ما هي الطريقة المستخدمة لتحديد حجم الجسيمات؟ طابق عينتك بالتقنية الصحيحة

لا توجد طريقة واحدة عالمية لتحديد حجم الجسيمات. يتم اختيار التقنية المستخدمة بناءً على المادة نفسها، ونطاق الحجم المتوقع للجسيمات، وما إذا كانت في حالة جافة أو سائلة. تشمل الطرق الأكثر شيوعًا تحليل الغربال التقليدي، وتشتت الضوء الساكن (المعروف أيضًا باسم حيود الليزر)، وتشتت الضوء الديناميكي (DLS)، وتحليل الصور المباشر.

المبدأ الأساسي لتحليل حجم الجسيمات ليس العثور على طريقة "أفضل" واحدة، بل مطابقة التقنية التحليلية الصحيحة للخصائص المحددة لعينتك. نطاق حجم الجسيمات هو العامل الأكثر أهمية في اتخاذ هذا الاختيار.

الطرق الأساسية لتحديد حجم الجسيمات

تعمل كل طريقة على مبدأ فيزيائي مختلف، وبالتالي فهي مناسبة لنوع مختلف من العينات ونطاق الحجم. فهم هذه الاختلافات هو المفتاح للحصول على بيانات دقيقة وذات صلة.

تحليل الغربال: المعيار التقليدي

تحليل الغربال هو تقنية مباشرة وشائعة الاستخدام للمواد الجافة سهلة التدفق. تتضمن تمرير عينة عبر مجموعة من الغرابيل الشبكية السلكية ذات الفتحات الأصغر تدريجياً.

يتم فصل المادة إلى كسور حجم مختلفة بناءً على الغربال الذي يتم الاحتفاظ بها عليه. ثم يتم قياس وزن كل كسر لتحديد توزيع حجم الجسيمات.

تشتت الضوء الساكن (SLS / حيود الليزر): أداة العمل متعددة الاستخدامات

هذه إحدى الطرق الحديثة الأكثر شيوعًا، خاصة للجسيمات في نطاق الميكرومتر. يتم تمرير شعاع ليزر عبر عينة من الجسيمات التي تم تشتيتها في تيار سائل أو غاز.

تشتت الجسيمات الضوء بزوايا مختلفة اعتمادًا على حجمها—الجسيمات الأكبر تشتت الضوء بزوايا أصغر، بينما الجسيمات الأصغر تشتت الضوء بزوايا أوسع. يقيس الكاشف هذا النمط، وتحسب خوارزمية الكمبيوتر توزيع حجم الجسيمات الذي أنشأه.

تشتت الضوء الديناميكي (DLS): للقياسات النانوية

DLS هي الطريقة المفضلة لقياس الجسيمات الصغيرة جدًا، عادةً أقل من ميكرون واحد (1 ميكرومتر)، المعلقة في سائل. لا تقيس هذه التقنية الجسيمات مباشرة.

بدلاً من ذلك، تقيس الحركة البراونية العشوائية للجسيمات في السائل. تتحرك الجسيمات الأصغر بسرعة أكبر وبشكل غير منتظم، بينما تتحرك الجسيمات الأكبر ببطء أكبر. من خلال تحليل التقلبات في شدة الضوء المتشتت الناتجة عن هذه الحركة، تحسب أداة DLS حجم الجسيمات.

تحليل الصور المباشر: عندما يكون الشكل مهمًا

هذه الطريقة هي بالضبط ما تبدو عليه: التقاط صور مجهرية للجسيمات واستخدام البرامج لقياس أبعادها. يمكن أن تكون ثابتة (جسيمات على شريحة) أو ديناميكية (جسيمات تتدفق أمام الكاميرا).

الميزة الفريدة لتحليل الصور هي قدرته على قياس ليس فقط الحجم ولكن أيضًا معلمات الشكل مثل نسبة العرض إلى الارتفاع، والالتفافية، وخشونة السطح. وهذا يجعله لا يقدر بثمن عندما يكون شكل الجسيم بنفس أهمية حجمه.

فهم المفاضلات

يتطلب اختيار طريقة ما الاعتراف بالمفاضلات المتأصلة بينها. قد لا تتفق النتائج من طريقتين مختلفتين على نفس العينة تمامًا، لأنها تقيس خصائص مختلفة جوهريًا.

معضلة نطاق الحجم

لا يمكن لأي أداة واحدة تغطية الطيف الكامل لأحجام الجسيمات.

