیع میتوان آن از استفاده با که روشهایی از یکی میگیرد. قرار بررسی و بحث مورد مقاله این در ذرات گفته نیز 4 فوتون همبستگی طیفسنجی روش آن به که است پویا نور تفرق روش آورد بهدست نانو ابعاد در حتی را این با که نمونههایی دلیل همین به و است مایع فاز درون معلق ذرات 5 براونی حرکت براساس روش این عملکرد میشود. وسیله به متنوعی دستگاههای باشند. امولسیون یا و سوسپانسیون حالت به باید گیرند قرار آزمایش مورد میتوانند روش هک شدهاست ساخته آزمون انجام و اندازهگیری برای روش این از استفاده بهمنظور جهان سراسر در مختلف شرکتهای به شبیه اصلی کار و ساز دستگاهها این همه در نمایند. محاسبه را ذرات اندازه توزیع میتوانند مذکور روش از استفاده با اندازه توزیع تعیین در استفاده مورد تئوری مقاله این در دارند. اختالف هم با جانبی اجزاء از برخی در فقط و است هم میشود طی دستگاه از استفاده با ذرات اندازه توزیع آوردن بهدست برای که را مراحلی و دستگاه سازنده اجزاء ذرات میکنیم. بیان خالصه بهطور
تخصصی فصلنامه ایران آزمایشگاهی دانش براونی حرکت و پویا نور تفرق مقاالت 15 پویا نور تفرق دستگاه از استفاده با نانو ابعاد در ذرات اندازه توزیع تعیین 8 پیاپی شماره 1393 زمستان 4 شماره دوم سال اندازه توزیع تعیین برای DLS دستگاه شد گفته که همانطور که زمانی مینماید. استفاده پویا نور تفرق روش از نانو ابعاد در ذرات محلول مولکولهای میگیرند قرار 6 پخشکننده محلول درون ذرات از نیرو این اعمال مینمایند. اعمال ذرات به نیرویی پخشکننده و میشود ذرات حرکت سبب پخشکننده محلول مولکولهای سوی هب مینمایند. حرکت تصادفی بهطور پخشکننده محلول درون ذرات از نیرو اعمال اثر بر پخشکننده محلول درون ذرات تصادفی حرکت میشود. گفته براونی حرکت پخشکننده محلول مولکولهای سوی یا و ذرات براونی حرکت اندازهگیری با پویا نور تفرق روش در پخشکننده محلول درون ذرات جابجایی میزان دیگر عبارت به رد ذرات براونی حرکت اندازهگیری برد. پی آنها اندازه به میتوان مرئی نور پرتوهای تابش و DLS دستگاه از استفاده با روش این نانومتر 633 موج طول با هلیوم نئون جنس از نور منبع یک از برخورد اثر در شده متفرق نور شدت نوسانات تحلیل و تجزیه و میآید. بهدست ذرات با نور پرتوهای اندازه به وابسته پخشکننده محلول درون ذرات براونی حرکت بزرگتر پخشکننده محلول درون ذره اندازه چه هر است. ذرات با ترتیب همین به و شده آهستهتر ذره براونی حرکت باشد پخشکننده محلول درون آن حرکت ذره اندازه شدن کوچکتر ذرات براونی حرکت که است ذکر به الزم البته میشود. سریعتر دما به آنها میان از میتوان که است وابسته نیز دیگری عوامل به است ضروری و الزم نکته این به توجه نمود. اشاره ویسکوزیته و این غیر در باشند ثابت باید آزمون انجام در تأثیرگذار عوامل که حرکت سرعت خطاباشد. دارای میتواند شده انجام آزمون صورت سرعت که عامل این میشود. تعریف ویژه عامل یک بهصورت براونی میشود محاسبه آن آوردن بهدست برای را ذرات براونی حرکت محاسبه بنابراین شدهاست. نامگذاری 7 انتقالی نشر ضریب عامل حرکت همان یا پخشکننده