1. 2 Chuyển động dịch chuyển ngẫu nhiên (Brown)
3.2.3. Quãng đường dịch chuyển trung bình <r (t) >
Quãng đường dịch chuyển trong một khoảng thời gian cũng là một thông số quan trọng cần được quan tâm xem xét. Quãng đường dịch chuyển đó được xác định từ phương trình 3.7
Với 𝑥(𝑡) và 𝑦(𝑡) là các tọa độ xác định vị trí tâm của hạt nano tại thời điểm t. Chúng ta biết rằng một hạt khi chuyển động ngẫu nhiên Brown thì quỹ đạo của nó thay đổi liên tục với các quãng đường dịch chuyển cũng thay đổi liên tục trong cùng một khoảng thời gian Δt=0,3s. Từ các phân tích bằng phần mềm ImageJ/plugin/Mosaic cho phép dễ dàng xác định được tọa độ này nối các điểm (thông qua các ảnh) tương ứng.
Hình 3.7.Hình ảnh quỹ đạo của một
hạt nano vàng trong môi trường hỗn hợp glycerol tương ứng (20%)
Bằng phương pháp theo dõi đơn hạt nano như đã trình bày ở trên, chúng tôi tìm được kết quả của 1 đơn hạt có quãng đường dịch chuyển trung bình theo (3.9) là: 6,46x10 -6 m. Với các hạt có kích thước khác nhau trong cùng một môi trường cũng có sự khác nhau về độ dịch chuyển trung bình (bảng 3.4.a).
Bảng 3.4.a. Quãng đường dịch chuyển trung bình của 5 hạt nano vàng trong môi trường hỗn hợp glycerol tương ứng (20%)
Hạt Quãng đường dịch chuyển trung bình r(t) của 1 hạt (µm)
Quãng đường dịch chuyển trung bình r(t) của 5 hạt (µm) 1 6,46 7,11 2 7,99 3 6,93 4 6,06 5 8,13
Từ kết quả này đối chiếu với các hạt trong các môi trường khác nhau thì độ dịch chuyển của hạt sẽ khác nhau trong môi trường glycerol - nước (xem bảng 3.4.b và hình 3.8). Như vậy quãng đường dịch chuyển trung bình của hạt nano vàng trong môi trường phức hợp sẽ phụ thuộc vào hệ số nhớt của môi trường. Bên cạnh đó yếu tố kích thước hạt, mật độ hạt cũng ảnh hưởng đến quãng đường dịch chuyển trung bình .
Bảng 3.4.b . Quãng đường dịch chuyển trung bình của các hạt nano vàng trong từng môi trường hỗn hợp glycerol
Số thứ tự Dung dịch chứa glycerol (%)
Quãng đường dịch chuyển trung bình r(t) (µm) 1 20 6,13 2 30 4,43 3 40 5,28 4 50 5,02 5 60 5,19 6 70 3,95 7 90 1,49 Hình 3.8. Quãng đường dịch
chuyển trung bình trong các môi trường hỗn hợp glycerol tương ứng (20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70% và 90%).