Talla de Partícula Z-Media Determinada por la Dispersión Luminosa Dinámica

Temas Revestidos

Introducción
¿Qué El Z-Medio Significa?
Comentarios Que Concluyen
Referencias y Notas
Sobre Horiba


El resultado calculado Z-Medio de la talla de partícula es de uso frecuente en la dispersión luminosa dinámica. Esta nota discute el significado del valor Z-Medio para la talla de partícula.

Cuadro 1. Analizador de SZ-100 Nanopartica

Introducción

Los resultados Dinámicos de la dispersión (DLS) luminosa se expresan a menudo en términos de Z-Medio. El Z-Medio se presenta cuando los datos de DLS son analizados por el uso de la técnica de cumulantes (1). Puesto Que el cálculo del Z-Medio es matemáticamente estable, el resultado Z-Medio es insensible al ruido. Y eso le hace un parámetro preferido de la talla de DLS. El propósito de este documento es clarificar el significado de este valor.

¿Qué El Z-Medio Significa?

El Z-Medio se puede expresar como el medio armónico basado intensidad (2, 3) y es mostrado por la ecuación abajo:

Dz = ∑ S/∑i (S/D)ii

Aquí, Si es la intensidad dispersa de la partícula i y el Di es el diámetro de la partícula i. Observe que el resultado está bajo la forma de medio armónico. Puesto Que este medio se calcula de la distribución cargada intensidad, llevando a la declaración que la talla Z-Media es el armónico intensidad-cargó el diámetro de la partícula de la media aritmética. Es fácil entender porqué la mayoría de la gente dice simple “Z-Medio”.

Dispersores de Rayleigh, ~i D. de S.i6 Por Lo Tanto, el Z-Medio se puede aproximar como:

z D/∑ D DEL ≈i6 DE Di5

Hay dos puntas sobre el uso del término “Z-Medio.” El primer es que el uso del término Z-Medio en DLS no corresponde con el uso del término cuando uno está utilizando la dispersión luminosa para analizar los polímeros. El segundo es que uno encuentra de vez en cuando la otra notación, tal como xDLS o dDLS. Sin embargo, “Z-Medio” es el término más común.

En el Cuadro 2 ilustramos el Z-Medio con un cálculo que muestra una distribución dimensional logarítmico normal. Una distribución dimensional diferenciada cargada volumen se muestra en azul. Una discusión de diversos tipos de la distribución se puede encontrar en HORIBA TN154, “Interpretación del Resultado de la Talla de Partícula: Número comparado con Distribuciones de Volumen.” La talla del punto medio de la distribución del ejemplov,50 (d) se indica como 100 nanómetro. De esta distribución, calculamos la intensidad dispersa para cada talla de partícula (4). Esta distribución basada intensidad entonces se traza en verde. Finalmente, el medio armónico de la distribución intensidad-basada se indica en 97 nanómetro. Observe que la talla Z-Media está cercana a, pero no iguala la D.v,50

El Cuadro 2. volumen logarítmico normal de la talla Hipotética cargó la distribución y la intensidad correspondiente cargó la distribución que mostraba el significado del Z-Medio.

¿Cómo el Z-Medio se calcula de datos sin procesar de DLS? El valor Z-Medio de la talla es calculado por los métodos de cumulantes (1). Puesto Que esta técnica confía en los mínimos cuadráticos numéricamente estables que ajustan, es relativamente insensible al ruido experimental.

