science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Mmeten van de inhoud en distributie van nanodeeltjes in materialen

NPL's dual-beam fotoncorrelatie spectroscopiesysteem

Zelfs kleine concentraties nanodeeltjes kunnen een zeer groot effect hebben op de eigenschappen van een materiaal. Koolstof nanobuisjes, bijvoorbeeld, kan de elektrische geleidbaarheid tot een miljoen keer verhogen wanneer aanwezig met slechts 0,5 gew.% (gewichtsprocent). Echter, deze nanodeeltjes moeten gelijkmatig over een materiaal worden verdeeld om dergelijke veranderingen te bewerkstelligen, en het is daarom belangrijk om zowel het deeltjesgehalte als de deeltjesverdeling nauwkeurig te meten.

NPL ontwikkelt drie optische technieken die lichtverstrooiing gebruiken om deze metingen in vaste polymeren te doen:frequentiedomein optische coherentietomografie (FD-OCT), Fraunhofer golffrontcorrelatie (FWC) en oscillerende fotoncorrelatiespectroscopie (Os-PCS). Bill Broughton en Triantafillos Koukoulas van NPL schreven een artikel dat verscheen in de mei 2011-editie van Materials World waarin dit werk wordt beschreven.

Deze nieuwe technieken kunnen de industrie helpen bij het ontwikkelen en monitoren van producten die nanodeeltjes bevattende materialen gebruiken, bekend als nanocomposieten. Hoewel elke techniek anders is, ze gebruiken allemaal de variatie in brekingsindex tussen nanodeeltjes en het polymeermateriaal waarin ze zijn ingebed, wat leidt tot een verschil in de verstrooiing van licht. Door deze lichtverstrooiing te detecteren, kan het gehalte en de verdeling van nanodeeltjes worden gemeten. Het doel is ook om deze methoden uit te breiden met infrarood licht, zodat ze monsters van verschillende transparanten kunnen analyseren.

De ontwikkeling van deze technieken zal de industrie in staat stellen het potentieel van nanocomposieten beter te benutten door een veelzijdige en betrouwbare manier te bieden om de verschillende soorten nanodeeltjes te meten die ze hun buitengewone eigenschappen geven.