محلول درون ذرات جابجایی اندازه شد. خواهد انتقالی نشر ضریب عامل دستیابی به منجر ذرات براونی انیشتین 8 - استوک معادله ضریب عامل بین دیگر عبارت به یا و ذرات براونی حرکت بین رابطه این از استفاده با دارد. وجود رابطهای ذرات اندازه با انتقالی نشر انیشتین استوک- رابطه به که ذرات اندازه و براونی حرکت بین موجود میتوان انتقالی نشر ضریب آوردن بهدست با همچنین و است معروف یافت. دست آزمایش مورد نمونه ذرات اندازه توزیع به است: زیر بهصورت انیشتین استوک- معادله آن: در که ضريب :D 9 بولتزمن ثابت :k هیدرودینامیکی اندازه :d (H) v است. مطلق دماي T: و 10 ويسکوزيته η: ذره انتقالی نشر ذرات اندازه که داشت توجه نیز نکته این به باید البته بلکه نیستند ذرات حقیقی اندازه روش این با آمده بهدست محلول درون ذره زمانیکه است. آنها 11 هیدرودینامیکی اندازه و میشود تشکیل ذره دور الیهای میگیرد قرار پخشکننده است. معروف 12 الکتریکی دوگانه الیه به که میپوشاند را آن سطح در میشود محاسبه ذره اندازه پویا نور تفرق روش با هنگامیکه آن دور آمده بهوجود الکتریکی دوگانه الیه بهعالوه ذره اندازه واقع میآید. بهدست میشود دیده نیز انیشتین استوک- معادله در که همانطور ویسکوزیته ذره انتقالی نشر ضریب عوامل ذرات اندازه محاسبه برای DLS دستگاه با آزمون این انجام در است. نیاز مورد مطلق دمای و شود داده دستگاه نرمافزار به باید مطلق دمای و ویسکوزیته عوامل اندازهگیری با که انتقالی نشر ضریب عامل محاسبه با دستگاه و را ذرات اندازه توزیع میتواند میشود حاصل ذرات براونی حرکت نماید. تعیین است عواملی از یکی ذرات براونی حرکت که است ذکر به الزم نظیر دیگری عوامل و است وابسته آن به انتقالی نشر ضریب عامل که میتوانند نیز ذرات هندسی شکل و سطح ساختار سوسپانسیون غلظت تأثیرگذار روش این از آمده بهدست نتایج روی نانومتر چند اندازه به حال انیشتین استوک- معادله درباره شده داده توضیحات از بعد باشند. براونی حرکت اندازه آوردن بهدست برای DLS دستگاه که را روشی میشود. داده شرح میدهد قرار استفاده مورد ذرات حرکت میزان محاسبه و نور تفرق شدت تغییرات ذرات براونی برای میتوان DLS دستگاه از شد بیان که مطالبی به توجه با بهمنظور همچنین و آزمایش مورد ذرات براونی حرکت اندازهگیری براونی حرکت اندازهگیری نمود. استفاده ذرات اندازه توزیع تعیین نور پرتوهای شدت در نوسانات میزان محاسبه از استفاده با ذرات مطرح سوال این حال میشود. تعیین ذرات وسیله به شده متفرق به یا و نوسانات از استفاده با میتواند چگونه دستگاه که میشود اندازه شده متفرق نور پرتوهای شدت تغییرات سادهتر عبارت نماید تعیین را ذرات براونی حرکت از نور پرتوهای میشود مشاهده )1( شکل در که همانطور تابیده نور پرتوهای میتابند. 13 کیووت یا نمونه سل به تابش منبع میشوند. متفرق سوسپانسیون درون ذرات بهوسیله شده کیووت درون ذرات وسیله به نور تفرق 1: شکل