• تحليل الغربال يتفوق مع الجسيمات الأكبر، عادةً من 45 ميكرون وما فوق إلى عدة ملليمترات. وهو غير مناسب للمساحيق الدقيقة جدًا.
• حيود الليزر (SLS) يغطي النطاق الأوسط الواسع، غالبًا من حوالي 0.1 ميكرون حتى 3000 ميكرون (3 مم).
• تشتت الضوء الديناميكي (DLS) مخصص خصيصًا لعالم ما دون الميكرون، ويتفوق مع الجسيمات النانوية والغرويات من بضعة نانومترات حتى حوالي 1 ميكرون.

القياس الجاف مقابل الرطب

حالة عينتك هي اعتبار حاسم. يتم إجراء تحليل الغربال دائمًا تقريبًا على المسحوق الجاف.

تتطلب تقنيات تشتت الضوء أن تكون الجسيمات مشتتة بشكل موحد في وسط سائل. قد يكون هذا تحديًا إذا تكتلت الجسيمات معًا (تجمعت) أو ذابت في السائل المختار. الهدف هو قياس الجسيمات الأولية، وليس تكتلات منها.

ما هو "الحجم" الذي تقيسه؟

تحدد الطرق المختلفة "الحجم" بشكل مختلف. يقيس تحليل الغربال البعد المادي الذي يسمح للجسيم بالمرور عبر فتحة شبكية.

على النقيض من ذلك، تحسب طرق تشتت الضوء "قطرًا كرويًا مكافئًا." هذا هو قطر كرة مثالية تشتت الضوء بنفس طريقة جسيمك الفعلي. بالنسبة لجسيم غير منتظم الشكل، قد لا تتطابق هذه القيمة مع أبعاده المادية المقاسة بالفرجار.

اختيار الطريقة الصحيحة لهدفك

استند في قرارك إلى الواقع المادي لعينتك والبيانات التي تحتاج إلى جمعها.

• إذا كان تركيزك الأساسي على الحبيبات الجافة أو المساحيق الخشنة (> 45 ميكرومتر): تحليل الغربال هو الطريقة الأكثر مباشرة وفعالية من حيث التكلفة وموثوقية.
• إذا كان تركيزك الأساسي على المساحيق الدقيقة أو المستحلبات أو المعلقات في نطاق الميكرون: يوفر تشتت الضوء الساكن (حيود الليزر) أفضل توازن بين السرعة والدقة ونطاق القياس الواسع.
• إذا كان تركيزك الأساسي على قياس الجسيمات النانوية أو الغرويات في سائل (< 1 ميكرومتر): تشتت الضوء الديناميكي (DLS) هو الأداة المتخصصة والمناسبة للقياسات دون الميكرون.
• إذا كان تركيزك الأساسي على فهم شكل الجسيمات ومورفولوجيتها: تحليل الصور المباشر هو الطريقة الوحيدة التي توفر هذه البيانات الهامة جنبًا إلى جنب مع توزيع الحجم.

في النهاية، فهم خصائص عينتك هو الخطوة الأولى والأكثر أهمية في الحصول على قياس ذي معنى لحجم الجسيمات.

جدول الملخص:

الطريقة	الأفضل لـ (نطاق الحجم)	حالة العينة	المبدأ الأساسي
تحليل الغربال	المساحيق الخشنة (> 45 ميكرومتر)	جاف	الفصل الفيزيائي حسب حجم الشبكة
تشتت الضوء الساكن (حيود الليزر)	المساحيق الدقيقة، المستحلبات (0.1 ميكرومتر - 3 مم)	رطب أو جاف	زاوية تشتت الضوء
تشتت الضوء الديناميكي (DLS)	الجسيمات النانوية، الغرويات (< 1 ميكرومتر)	معلق سائل	سرعة الحركة البراونية
تحليل الصور المباشر	أي حجم (بالمجهر)	رطب أو جاف	القياس المباشر من الصور

هل تواجه صعوبة في اختيار طريقة تحديد حجم الجسيمات المناسبة لعينتك الفريدة؟ في KINTEK، نحن متخصصون في المعدات والمواد الاستهلاكية المخبرية لجميع احتياجات تحليل الجسيمات الخاصة بك. يمكن لخبرائنا مساعدتك في اختيار الأداة المثالية—من هزازات الغربال للمواد الخشنة إلى أنظمة حيود الليزر المتقدمة وأنظمة DLS للمساحيق الدقيقة والجسيمات النانوية. تأكد من الحصول على نتائج دقيقة وموثوقة تدفع بحثك إلى الأمام. اتصل بفريقنا اليوم للحصول على استشارة شخصية واكتشف فرق KINTEK في الدقة والدعم.