UV-sichtbare Spektrophotometer zeigen einen einzigartigen Anwendungswert in der Teilchengröße- und Morphologieanalyse, basierend auf den Absorptionseigenschaften der Substanz für bestimmte Wellenlängenlicht, die indirekt die Größenverteilung und morphologische Eigenschaften von Nanopartikeln widerspiegeln.
Partikelgrößenanalyse
Die Teilchengröße von Nanopartikeln ist eng mit ihrer Absorptionsspitzenposition verbunden. Nehmen wir zum Beispiel Goldene Nanopartikel, deren Oberflächenplasma-Resonanz-Absorptionsgipfel sich mit zunehmender Teilchengröße in Richtung Langwellen bewegt. Wenn die Partikelgröße von 10nm auf 50nm erhöht wird, kann sich der Absorptionsspitze von 520nm Rot auf 550nm oder mehr bewegen. Durch die Messung der Absorptionsspitzenwellenlänge in Kombination mit der Mie-Streuttheorie oder empirischen Formeln kann die durchschnittliche Partikelgröße des Partikels zurückgeschoben werden. Zum Beispiel verwendet ein Forschungsteam ein UV-sichtbares Spektrophotometer, um die Absorptionsspitzen von Silbernanonopartikeln zu erkennen, und fand heraus, dass die entsprechende Teilchengröße von 20nm auf 30nm erhöht wurde, wenn der Spitzenwert von 400nm auf 420nm verschoben wurde.
Form-Zusammenhang
Die Partikelform hat einen signifikanten Einfluss auf die Spitzenbreite und Form des Absorptionsspektrums. Absorptionsspitzen von kugelförmigen Partikeln sind in der Regel symmetrisch und schmal, während Stäbe- oder Scheibenpartikel aufgrund des gegenseitigen Geschlechts zu einer Breite oder Spaltung der Spitzenform führen. Zum Beispiel haben goldene Nanostaten Absorptionsspitzen in der Nähe von 520 nm bzw. 700 nm im vertikalen und horizontalen Oberflächenplasma-Resonanzmodus, wobei das Längenverhältnis durch das Spitzenstärkenverhältnis geschätzt werden kann. Ein Experiment zeigte, dass, wenn das Durchmesserverhältnis der goldenen Nanostabe von 2:1 auf 4:1 erhöht wurde, das Intensitätsverhältnis der Längsspitzen zu den Querspitzen von 0,5 auf 1,2 stieg.
Technische Vorteile
Diese Methode hat die Vorteile einer einfachen Bedienung und einer niedrigen Kostenleistung, insbesondere für schnelle Screenings in Lösungssystemen. Im Vergleich zu herkömmlichen Technologien wie dynamischer Lichtstreuung und Elektronenmikroskop erfordert das UV-sichtbare Spektrophotometer keine komplizierte Probenvorbereitung und kann eine vorläufige Analyse in wenigen Minuten durchführen. Die Einschränkungen liegen jedoch in der Notwendigkeit, sich auf theoretische Modelle für bekannte Partikeltypen zu verlassen, und die analytische Genauigkeit von multidispersen Systemen ist begrenzt.