中国粉体网讯  随着社会生产力的发展，纳米颗粒广泛应用于涂层、电子、冶金、信息技术、生物医学、航天及环境保护等领域。纳米颗粒广泛应用的关键在于颗粒的尺度效应，因此对粒径及形貌的准确测量，是纳米颗粒应用的前提。

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1 为什么要测纳米颗粒粒度？

大部分固体材料均是由各种形状不同的颗粒构造而成，因此，细微颗粒材料的形状和大小对材料结构和性能具有重要的影响。如水泥的水化反应、涂料的附着力、电池材料的充放电、药物被人体吸收的程度、过滤器的过滤效率、磁性材料的磁导率和矫顽力、杀虫剂效力、大气和环境污染等，无不与颗粒大小有关。

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当材料的粒度大小达到纳米尺度时，将具有传统微米级尺度材料所不具备的小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应等诸多特性。因此，对纳米材料的颗粒大小、形状进行表征和控制，具有重要的意义。一般固体材料颗粒大小可以用颗粒粒度概念来描述，但由于颗粒形状的复杂性，一般很难直接用一个尺度来描述一个颗粒大小，因此，在粒度大小的描述过程中广泛采用等效粒度的概念。

2 纳米颗粒的测量方法分析

现有测量方法中，扫描电子显微镜法是公认最直观、准确的方法，常作为其他测量方法的检验与标定。然而，扫描电镜法具有统计效率低、制样复杂、要求样品导电性等局限性，无法对颗粒进行原位观测，影响测量结果的准确性。

动态光散射（DLS）法，是一种实时、快速、无损的统计学颗粒粒径测量方法，相对于电镜法可以对样品进行原位观测，被广泛关注。

3 动态光散射法测量原理

测量原理：分散在液体中的纳米颗粒的布朗运动使得散射光随时间而波动，对散射光信号做自相关运算得到光强自相关函数，通过计算相关函数的衰减时间，得到平移扩散系数，进而计算出颗粒的粒径。下图是动态光散射颗粒测量原理图。

动态光散射颗粒测量原理图

不同的仪器，由于测量原理不同，因此测量结果也不同。动态光散射法测量的是颗粒的流体力学直径，是指与被测颗粒具有相同扩散系数的球体的直径，因此不能简单地与其他方法的测量结果对比。

4 网络直播预告

纳米颗粒粒径准确测量对于纳米材料的发展与应用是十分重要的。2021年10月27日，中国粉体网旗下粉体公开课平台邀请到山东理工大学的刘伟教授作《动态光散射纳米颗粒粒度测量方法及应用》报告。报告会详细介绍动态光散射法纳米颗粒粒度测量原理，并讲述动态光散射法纳米颗粒粒度测量操作指南、样品制备、仪器验证、数据质量和解释等内容。

5 专家介绍

刘伟，山东理工大学教授、博士生导师，省级优秀研究生导师，全国颗粒表征与分检及筛网标准化技术委员会委员，全国微细气泡技术标准化技术委员会委员。研究领域包括颗粒粒度的测量理论与方法、微弱信号检测与处理等，目前主要致力于研制纳米粒度电位仪、动态图像粒度粒形测量仪以及在线激光粒度仪等。曾先后主持国家重大科学仪器设备开发重点专项子课题1项、国家科技支撑计划项目1项、山东省重点研发计划项目1项、山东省自然科学基金2项，首位获得山东省教学成果二等奖1项，中国颗粒学会科技进步二等奖1项，在国内外学术期刊上发表研究论文50余篇，被SCI/EI检索近20篇，授权发明专利10余项。牵头制定国家标准“Zeta电位测量操作指导原则”1项。

参考来源：

【1】孙淼，等.多角度动态光散射法的纳米颗粒精确测量.计量学报.2020.

【2】微纳颗粒官方网站

【3】徐亚南.动态光散射加权反演方法研究.山东理工大学.2020.

【4】汪瑞俊.纳米材料粒度测试方法及标准化.安徽化工.2018.

（中国粉体网编辑整理/星耀）

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