靜態激光光散射技術在材料科學中的應用

來源：美國布魯克海文儀器公司 2025年04月27日 07:30

　　靜態激光光散射（Static Light Scattering,SLS）是一種重要的物理測量技術，廣泛應用于材料科學、化學、生物學等領域。該技術通過測量激光在樣品中散射的光強分布，進而獲取樣品的粒度分布、分子質量、溶液濃度等關鍵信息。本文將詳細介紹靜態激光光散射技術的原理、應用及其優勢。

　　一、它的原理：

　　靜態激光光散射技術基于光散射現象，即當一束光通過介質時，由于介質中粒子（如分子、原子、膠體粒子等）的存在，光會發生散射。散射光的強度、角度分布等信息與粒子的性質密切相關。SLS技術通過測量散射光的強度及其隨角度的變化，可以得到關于粒子大小、形狀、濃度等參數的信息。

　　在該實驗中，通常采用單色激光作為光源，以減小光源色散對實驗結果的影響。激光束經過樣品后，散射光被收集并傳輸到探測器。通過測量不同角度下散射光的強度，可以繪制出散射光強隨角度變化的曲線，即散射光強分布圖。根據散射光強分布圖，可以進一步計算得到樣品的粒度分布、分子質量等參數。

　　二、它的應用：

　　1.粒度分析：

　　靜態激光光散射技術是測量膠體粒子、聚合物等樣品粒度分布的有效手段。通過測量散射光強分布圖，可以計算出樣品的平均粒徑、粒徑分布范圍等參數。這些信息對于理解樣品的物理性質、穩定性以及制備工藝等具有重要意義。

　　2.分子質量測定：

　　它可以用于測定高分子化合物的分子質量。通過測量散射光強與角度的關系，結合理論模型，可以計算出高分子的分子質量。這種方法對于高分子材料的合成、表征以及性能研究等方面具有重要意義。

　　3.溶液濃度測量：

　　該技術還可以用于測量溶液的濃度。當溶液中存在溶質時，溶質分子會對激光產生散射。通過測量散射光強與溶質濃度的關系，可以建立濃度與散射光強之間的定量關系，進而實現溶液濃度的快速準確測量。（想了解更多應用，可參考圖1）

　　圖1：[圖片內容僅供參考，并不應被視為專業建議]

　　三、靜態激光光散射技術的優勢：

　　1.非侵入性：它無需對樣品進行預處理或破壞，即可實現對樣品性質的測量。這種非侵入性特點使得該技術在生物樣品、珍貴材料等領域具有廣泛應用前景。

　　2.高靈敏度：它具有較高的靈敏度，可以測量極低濃度的樣品。這對于研究微量物質在溶液中的行為具有重要意義。

　　3.實時在線監測：它可以實現實時在線監測，對樣品的動態變化進行快速響應。這對于研究復雜體系中的動態過程具有重要意義。（想了解更多優勢，可參考圖2）

圖2：[圖片內容僅供參考，并不應被視為專業建議]

　　四、圖片展示：

　　這幾張實物圖片，展示其外觀和部分細節，以便您更好地了解它。

　　五、結論：

　　靜態激光光散射技術作為一種重要的物理測量技術，在材料科學、化學、生物學等領域具有廣泛應用。通過測量散射光強分布圖，可以獲取樣品的粒度分布、分子質量、溶液濃度等關鍵信息。該技術具有非侵入性、高靈敏度、實時在線監測等優勢，為材料科學等領域的研究提供了有力支持。

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