作為粒度儀的專業生產廠商,島津公司新推出了劃時代的單一納米顆粒測定儀器IG-1000,并在美國伊利諾斯州芝加哥市的邁考密展覽中心召開的Pictton 2009(3月8日至3月13日)展會眾多產品中脫穎而出,獲得“撰稿人獎”銅獎。
與以往粒度測定儀器原理不同,IG方法(Induced Grating method)是島津公司開發的無二的納米粒徑測定技術。IG-1000采用介電電泳原理,介電電泳ON時,形成部分的高(低)粒子濃度;介電電泳OFF時, 粒子擴散恢復為原始狀態;由介電電泳力使粒子構成衍射光柵,擴散后的濃度降低導致衍射光強度降低,從衍射光強度的時間變化可以得到粒子的擴散系數,進而得到粒子的粒徑。
IG-1000相關參數如下:
- 光源:半導體激光(波長785nm)
- 測定原理:誘導衍射光柵法
- 測量范圍:0.5~200nm
- 測定體積:250~300uL
- 測定時間:總計30秒
與目前采用散射光的動態光散射儀器(DLS)方法相比較, 優勢明顯。測定范圍到0.5nm,在單一納米顆粒領域可以獲得十分良好的信噪比(S/N),靈敏度也非常高,如圖一。
圖一 C60(OH)n的測定結果 大阪大學 小久保先生提供
即便樣品中含有少量的粗大粒子時對測定也沒有影響,分布廣的樣品可以得到正確的結果,克服了以往DLS產品耐污染性差的缺點。如圖二所示。
圖二 粒徑為50nm的粒子的測定結果,樣品中含有1%的1um的粒子
IG-1000不使用散射光,因此不受物理參數的限制,不要求輸入折射率因子(refractive index)作為測量條件。
列入將來JIS計劃的分布范圍10倍的氧化硅粒子樣品,在IG-1000上能夠給出很好的測定效果,中間粒徑是76nm,與SEM的結果非常一致;而該樣品如果使用DLS測定,中間粒徑測定結果為100~150nm。該結果如圖三所示,已在2008年十月份的日本粉體工學會,與同志社大學的森先生共同發表。
圖三 分布范圍10倍的氧化硅粒子測定結果
IG-1000的方便可靠之處還在于,可利用原始數據(衍射光強度對時間的變化)來進行測定結果的可靠性驗證,如圖四。
圖四 不同尺度粒子的衍射光強度與時間的關系
島津公司粒度測定裝置種類齊全,單一納米粒徑的新產品IG-1000可以與島津其他多種型號的激光粒度儀聯合使用,實現了從納米到微米范圍的可靠測定。