En análisis de los cumulantes la función de autocorrelación restada línea de fondo, C, se trata como extinción exponencial del formulario siguiente:

C (τ) = Aexp (- 2Γt + µτ22 -…)

Aquí, C es la función de autocorrelación restada línea de fondo y t es tiempo de retraso. Los Valores para A, Γ, y el µ2 se pueden obtener fácilmente por los mínimos cuadráticos ajustados. Uno entonces encuentra el coeficiente de difusión de la media ponderada de la intensidad Dt,avg con la relación Γ = Dt,avg Q.2 Aquí q es el vector el dispersar dado por q = el pecado (4πn/λ) (θ/2). El Índice de refracción del líquido es N. La longitud de onda de la luz laser es λ, y ángulo que dispersa, θ. Finalmente, uno utiliza la relación de Alimentar-Einstein para ir de la tallat de partícula Z-Media de D, D.z

Dz = kT/3πηDBt,avg

donde

  • Dz es el diámetro hidrodinámico (ésta es la meta: talla de partícula!)
  • Dt,avg es el coeficiente de difusión de translación (por DLS)
  • kB es el constante de Boltzmann (sabido)
  • T es la temperatura termodinámica (sabida)
  • el η es la viscosidad dinámica (sabida)

Lamentablemente, la carga del promedio se enrolla algo. Revoque que el constante de extinción es proporcional al coeficiente de difusión. Así Pues, por DLS uno ha determinado el coeficiente de difusión cargado intensidad. El coeficiente de difusión es inverso proporcional a la talla. Por Lo Tanto, la “talla Z-Media” es la talla cargada intensidad del medio armónico.

Comentarios Que Concluyen

A Pesar Del significado enrollado, la talla Z-Media aumenta mientras que la talla de partícula aumenta. Por Lo Tanto proporciona a una dimensión segura de la talla media de una distribución dimensional de partícula. También, se mide fácilmente. Por estas razones, la talla Z-Media se ha convertido en la norma validada para presentar resultados del apresto de partícula por DLS.

El HORIBA SZ-100 también presenta resultados de la medición de la talla como vector de distribución y un gráfico y un diámetro o diámetros medios calculados para las distribuciones multimodales. Los métodos detrás de esos cálculos están fuera del alcance de este trabajo.

Referencias y Notas

  1. Koppel, Análisis de D.E. “de la Polidispersidad Macromolecular en Espectroscopia de la Correlación de la Intensidad: El Método de los Cumulantes” J. Chem. Phys 57 (11), pp 4814-4820, 1972.
  2. Análisis de Talla de Partícula del 22412:2008 de la ISO - Dispersión Luminosa Dinámica
  3. Thomas, J.C. “La determinación de las distribuciones dimensionales logarítmico normal de partícula por la dispersión luminosa dinámica” J. Colloid Interface Sci. 117 (1) pp 187-192 (1987)
  4. Aquí la aproximación de Rayleigh-Debye-Gans se utiliza y una talla de partícula media más grande se elige para ilustrar el régimen donde las aproximaciones en la ecuación 2 no se aplican. Este cálculo está para las partículas en agua, un laser de 532 nanómetro, y un ángulo que dispersa de 90 grados.

Sobre Horiba

HORIBA Científico es las nuevas personas globales creadas para encontrar mejor las necesidades presentes y futuras a los clientes' integrando la experiencia del mercado y los recursos científicos de HORIBA. Las ofrendas Científicas de HORIBA abarcan análisis elemental, fluorescencia, medecina legal, GDS, el ICP, la caracterización de la partícula, Raman, ellipsometry espectral, el azufre-en-aceite, la calidad del agua, y XRF. Las marcas absorbentes Prominentes incluyen Jobin Yvon, Espectros de la Cañada, IBH, SPEX, Instrumentos S.A, AIA, Dilor, Sofie, SLM, y Científico Beta. Combinando las fuerzas de la investigación, del revelado, aplicaciones, ventas, organizaciones de servicio y atención de los investigadores Científicos todos, de las ofertas de HORIBA los mejores productos y de las soluciones mientras que despliega nuestro servicio y atención superior con una red verdaderamente global.

Esta información ha sido originaria, revisada y adaptada de los materiales proporcionados por Horiba.

Para más información sobre esta fuente, visite por favor Horiba.

Date Added: Sep 21, 2012 | Updated: Jan 16, 2014

Last Update: 16. January 2014 08:25

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit