靜態(tài)光散射的原理是利用激光照射在一個(gè)非均勻介質(zhì)中,由于光的波動(dòng)性,使得激光在各個(gè)方向上發(fā)生散射。這種散射光強的時(shí)間平均值與散射體的形狀、大小和分子量有關(guān)。因此,通過(guò)測量不同角度的散射光強度,可以確定散射體的分子量和尺寸。靜態(tài)光散射技術(shù)廣泛應用于高分子科學(xué)、膠體科學(xué)和納米科學(xué)等領(lǐng)域。其優(yōu)點(diǎn)包括范圍廣、速度快、重復性高和可在線(xiàn)測量,但缺點(diǎn)是僅限于稀釋液體中的顆粒測定,且在高密度介質(zhì)中的多次散射會(huì )導致誤差。此外,靜態(tài)光散射的儀器體積大、價(jià)格高、操作復雜且需要頻繁維護。
動(dòng)態(tài)光散射則是一種通過(guò)測量光強隨時(shí)間的變化來(lái)實(shí)現粒度測量的技術(shù),也稱(chēng)作光子相關(guān)光譜或準彈性光散射。它主要用于測量溶液或懸浮液中的粒徑分布,以及高分子濃溶液等復雜流體的行為。動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)可以表征蛋白質(zhì)、高分子、膠束、糖和納米顆粒的尺寸。如果系統是單分散的,顆粒的平均有效直徑可以求出來(lái),這一測量取決于顆粒的心、表面結構、顆粒的濃度和介質(zhì)中的離子種類(lèi)。此外,DLS還可以用于穩定性研究,通過(guò)測量不同時(shí)間的粒徑分布,可以展現顆粒隨時(shí)間聚沉的趨勢。其優(yōu)點(diǎn)是精準、穩定,對尺寸分布范圍窄的顆粒測量分辨率達到較高精度。然而,大顆粒的存在會(huì )嚴重影響尺寸精度,因此不適用于測量多分散樣品。
總的來(lái)說(shuō),靜態(tài)光散射和動(dòng)態(tài)光散射在原理和應用上有所不同,但都需要專(zhuān)門(mén)的數學(xué)算法來(lái)進(jìn)行反演算法的計算用以獲得散射光模式或散射光時(shí)間的分布,以得到粒度分布(PSDs)??梢愿鶕唧w的研究需求和樣品性質(zhì)選擇合適的測試技術(shù)。
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