سال دوم شماره 4 زمستان 1393 شماره پیاپی 8 دانش آزمایشگاهی ایران فصلنامه تخصصی تعیین توزیع اندازه ذرات در ابعاد نانو با استفاده از دستگاه تفرق نور پویا اگر در نزدیکی کیووت یک صفحه نمایش برای مشاهده شدت تفرق پرتوهای نور قرار بگیرد تفرق پرتوهای نور بهوسیله ذرات روی این صفحه نمایش که شناساگر 14 نامیده میشود قابل رؤیت است. روی شناساگر الگویی از نقاط تیره و روشن دیده میشود)شکل 2 (. به الگوی نمایش نقاط تیره و روشن بهوجود آمده روی شناساگر الگوی نقطهای 15 گفته میشود. شکل 2 : تصویری از الگوی نقطهای نقاط تیره و روشن بهوجود آمده روی شناساگر نشاندهنده شدت تفرق پرتوهایی از نور است که در اثر برخورد با ذرات ایجاد شدهاند و حرکت و جابجایی نقاط تیره و روشن و تغییر این الگو بیانگر حرکت براونی ذرات است. با توجه به شکل )3( نقاط تیره مشاهده شده مربوط میشود به تفرق پرتوهایی از نور که فرکانس طول موج آنها با یکدیگر غیر همفاز هستند. زمانی که این پرتوها با یکدیگر تداخل دارند تداخل آنها از نوع مخرب است بهگونهای که یکدیگر را تخریب میکنند )مانند ذرات )الف( در شکل )3((. اما نقاط روشن دیده شده مربوط به پرتوهایی از نور هستند که فرکانس طول موج آنها با یکدیگر همفاز و تداخل فرکانس آنها با یکدیگر از نوع تداخل سازنده است )مانند ذرات )ب( در شکل )3((. شکل 3: نمایی از فرکانس طول موجهای سازنده و مخرب دستگاه DLS از روی تغییرات الگوی نقطهای که بهصورت کمنور شدن و پرنور شدن نقاط تیره و روشن است میتواند تغییرات شدت پرتوهای نور متفرق شده به وسیله ذرات را محاسبه نماید که تعیین شدت تفرق پرتوهای نور به اندازهگیری حرکت براونی ذرات منتهی میشود. ارتباطسنج 16 و نمودار همبستگی 17 یکی از اجزای دستگاه DLS ارتباطسنج نام دارد که اساس کار آن محاسبه میزان درجه شباهت بین شدت دو سیگنال بهدست آمده از الگوی نقطهای در یک محدوده زمانی مشخص است. در واقع میتوان اینطور بیان نمود که ارتباطسنج مقایسهکننده سیگنالها است. برای توضیح بهتر چگونگی عملکرد ارتباطسنج قسمتی از الگوی نقطهای که براساس تغییرات شدت تفرق پرتوهای نور ایجاد شدهاست در نظر گرفته میشود. اگر شدت سیگنال در این قسمت از الگوی نقطهای در زمان )t( با شدت سیگنال همین قسمت در یک فاصله کوتاه زمانی مثال )t+δt( مقایسه شود میتوان مشاهده نمود که این دو سیگنال بسیار به یکدیگر شبیه هستند. اگر همین عمل را در یک بازه زمانی که کمی بزرگتر از حالت قبل است مثال ) 2δtر+ t ( تکرار شود همین ارتباط و شباهت مشاهده میشود ولی میزان شباهت از حالت )t+δt( کمتر است. حال اگر شدت سیگنال این قسمت در لحظه )t( را با شدت سیگنال در یک زمان با فاصله زمانی زیاد مقایسه شود )t= ( دو سیگنال هیچ ارتباطی با یکدیگر نخواهند داشت. بنابراین نتیجهای که میتوان گرفت این است که ارتباط بین دو سیگنال از یک قسمت از الگوی نقطهای با گذشت زمان کاهش مییابد. دادههای استخراج شده از این شباهتها در نموداری بنام نمودار همبستگی نمایش داده میشود. در این نمودار حداکثر میزان شباهت بین دو سیگنال از یک قسمت از الگوی نقطهای مربوط به شباهت سیگنال شدت در لحظه )t( با خودش است که برابر با عدد )1( بوده و این عدد در حالتی که هیچ ارتباطی بین دو سیگنال وجود نداشته باشد یعنی در لحظه ) =t( به سمت عدد صفر میل مینماید. در یک الگوی نقطهای فاصله زمانی دو لحظهای که برای رسم نمودار همبستگی دو سیگنال به کار میرود در حد میکروثانیه است. شکل 4: نمودار همبستگی قسمتی از الگوی نقطهای در بازه زمانی 16 مقاالت
