Nano Boyutta Parçacık Ölçümü

Nano Boyutta Parçacık Ölçümü

Parçacık Boyutu Ölçümü Akışkan bir sıvı içerisinde yüzen veya asılı kala parçacıklar, içinde bulunduğu çözücü moleküllerin bombardımanı ile rastgele hareketi sonucu brown hareketi yaparlar. Dynamic Light Scattering (DLS) tekniği kullanılarak brown hareketinin hızı ölçülür ve parçacık boyutu ile ilişkilendirilir.

Brown hareketinin ölçülebilmesi için akışkanın viskozitesi ve sıcaklığının bilinmesi gerekir. Numune sıcaklığı ile analiz sıcaklığının aynı olması gerekmektedir. Aksi takdirde örnek içinde oluşacak konveksiyon akımı taneciklerin düzensiz olmayan hareketine yol açar. Buda boyut algısını bozar. Partikül boyutu büyüdükçe Brown hareketi yavaşlarken, sıcaklık yükseldikçe Brown hareketi hızlanır. Brown hareketin hızı “difüzyon katsayısı” ile tanımlanır.

DLS ile ölçülen çap değeri bir partikülün bir sıvı içerisinde nasıl hareket ettiğini gösterir. Buna hidrodinamik çap denir. Bu değer, Stokes-Einstein denklemi kullanılarak elde edilir. Elde edilen çap değeri partikülle aynı difüzyon katsayısına sahip kürenin çapıdır. Bu difüzyon katsayısı sadece partikülün esas boyutuna bağlı değildir, aynı zamanda ortamdaki iyonların tipine ve konsantrasyonuna da bağlıdır. Zetapotansiyel ve Mobilite ölçümü Zeta potansiyel, taneler arasındaki itme veya çekme değeri ölçümüdür. Zeta potansiyel ölçümü dağılma mekanizmaları ile ilgili ayrıntılı bilgi verir ve elektrostatik dağılma kontrolünün anahtarıdır.

Belli bir yükteki tane, süspansiyon içerisindeki karşı yükteki iyonları çeker, sonuç olarak, yüklü tanenin yüzeyinde güçlü bir bağ yüzeyi oluşur ve daha sonra da yüklü tanenin yüzeyinden dışa doğru yayılmış bir yüzey oluşur. Yayılmış bu yüzey içersinde kayma yüzeyi diye adlandırılan bir sınır bulunur. Yüklü tane ve onun etrafında bulunan iyonların kayma yüzey sınırına kadar olan kısım tek bir parça olarak hareket eder. Bu kayma yüzeyindeki potansiyel zeta potansiyeli olarak isimlendirilir ve hem tanenin yüzey yapısından hem de içinde bulunduğu sıvının içeriğinden etkilenir. Tanelerin polar sıvılar içerisindeki davranışlarını yüzeylerindeki elektrik yükü değil, zeta potansiyel değerleri belirler.

Uygulama Alanı

• Polimer ve proteinler (küme ölçümleri)

• Nanoparçacıklar • Emülsiyon kararlılığı (Tane boyutu büyüklüğü ve Zeta potansiyel)

• Pigmentler (Pigment rengi ve tonu tane boyutu büyüklüğüne bağlıdır)

• Atık su arıtımı (Atık suyun içindeki tanelerin topaklandırılma koşulları)

• Seramik prosesleri ( Seramik süspansiyonlarının dağılma kalitesi)

• Sıvı mürekkep ve tonerler