Phƣơng pháp đo tán xạ ánh sáng động học (Dynamic Light Scatterin g-

Một phần của tài liệu Nghiên cứu chế tạo hạt nano cấu trúc lõi vỏ nhằm ứng dụng trong y - sinh (Trang 36)

DLS)

Kích thƣớc hạt và phân bố kích thƣớc hạt là những thông số quan trọng trong việc kiểm tra độ ổn định của hạt nano. Phƣơng pháp DLS là phƣơng pháp hữu hiệu để đo độ phân bố kích thƣớc hạt. Phƣơng pháp này có thể đo đƣợc kích thƣớc của các hạt siêu nhỏ, thậm chí nhỏ hơn 1nm. Các hạt cầu ở trong môi trƣờng lỏng nhƣ: nƣớc, ethanol… chuyển động hỗn độn và va chạm với nhau theo chuyển động Brown. Khi chiếu chùm ánh sáng đơn sắc nhƣ laser vào dung dịch các hạt dạng cầu đang chuyển động Brown sẽ gây ra dịch chuyển Doppler khi ánh sáng chạm tới hạt, làm thay đổi bƣớc sóng của ánh sáng tới. Sự thay đổi này có liên quan tới kích thƣớc hạt. Chúng ta có thể tính toán đƣợc sự phân bố kích thƣớc hạt bằng cách đƣa ra mô tả chuyển động của các hạt này trong môi trƣờng, đo đƣợc hệ số khuếch tán của các hạt bằng cách sử dụng hàm tƣơng quan. Từ kết quả đo sự khuếch tán này có thể biến đổi thành sự phân bố kích thƣớc hạt bằng cách sử dụng công thức Stokes-Einstein: D = kT/6πηRh (2.5) Trong đó: D là hệ số khuếch tán T là nhiệt độ Rh là bán kính thủy động K là hằng số Boltzmann

η là độ nhớt của môi trƣờng phân tán

Theo nhƣ công thức trên có thể thấy bán kính thủy động Rh là bán kính thể hiện thuộc tính khuếch tán của hạt và có thể tính toán đƣợc từ công thức Stokes-Einstein. Thông thƣờng các phân tử lớn trong dung dịch không phải ở dạng cầu, thƣờng chuyển động và tƣơng tác với nhau. Bán kính thủy động Rh của chúng bao gồm bán kính hạt lõi và bán kính bề mặt có thể đƣợc bao phủ bởi các polymer, các điện tích, hoạt động bề mặt (giống nhƣ sợi tóc)... Do đó bán kính thủy động sẽ lớn hơn so với bán kính đo TEM.

Bán kính thủy động học (hydrodynamic radii) là bán kính đƣợc tính từ công thức Stockes-Einstein với giả thiết là một hạt rắn hình cầu có vận tốc khuếch tán bằng vận tốc khuếch tán của hạt nghiên cứu. Do đó, bán kính thủy động học thƣờng lớn hơn bán kính thực của hạt do bán kính thủy động học tính cả kích thƣớc các nhóm chức năng hoặc lớp bao có trên bề mặt hạt.

Phân bố kích thước theo số hạt (Size distribution by Number): đồ thị biểu diễn số hạt theo kích thƣớc, có đỉnh cao nhất là thể hiện số hạt có cùng kích thƣớc nhiều nhất.

Độ đơn phân tán (Polydispertion Index): Một thông số quan trọng của các hạt nano dạng huyền phù (colloidal) là độ đơn phân tán đƣợc phản ánh qua giá trị PdI (Polydispertion Index) trong phép đo DLS. Các hạt có chỉ số PdI ≤ 0,2 đƣợc coi là các hạt có độ đơn phân tán tốt, không có hiện tƣợng kết đám ( dƣới 20% các hạt bị không đơn phân tán). Các hạt có chỉ số PdI > 0,2 đƣợc coi là bắt đầu có hiện tƣợng tụ đám.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu chế tạo hạt nano cấu trúc lõi vỏ nhằm ứng dụng trong y - sinh (Trang 36)