تخصصی فصلنامه ایران آزمایشگاهی دانش مقاالت 17 پویا نور تفرق دستگاه از استفاده با نانو ابعاد در ذرات اندازه توزیع تعیین 8 پیاپی شماره 1393 زمستان 4 شماره دوم سال ذره اندازه با همبستگی نمودار تغییرات ارتباط است شده گفته نیز مقاله قبلی بخشهای در که همانطور )معادله است ارتباط در آنها اندازه با ذرات براونی حرکت سرعت بزرگتر ذرات براونی حرکت بهطوریکه استوک-انیشتین( ذراتی چه هر پس است. کوچکتر ذرات براونی حرکت از آرامتر و نوسانات شدت باشند بزرگتر میگیرند قرار آزمایش مورد که شیب نتیجه در و است آرامتر نیز آنها نقطهای الگوی تغییرات یا با مشخص زمانی محدوده در ذرات این در همبستگی نزولی نمودار کوچکتر ذرات مورد در حالت این مینماید. سقوط کندتری شیب و نوسانات کوچکتر ذرات در اینکه یعنی است برعکس کامال همین به میدهد رخ بیشتری سرعت با نقطهای الگوی تغییرات محدوده یک در حالت این در همبستگی نزولی نمودار شیب دلیل نمودار شیب است. سقوط حال در تندتری شیب با مشخص زمانی )5( شکل در درشت و ریز ذرات با نمونههایی در همبستگی نزولی شدهاست. آورده زمان واحد بر درشت ذرات و ریز ذرات همبستگی نمودار 5: شکل نزولی شیب نرخ از آمده بهدست الگوریتمهای از استفاده با مورد ذرات اندازه توزیع میتواند DLS دستگاه همبستگی نمودار در دهد. ارائه ذرات از شده متفرق نور شدت حسب بر را آزمایش شدت Y ها محور و است ذرات اندازه توزیع X ها محور نمودار این )شکل 6 (. میدهد نشان را نور تفرق نسبی شده متفرق نور شدت حسب بر ذرات اندازه توزیع نمودار 6: شکل حسب بر ذرات اندازه توزیع آزمایشها از برخی در آنجاییکه از ذرات اندازه توزیع نمودار باید است نیاز مورد ذرات حجم یا و تعداد بر ذرات اندازه توزیع نمودار به را شده متفرق نور شدت حسب بر کمک به نمودارها این ترسیم نمود. تبدیل تعداد و حجم حسب اندازه توزیع می تئوری بهوسیله است. امکانپذیر 18 می تئوری اندازه توزیع به میتوان را شده متفرق نور شدت حسب بر ذرات تعداد برحسب ذرات اندازه توزیع نمود. تبدیل حجم برحسب ذرات محاسبه قابل حجم حسب بر ذرات اندازه توزیع از استفاده با نیز جمعآوری در که کوچکی خطاهای که است ذکر به الزم میشود. توزیع نمودار در و میآید بهوجود همبستگی نمودار در دادهها است چشمپوشی قابل شده متفرق نور شدت برحسب ذرات اندازه تعداد حسب بر ذرات اندازه توزیع در بزرگی خطاهای به میتواند شود. تبدیل ذرات اندازه توزیع نمودارهای مقایسه شکل سه به DLS دستگاه در ذرات اندازه توزیع نمودارهای دانستن از بعد میشوند. ترسیم تعداد و حجم شده متفرق نور شدت همبستگی نمودار از استفاده با نمودارها این استخراج چگونگی دارند یکدیگر با تفاوتی چه نمودارها این که نکته این به حال توضيح مثال يک با مطلب اين بهتر درک براي میشود. پرداخته با آزمايشي نمونه دو که میشود فرض مثال اين در ميشود. داده نمونه يک در ذرات شعاع اندازه که دارند وجود مساوي ذرات تعداد شکل مثال اين )در است نانومتر 50 ديگر نمونه در و نانومتر 5 آمده بهدست نمودارهای شدهاست(. گرفته نظر در کروي نیز ذرات شدهاست. آورده )7( شکل در نمونه دو از مختلف حالتهای در ذرات اندازه توزیع نمودار 7: شکل زیر مساحت ميشود ديده )الف( نمودار در که همانطور هم با نمونه دو هر برای تعداد برحسب ذرات اندازه توزيع منحنی ذرات تعداد بودن برابر خاطر به پیک دو این تساوي که است برابر اندازه توزيع نمودار به مربوط که )ب( نمودار در است. نمونه دو در داراي که نمونهاي به مربوط پیک میشود حجم حسب بر ذرات مربوط پیک از بزرگتر برابر 1000 است نانومتر 50 شعاع با ذرات کره )حجم است نانومتر 5 شعاع با ذرات داراي که است نمونهاي به رسيده 3 توان به ذره شعاع دليل همين به 4 3 πr3 با است برابر نمودار ميرسد(. 1000 به نمونه و منحنی زير سطح اختالف و را شده متفرق نور شدت حسب بر ذرات اندازه توزيع نمودار )ج( دارد ذره اندازه با مستقيمی رابطه نور تفرق شدت ميدهد. نشان نمونهاي دو در دليل همين به است. r( 6 ( شعاع رابطه اين در که بر ذرات اندازه توزیع نمودار در شدهاست مطرح مثال بهعنوان که که نمونهای در منحنی زير سطح شده متفرق نور شدت حسب
8 پیاپی شماره 1393 زمستان 4 شماره دوم سال مقاالت 18 پویا نور تفرق دستگاه از استفاده با نانو ابعاد در ذرات اندازه توزیع تعیین زير سطح از بزرگتر برابر 106 است نانومتر 50 آن ذرات اندازه است. نانومتر 5 ذرات اندازه با نمونه منحنی DLS دستگاه اجزای به دستگاه تشکیلدهنده اجزای مقاله از بخش این در انجام برای شده طی مراحل همچنین آنها کارکرد و نقش همراه DLS دستگاههای تمام میشود. بیان ذرات اندازه توزیع آزمون اجزای لحاظ از میروند کار به ذرات اندازه توزیع آزمون برای که تصویر که میشوند تقسیم مجزا قسمت )6( به اصلی تشکیلدهنده از یکی شدهاست. آورده )8( شکل در دستگاه مختلف بخشهای نقش که است دستگاه لیزر نور منبع دستگاه اصلی قسمتهای است. آزمایش مورد نمونه بر تابش برای نیاز مورد نور تولید آن به رسیدن از قبل میشود تابیده دستگاه لیزر نور منبع از که نوری نقش نماید. عبور نور 19 تضعیفکننده نام به قسمتی از باید نمونه را منبع از شده تابیده نور شدت میزان که است این تضعیفکننده تضعیفکننده تضعیفنماید. آزمایش مورد نمونه نوع به توجه با 0/0003 از تابش درصد برحسب را شده تابیده نور میزان میتواند نور شدت که زمانی دهد. تغییر تابش درصد 100 تا تابش درصد ممکن آزمایش انجام که بهگونهای باشد زیاد نمونه از شده متفرق که نمونههایی یا و دارند باالیی غلظت که نمونههایی مثل نباشد میزان که زمانهایی در همچنین و است باال آنها در نور تفرق میزان با میتواند تضعیفکننده است نیاز مورد حد از کمتر نور تفرق مقدار کردن بهینه و مناسب اندازه به شده تابیده نور شدت کاهش در آزمون انجام برای را شرایط نمونه از شده متفرق نور شدت نماید. فراهم ایدهآل وضعیت تضعیفکننده از عبور از بعد لیزر نور منبع از شده تابیده