Partikel streuen Licht. Das ist eine grundlegende Tatsache, die wir alle jeden Tag erfahren: Der Himmel ist blau. Dies wird durch eine st?rkere Streuung des blauen und roten Lichts durch atmosph?rische Partikel verursacht. Die Oberfl?chenbeschaffenheit, ob gl?nzend oder matt, wird durch die Partikel in der Oberfl?che hervorgerufen.?

Der Streuungswinkel, die Frequenz des gestreuten Lichtes und die Intensit?t dieser Lichtstreuung k?nnen zur Bestimmung der Gr??e, der Ladung und des Molekulargewichts von Materialien gemessen werden. Dies ist die Grundlage vieler unserer Technologien.

Bei der Laserbeugung und der R?ntgenbeugung (Kleinwinkelr?ntgenstreuung (SAX), Gro?winkelr?ntgenstreuung (WAX)) machen wir uns das Prinzip zunutze, dass Partikel unterschiedlicher Gr??en eine einzigartige Lichtstreuungsunterschrift besitzen. Die genaue Messung der Lichtstreuung über einen breiten Bereich von Winkeln mit hoher Empfindlichkeit und extremer Schnelligkeit gibt somit Aufschluss über die Partikel-/Tr?pfchengr??e von Pulvern, Emulsionen, Sprays und Suspensionen. Da die Partikel jedoch wesentlich in den Nanometerbereich vordringen, kommt es zu einem starken Abfall der Streuung des Lichts durch die Partikel. Ein 10-nm-Partikel streut 1 Million mal weniger als ein 100-nm-Partikel, also gibt es einen Punkt, an dem selbst bei Reduktion der Wellenl?nge der Lichtquelle (wodurch sich die Streuung erh?ht) die Lichtstreuung am besten mit anderen Methoden analysiert werden sollte. Es gibt mehrere Theorien, mit denen die Lichtstreuung aus einer Partikelgr??enverteilung bestimmt werden kann (Mie-Streuungstheorie, Fraunhofer-Streuungstheorie, Rayleigh-Streuungstheorie), und ein Inversionsalgorithmus kann die Streuung in eine Gr??enverteilung umwandeln.

Wir k?nnen das Nanomaterial rechtwinklig zum Laser betrachten und verfolgen, wie die Partikel diffundieren (kleine Partikel bewegen sich schneller als gro?e Partikel) und daraus den translatorischen Diffusionskoeffizienten und damit die Gr??e bestimmen (dies wird als Nanopartikel-Tracking-Analyse (NTA) bezeichnet) oder beobachten, wie sich das Streulicht im Laufe der Zeit ver?ndert, wenn Partikel es passieren. Wenn es sich schnell ver?ndert, kann festgestellt werden, dass feine Partikel vorhanden sind, bei langsamer Ver?nderung sind es gr??ere Partikel. Dies bildet die Grundlage für die Photonenkorrelationsspektroskopie/dynamische Lichtstreuung.

Bei der elektrophoretischen Lichtstreuung wird ein elektrisches Feld durch eine Flüssigkeit geleitet, wodurch die Partikel in Bewegung gesetzt werden. Je gr??er die Ladung der Partikel, desto schneller bewegen sie sich. Wir leiten einen Laser durch die Partikel und kombinieren dann das gestreute Licht mit einem anderen Teil desselben Lasers, der nicht gestreut wurde. Das resultierende Interferenzmuster erm?glicht eine extrem genaue Bestimmung der Geschwindigkeit der zu messenden Partikel.

Wenn wir die Lichtstreuung als Funktion der Konzentration (von Polymeren oder Biopolymeren) von verschiedenen Winkeln aus messen, erhalten wir Daten, die es uns erm?glichen, das Molekulargewicht des betreffenden Materials zu bestimmen und Informationen über seine Struktur zu erhalten.

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