آنالیز پراکندگی نور پویا (DLS)

آنالیز DLS چیست

روش DLS غالبا برای اندازه گیری توزیع اندازه ذرات درون از مایع استفاده می‌شود. DLS روش سریع و کم هزینه‌تری نسبت به SEM و TEM در اندازه گیری اندازه ذرات است و قابلیت مهم این روش نسبت به دو روش دیگر این است که در روش DLS اندازه ذرات مستقیما درون خود محلول اندازه گیری می‌شود و نیازی به خشک کردن محلول نیست.

روش DLS از پراکندگی نور توسط ذرات برای بررسی توزیع اندازه ذرات استفاده می‌کند. در این روش مطابق شکل یک پرتو لیزر به سوسپانسیون تابانده می‌شود و پراکندگی نور لیزر توسط یک آشکارساز نوری ثبت می‌شود.

آنالیز پراکندگی نور پویا (DLS)

 

پراکندگی نور توسط ذرات جامد باعث ایجاد یک الگو از نقات روش و تاریک روی آشکار ساز می‌شود. این الگوهای روشن و تاریک با حرکت ذرات تغییر می‌کنند و باعث می‌شوند که الگوی ایجاد شده با زمان تغییر کند. نرم افزار دستگاه DLS با بررسی تغییرات این الگو با زمان می‌تواند توزیع اندازه ذرات را مشخص کند.

آنالیز پراکندگی نور پویا

ذرات بزرگ­تر­ سرعت کمتری در محلول نسبت به ذرات کوچک­تر دارند. از این رو تغییرات الگوی پراش در سوسپانسیونی با ذرات بزرگ‌تر کندتر از سوسپانسیونی با ذرات ریزتر تغییر می‌کند.

تفسیر آنالیز DLS

برای این که نرم افزار دستگاه DLS بتواند تحلیل صحیحی داشته باشد نیاز است تا ضریب شکست و ویسکوزیته  فاز مایع مشخص باشد و برای تحلیل به نرم افزار داده شود.

در روش DLS قطر هیدرو دینامیکی ذرات اندازه­گیری می‌شود به همین دلیل همواره اندازه ذراتی که DLS گزارش می­شود بزرگتر از اندازه حقیقی ذره است. در شکل تفاوت این اندازه ها نشان داده شده است. این تفاوت اندازه در میکرو ذرات رقم قابل توجهی نیست ولی این اختلاف برای نانو ذرات رقم قابل توجهی می­تواند باشد. روش­های محاسباتی جدید باعث شده­اند این اختلاف کمتر شود هرچند که هنوز این اختلاف وجود دارد.

آنالیز DLS

دلیل دیگری که موجب بزرگتر شدن اندازه ذرات در آزمون DLS نسبت به اندازه واقعی ذرات می­شود، کلوخه شدن یا آگلومره شدن ذرات است. چسبیدن ذرات به هم باعث می­شود تا دستگاه چند ذره را یک ذره بزرگ تشخیص دهد. آگلومره شدن ذرات باعث ایجاد یک پیک توزیع اندازه پهن و یا تشکیل چند پیک توزیع اندازه می­شود.

 

تحلیل و تفسیر DLS

 

نتایج آنالیز DLS

نتایج DLS معمولا به سه صورت شدت (Intensity)، حجم (Volume) و تعداد (Number) گزارش می­شود. در نمودار شدت، شدت پراکندگی نور توسط ذرات جامد گزارش می­شود. میزان پراکندگی نور تقریبا با توان ۶ اندازه ذرات متناسب است از این رو در نمودار شدت ذرات بزرگتر پیک بسیار بزرگتری نسبت به ذرات کوچک تر دارند. در نمودار حجم، حجم ذرات با اندازه های مختلف گزارش می­شود. در این نمودار نسبت حجمی (و اگر هم چگالی باشند نسبت جرمی) ذرات با اندازه‌های مختلف قابل مقایسه است. باید در نظر داشت که حجم ذرات تقریبا با توان ۳ اندازه آن‌ها متناسب است. نمودار تعداد نشان دهنده توزیع اندازه ذرات است، این نمودار کاربردی ترین و معمول ترین داده مورد استفاده در DLS است.

نتایج آنالیز Dls

نکته مهم در نتایج DLS این است که نرم افزار دستگاه، ذرات را به صورت کره فرض می­کند. اگر ذرات به شکل کره نباشند جواب آزمون DLS دقیق نخواهد بود زیرا نرم افزار دستگاه نزدیک ترین کره را به شکل نانو ذره فرض می­کند و بر اساس آن نتایج را اعلام می­کند. اگر ذرات به صورت میله یا صفحه باشند نتایج DLS دقت چندانی ندارد و ممکن است توزیع اندازه پهن شود و یا چند پیک توزیع اندازه به وجود آید.