نور امولسیون یا و سوسپانسیون حالت به که آزمایش مورد نمونه با یا کیووت مینماید. برخورد شدهاست تزریق 20 کیووت درون آن درون نمونه که است DLS دستگاه اصلی اجزای از یکی سل بیشتر میگیرد. قرار مکان این در نمونه واقع در میشود ریخته حرکت جهت در تغییری اینکه بدون میرسد کیووت به که نوری مقدار اما مینماید. عبور آن از مستقیم طور به شود ایجاد آن ذرات با برخورد اثر در است رسیده آزمایشی نمونه به که نوری نیز )8( شکل در که همانطور میشود. متفرق آزمایشی نمونه به درجه 173 زاویه با شده متفرق نور نمود مشاهده میتوان دریافت است دستگاه اجزای از دیگر یکی که شناساگر وسیله نور تفرق شدت ثبت و اندازهگیری شناساگر وظیفه میشود. شد صحبت آن درباره پیشتر که نقطهای الگوی واقع در است. به که تفرق شدت سیگنال میآید. بهدست شناساگر از استفاده با به شدهاست ثبت شناساگر از استفاده با که نقطهای الگوی شکل تفرق شدت مقایسه با هم ارتباطسنج میشود. ارسال ارتباطسنج زمانهای در را شدت اختالف نرخ زمانی مختلف فاصلههای در بهدست اطالعات نیز مرحله آخرین در مینماید. محاسبه مختلف و میشود داده انتقال رایانه به ارتباطسنج از استفاده با آمده مینماید آنالیز را ارسالی دادههای مخصوص نرمافزار یک با رایانه میشود. داده نمایش ذرات اندازه توزیع به مربوط اطالعات و ایران آزمایشگاهی دانش دستگاه اصلی اجزای از نمایی 8: شکل بازگشتی 21 تفرق روش تخصصی فصلنامه اثر در میکنند برخورد ذرات به مرئی نور پرتوهای که زمانی در و نموده تغییر آنها حرکت جهت ذرات با نور پرتوهای برخورد اندازهگیری برای حال )شکل 8 (. میشوند متفرق مختلف جهتهای برای شناساگرهایی از جهتها تمام در باید نور تفرق شدت نیست. میسر که نمود استفاده شده متفرق پرتوهای اندازهگیری نوع به توجه با که است مشخص خوبی به )8( شکل مشاهده با تعبیه دستگاه در شناساگر قرارگیری برای زاویه دو DLS دستگاه قرار بررسی مورد مقاله این در که DLS دستگاه از مدلی شدهاست. درجه 173 تفرق زاویه با شناساگر از که است مدلی است گرفته شناساگرهایی به مینماید. استفاده پرتو تابش راستای به نسبت گفته بازگشتی تفرق شناساگرهای میگیرند قرار زاویه این در که به نسبت آنها قرارگیری موقعیت از برگرفته آنها نام که میشود باعث زاویه این در شناساگر قرارگیری است. مرئی نور تابش زاویه از استفاده نماید. ثبت را بازگشتی تفرق شدت شناساگر که میشود از: عبارتند که است مزیتهایی دارای روش این مینماید طی نمونه داخل را کوتاهتری مسیر شده تابیده پرتو 1. تفرق روش مزیت این ندارد. وجود نمونه تمام از پرتو عبور الزام و غلیظ نمونههای از آزمون انجام امکان که میشود باعث بازگشتی باشد. داشته وجود میشوند متفرق ذره یک وسیله به نور پرتوهای که زمانی 2. امکان تفرق مسیر در میدهند. ادامه تفرق مسیر در را خود حرکت اتفاق این و دارد وجود دیگر ذرات با شده متفرق پرتوهای برخورد یک وسیله به شده متفرق پرتوهای برخورد به میپیوندد. وقوع به از استفاده ویژگی میشود. گفته چندگانه اثر دیگر ذرات با ذره کاهش که است چندگانه تفرق اثر کاهش بازگشتی تفرق روش تفرق روش از بهرهگیری با اول دارد: همراه به را مزیت دو اثر این مییابد. کاهش چندگانه اثر از ناشی خطاهای بروز میزان بازگشتی باالتر غلظتهای با نمونههایی از چندگانه اثر کاهش با دوم
