納米粒度儀是用于測量納米尺度顆粒粒徑分布及zeta電位的精密儀器，在材料科學(xué)、生物醫(yī)藥、精細(xì)化工及環(huán)境分析等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。其測量對象通常為粒徑在納米范圍的顆粒體系，包括膠體、乳液、納米粉體及生物大分子聚集體，能夠提供粒徑統(tǒng)計信息與顆粒表面電荷特性，為配方優(yōu)化、工藝控制與性能評估提供數(shù)據(jù)支撐。
1、納米粒度儀的核心原理主要基于動態(tài)光散射與激光多普勒電泳。動態(tài)光散射通過向樣品發(fā)射單色激光，顆粒在溶劑中做布朗運動，散射光產(chǎn)生隨機相位變化，分析其強度隨時間波動的相關(guān)性函數(shù)，可推算出顆粒的擴散系數(shù)，再依據(jù)斯托克斯—愛因斯坦關(guān)系換算為流體力學(xué)直徑及粒徑分布。激光多普勒電泳則用于測量顆粒在電場作用下的遷移速度，結(jié)合亨利方程計算zeta電位，反映顆粒表面的電荷狀態(tài)與分散穩(wěn)定性。部分儀器還可集成靜態(tài)光散射或多角度測量，以獲取更全面的粒徑與形貌信息。
2、儀器結(jié)構(gòu)由激光光源、樣品池、光學(xué)檢測單元、溫控系統(tǒng)及信號處理與分析軟件組成。激光光源提供穩(wěn)定單色光束，樣品池需具備優(yōu)良的光學(xué)透明度與化學(xué)兼容性，并設(shè)計防止顆粒沉降的攪拌或循環(huán)裝置。光學(xué)檢測單元包含光電倍增管或雪崩光電二極管，用于接收散射光信號并轉(zhuǎn)換為電信號。溫控系統(tǒng)保證測量在恒定溫度下進行，減少溫度波動對擴散系數(shù)與粒徑換算的影響。信號處理模塊對原始光強波動數(shù)據(jù)進行相關(guān)運算與反演，軟件提供粒徑分布曲線、平均粒徑、多分散指數(shù)及zeta電位數(shù)值，并支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出與統(tǒng)計報告生成。
3、測量過程需嚴(yán)格控制樣品狀態(tài)與儀器條件。樣品應(yīng)均勻分散，避免團聚或沉淀，必要時采用超聲或適度攪拌處理，但需防止破壞顆粒原有結(jié)構(gòu)。溶液折射率與黏度等光學(xué)參數(shù)應(yīng)準(zhǔn)確輸入軟件，以確保換算結(jié)果的可靠性。測量前需用與樣品溶劑匹配的基準(zhǔn)液進行光路校準(zhǔn)與背景扣除。每個樣品至少重復(fù)測量數(shù)次，檢查結(jié)果的重復(fù)性與穩(wěn)定性，對多分散體系應(yīng)關(guān)注分布寬度與峰值位置的變化。
4、儀器維護重點在于光學(xué)系統(tǒng)與樣品池的清潔。激光透鏡與檢測窗口需定期用無塵布與適當(dāng)溶劑擦拭，防止灰塵或殘留物引起光強衰減與信號噪聲。樣品池使用后應(yīng)立即清洗，避免不同樣品間交叉污染。溫控與攪拌部件應(yīng)定期檢查運行狀態(tài)，確保溫度恒定與顆粒均勻懸浮。光學(xué)檢測器與電子元件應(yīng)避免強震與潮濕環(huán)境，延長使用壽命。
納米粒度儀通過動態(tài)光散射與電泳原理，實現(xiàn)對納米顆粒粒徑與表面電荷特性的精確測量，結(jié)構(gòu)精密、操作可控，在多學(xué)科領(lǐng)域中為納米材料與分散體系的研發(fā)與質(zhì)控提供關(guān)鍵技術(shù)支持。
