Een team van onderzoekers van Brave Analytics GmbH, in samenwerking met een collega van het Gottfried Schatz Research Center en een andere van het Institute of Physics, allemaal in Oostenrijk, heeft een apparaat ontwikkeld dat in staat is om real-time karakterisering van nanodeeltjes uit te voeren. De groep publiceerde hun werk in het tijdschrift Physical Review Applied .

In de afgelopen decennia hebben productingenieurs steeds vaker nanodeeltjes aan producten toegevoegd om ze de gewenste eigenschappen te geven, bijvoorbeeld om verven te verdikken of te kleuren. De soorten nanodeeltjes die worden gebruikt, zijn afhankelijk van veel factoren, zoals hun samenstelling en vorm, die over het algemeen gemakkelijk te bepalen zijn. De grootte van de nanodeeltjes is ook belangrijk om de consistentie te garanderen, maar het is een grotere uitdaging gebleken om uit te zoeken hoe groot ze zijn. Eén benadering, dynamische lichtverstrooiing genaamd, blijkt goed te werken, maar alleen met kleine nanodeeltjes. In deze nieuwe poging hebben de onderzoekers een apparaat gemaakt dat kan worden gebruikt om de grootte van grotere nanodeeltjes te bepalen.

Het nieuwe apparaat is gebaseerd op optofluïdische krachtinductie (OF2i). Het bestaat uit een heldere cilinder en een laserstraal. Tijdens gebruik wordt de cilinder gevuld met water waaraan nanodeeltjes zijn toegevoegd, in dit geval kleine stukjes polystyreen. De laser wordt zo afgevuurd dat het licht in een spiraal door het water kan reizen en een watervortex vormt.

Het laserlicht wordt op twee manieren gebruikt:om de nanodeeltjes door het water te duwen en om hun beweging te volgen. In zo'n opstelling hangt de hoeveelheid versnelling die een bepaald nanodeeltje ervaart af van de grootte ervan. De onderzoekers suggereren dat het vergelijkbaar is met een zeilboot. Twee boten van dezelfde grootte die dezelfde windkracht ervaren, zullen met verschillende snelheden worden voortgeduwd als ze zeilen van verschillende grootte hebben. En omdat de laser een draaikolk vormt, reizen de nanodeeltjes in een spiraal, waardoor botsingen minder waarschijnlijk worden.

Het licht dat wordt verstrooid nadat het van het nanodeeltje is weerkaatst, kan vervolgens worden bekeken met een time-lapse-microscoop, die de paden van de afzonderlijke nanodeeltjes kan onthullen. Analyse van de vorm van dergelijke banen kan worden gebruikt om veranderingen in snelheid als gevolg van de door de laser uitgeoefende kracht te bepalen en zo de grootte van de nanodeeltjes te onthullen. Testen toonden aan dat het apparaat in staat is nanodeeltjes te meten in het bereik van 200 tot 900 nm. + Verder verkennen

Onderzoekers gebruiken silicium nanodeeltjes om samensmelting van gekwantiseerde vortices die voorkomen in supervloeibaar helium te visualiseren

© 2022 Science X Network