تخصصی فصلنامه ایران آزمایشگاهی دانش مقاالت 19 8 پیاپی شماره 1393 زمستان 4 شماره دوم سال آورد. بهعمل را ذرات اندازه توزیع آزمون میتوان نظیر آالیندههایی مختلف طرق به آزمون انجام هنگام در 3. آزمایشی نمونه وارد واقع در و پخشکننده محلول وارد غبار و گرد ذراتی اندازه از بزرگتر خیلی معموال آالیندهها اندازه میشوند. نور پرتوهای جهت اغلب میگیرند. قرار آزمایش مورد که هستند بنابراین است. جلو سمت به بزرگ خیلی ذرات از شده متفرق آالیندههایی اثر نمونهها بازگشتی تفرق پرتوهای اندازهگیری با کاهش زیادی حد تا بزرگ آالیندههای کل در و غبار و گرد نظیر مییابد. لنز جابجایی قابلیت آن کار که است لنز DLS دستگاه جانبی اجزای از یکی محدوده یک در نور منبع از شده تابیده پرتوهای کردن متمرکز نمونه ویژگیهای به توجه با است. آزمون انجام بهمنظور نمونه از کند. تغییر میتواند نمونه در بررسی مورد محدوده آزمایش مورد آزمون انجام برای آزمایش مورد نمونه از محدودهای انتخاب انجام کیووت با لنز بین موجود فاصله در جابجایی بهوسیله در را لنزها این عملکرد چگونگی از نمایی )9( شکل میگیرد. دیده نیز شکل در که همانطور میدهد. نشان DLS دستگاه اب نمونههایی در همچنین و بزرگ ذرات با نمونههایی در میشود محدوده کیووت با خود فاصله افزایش با متحرک لنز باال غلظت حاصل نتیجه تا میدهد قرار پرتوها تابش مورد را کیووت ابتدایی با نمونههایی در باشد. اشتباه و خطا کمترین دارای آزمون از متحرک لنز کم غلظت با نمونههای در همچنین و کوچک ذرات مورد که را نمونه از محدودهای کیووت با خود فاصله کاهش با مورد منطقه افزایش میدهد. افزایش میگیرد قرار پرتو تابش محدوده یک در آزمون انجام واقع در و نور منبع وسیله به تابش بهدست نتیجه که میآورد فراهم را امکان این نمونه از وسیعتر این به مسئله این و شود حاصل بیشتری ذرات تعداد از آمده نزدیکتر ذرات اندازه توزیع میانگین به جواب که است معنی است. متحرک لنز از نمایی 9: شکل نتیجهگیری اندازه تعیین پویا نور تفرق روش در که آنجائی از 1. ذرات اندازه میشود انجام پخشکننده محلول درون ذرات وجود مسئله این بروز علت است. آنها واقعی اندازه از بزرگتر است. کرده احاطه را ذره که است الکتریکی دوگانه الیه ذره اندازهگیری روشهای از بسیاری مشابه روش این 2. نظر در کروی میگیرد. نظر در کروی بهصورت را ذرات شکل اعالم نتیجه در اشتباه درصدی ایجاد سبب ذرات گرفتن شکل اگر مثال بهعنوان میشود. دستگاه وسیله به شده قطر بهعنوان میله طول واقع در باشد میلهای بهصورت ذرات کوچک تغییرات بنابراین میشود. گرفته نظر در کره یک ذرات اندازه روی مستقیم بهطور میتواند میله طول در تأثیری میله قطر در تغییرات حالیکه در باشد تأثیرگذار داشت. نخواهد شده اندازه گیری ذرات اندازه روی نقش میتواند ذرات اندازه روی ذره سطح ساختار 3. سطوح روی شده ایجاد الکتریکی دوگانه