Dinamik Işık Saçılması

Dinamik Işık Saçılması

Dinamik ışık saçılması (DLS, Dynamic light scattering), mikrosaniyenin onda biri ile mili saniye zaman aralığında, örnek çözeltinin küçük bir kısmından saçılan ışığın zamanla değişiminin ölçülmesidir. Saçılan ışığın şiddetindeki değişimler, çalışılan bölgenin içindeki ve dışındaki moleküllerin difüzyon hızıyla ilgilidir. Brownian hareketi ve analiz edilen veriler direkt olarak ışık saçılmasına neden olan partiküllerin difüzyon katsayılarını vermektedir. Brownian hareketi, bir sıvı içerisindeki partiküllerin, etraflarındaki moleküller tarafından bombardımana tutulması sonucu rastgele hareket etmeleridir. Bu sebeple farklı molekül türleri varlığında, difüzyon katsayılarında dağılım gözlenmektedir. Genellikle, elde edilen verilerin difüzyon katsayısına dönüştürülmesi yerine, partiküllerin büyüklükleri (yarıçap veya çap) hesaplanır. Difüzyon ile partikül büyüklüğü arasındaki ilişki, küresel partiküller için Einstein tarafından geliştirilen ve Brownian hareketi ile açıklanan teorik denklikle açıklanmaktadır. Bu denklikten, küresel partiküllere ait difüzyon katsayıları fonksiyonlaştırılıp, hidrodinamik çap veya Stoke yarıçapı (r) değerine ulaşılabilmektedir.

Stokes-Einstein Eşitliği

k: Boltzmann sabiti

T: Sıcaklık

η: Viskozite

D: Difüzyon sabiti

r: Küresel parçacığın yarıçapı.

Foton Korelasyon Spektroskopisi olarak da bilinen dinamik ışık saçılması, partikül büyüklüğü ölçüm yöntemleri arasında en bilinen tekniktir. Yöntemde lazer gibi, tek renkli bir ışık kullanılır. Küresel partiküller içeren örnek çözeltisi üzerine gönderilen ışık, Brownian hareketi sonucu ilerleyen partiküllere çarpar ve dalga boyunda değişikliğe uğrar.

Bir sıvı içerisindeki partiküller rastgele hareket ederler ve bu hareketlerinin hızları büyüklüklerine bağlıdır. Buna göre, küçük moleküller daha hızlı, büyük moleküller daha yavaş hareket ederler. 100 μs gibi küçük bir zaman diliminin başlangıç ve bitişinde çekilen iki fotoğraf partiküllerin ne kadar hızlı hareket ettiğini ve sonuçta ne kadar büyük olduğunu verecektir.

Parçacıkların Difüzyonu

DLS yönteminde parçacık boyutu dolaylı olarak hesaplanır. Yani ilk elde edilen veri ölçülen ışık şiddetidir. Işık şiddeti dağılımının zamanla değişmesinden korelasyon fonksiyonu hesaplanır, bu fonksiyondan difüzyon katsayısı bulunur ve en son da difüzyon katsayısı Stokes-Einstein denkleminde kullanılarak boyut hesaplanır.

O halde DLS tekniği için parçacık boyutunun anlamı, parçacığın ölçülen hızıyla difüze eden kürenin çapıdır. Bu çap difüzyon katsayısından hesaplandığından, difüzyonu etkileyen faktörler, sonucu da etkiler. Örneğin parçacık yüklüyse, çözücü ortamdaki parçacığa zıt yüklü bir miktar iyon parçacık yüzeyine tutunur ve bir elektrik çift tabakası oluşur; ölçülen çapa bu elektrik çift tabakası da dahildir.

Kaynaklar

Lütfen Login yada Register gizli linkleri görebilmek için

Rıdvan

Yıldız Teknik Üniversitesi'nde Doktora yapmakta.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

ankara escort bayan escort ankara ankara escort ankara escort