الیه باشد. داشته الیه از بزرگتر پلیمری سطح یک مانند مسطح و صاف ناهموار سطح یک روی آمده بهوجود الکتریکی دوگانه است. توزیع آزمون انجام برای نیاز مورد عوامل از برخی 4. ضریب پخشکننده محلول ویسکوزیته نظیر ذرات اندازه و پخشکننده محلول 23 شکست ضریب ذره نور 22 جذب متصل رایانه در دستی بهصورت غیره و ذره شکست ضریب آزمایشگاهی دستگاههای وجود لذا میشود. وارد دستگاه به نتیجه دقت بردن باال برای 25 رفراکتومتر و 24 ویسکومتر باشد. مفید میتواند آزمون با پخشکننده محلول درون ذرات براونی حرکت 5. استوک معادله به رابطه این که دارد رابطه آنها اندازه نیز دیگری عوامل ذره اندازه از غیر به است. معروف انیشتین ذره براونی حرکت روی نیز سوسپانسیون غلظت و دما نظیر با ذرات اندازه توزیع آزمون انجام هنگام در پس تأثیرگذارند. نیز غلظت عامل و بوده ثابت باید دما عامل زتاسایزر دستگاه در غلظت بینالمللی استاندارد باشد. استاندارد با مطابق باید است ISO13321 part 8 1996 ذره اندازه توزیع آزمون میزان است. طعام نمک میلیمول 10 غلظت این میزان که میآید بهوجود غلظت این در که الکتریکی دوگانه الیه است. انتظار قابل که است اندازهای همان ذرات اندازه توزیع ارائه به قادر آزمون روش این چون 6. که داروسازی و سرامیک مثل بسیاری صنایع در است شدهاست. رایج دارد فراوانی اهمیت ذره اندازه میانگین سوسپانسیون حالت به تولیدی محصوالت از برخی 7. حالت در آنها ذرات اندازه دلیل همین به هستند برای زتاسایزر دستگاه است. اهمیت حایز سوسپانسیون است. مناسب بسیار نمونهها از دسته این روی آزمون انجام انجام نگارنده نظر به شده داده توضیحات به توجه با 8. عبوری الکترونی میکروسکوپ مانند دیگری روش با آزمون آزمون از و شود انجام است حداقل آن در خطا احتمال که بهعنوان که است بهتر زتاسایزر دستگاه با ذرات اندازه توزیع نمود. استفاده آزمونها سایر مکمل پویا نور تفرق دستگاه از استفاده با نانو ابعاد در ذرات اندازه توزیع تعیین
دانش آزمایشگاهی ایران فصلنامه تخصصی سال دوم شماره 4 زمستان 1393 شماره پیاپی 8.14 Detector 1. کارشناس ارشد فناورینانو آزمایشگاه فناورینانوکفا.15 speckle pattern 2. کارشناس ارشد مهندسی مواد آزمایشگاه فناورینانوکفا 3. Dynamic light scattering(dls) 16. Correlator 4. Photon Correlation Spectroscopy 17. Correlation Function 5. Brownian Motion 18. Mie 6. Dispersant 19. Attenuator 7.Translational Diffusion Coefficient 20. Cuvette 8. Stokes-Einstein 21. Back-Scatter 9. Boltzmann s Constant 22. Absorption 10. Viscosity 23. Refractive Index 11. Hydrodynamic Diameter 24. Viscometer 12. Electrical double layer 25. Refractometer 13. Cell [1] Zetasizer Nano User Manual MAN0317 Issue 4.0 May 2008 [2] www.malvern.com [3] www.wikipedia.com [4] Dynamic Light Scattering: An Introduction in 30 Minutes, DLS technical note, MRK656-01 مقاالت 20 تعیین توزیع اندازه ذرات در ابعاد نانو با استفاده از دستگاه تفرق نور پویا پی نوشت مراجع