МЕТОД СВЕТОРАССЕЯНИЯ

исследования полимеров в растворе, не требующий специальной калибровки.
Метод светорассеяния позволяет:
напрямую

определять молекулярную массу и радиус инерции макромолекул;
дает возможность оценивать термодинамические параметры межмолекулярного взаимодействия.

частицей некоторой доли энергии у распространяющейся в среде электромагнитной волны

и излучении этой энергии в окружающее пространство.

частицами в газах. Свет, т.е. электромагнитное излучение с интервалом длин

волн от ~ 380 до ~ 760 нм, проходя через среду, взаимодействует с ней, индуцируя появление диполей.
В переменном поле диполь колеблется с частотой падающего света и является источником вторичного излучения, распространяющегося во всех направлениях, кроме своей оси, с той же длиной волны, что и падающий свет.
Если частицы среды упорядочены, например, в виде правильных рядов, то свет, рассеянный от разных частиц, интерферирует, и интерференция уничтожает светорассеяние.

(или упругое) светорассеяние позволяет определить молекулярную массу, второй вириальный коэффициент

и, при определенных условиях, радиус инерции макромолекул.
Динамическое (или квазиупругое) светорассеяние дает возможность измерить коэффициент диффузии и рассчитать гидродинамический радиус полимерных цепей в растворе.

от соотношения между длиной падающей волны λ и размером частиц

d. Так, выделяют следующие диапазоны:
рассеяние Рэлея (для частиц малых по сравнению с длиной волны d < λ/15);
рассеяние Ми (для крупных частиц размером d > λ/15);
дифракция Фраунгофера (d > λ).

концентрации по уравнению Дебая

до λ/2

жизни флуктуации связано с величиной коэффициента трансляционной диффузии макромолекул.
В методе

динамического светорассеяния измеряется корреляционная функция g2(τ), показывающая корреляцию значений интенсивности рассеянного света, измеренных через промежуток времени τ:

зависит от концентрации:
где kD – параметр, определяющийся как термодинамическими, так

и гидродинамическими взаимодействиями в растворе. Коэффициент диффузии D0 связан с гидродинамическим радиусом частицы Rh уравнением Эйнштейна-Стокса (η - вязкость растворителя).
Для жестких сферических частиц, таких как, например, золи и латексы, гидродинамический радиус практически совпадает с геометрическим радиусом.

о форме макромолекул. Отношение радиуса инерции к гидродинамическому радиусу называется

форм-фактором и характеризует геометрию рассеивающих частиц.
Таким образом, определив радиус инерции методом статического светорассеяния и гидродинамический радиус – методом динамического светорассеяния, можно оценить форму макромолекул в растворе.
Необходимое условие применения методов светорассеяния для изучения растворов полимеров – отсутствие многократного рассеяния, что достигается соответствующим разбавлением системы и уменьшением объема исследуемого образца.

– диафрагмы

источника излучения. Высокая монохроматичность важна, поскольку интересующая нас спектральная ширина

излучения при квазиупругом рассеянии очень мала (менее 105 Гц).
При определении размеров частиц по методу фотонной корреляционной спектроскопии никакие спектральные приборы не используются. Действительно, автокорреляционная функция и частотный спектр интенсивности света эквивалентны друг другу при описании динамического поведения равновесных систем, поскольку, согласно теореме Винера–Хинчина, они связаны друг с другом посредством преобразования Фурье.

частиц, коэффициентов диффузии и молекулярной массы;
позволяет проводить измерения методами

статического и динамического рассеяния света в широком диапазоне углов рассеяния;
эффективен для традиционных физико-химических исследований, а также для применения в нанотехнологии, биохимии и биофизике.

нм;
определение среднего размера, ширины распределения, многомодального распределения;
исследование кинетики агрегации;
определение дзета-потенциала

частиц;
определение молекулярной массы макромолекул по коэффициенту диффузии, а также методом ССР по Дебаю;
микрореология: определение комплексной вязкости, динамического модуля упругости при сдвиге и динамического модуля потерь при сдвиге в высоком диапазоне частот, недоступном обычным механическим реометрам.

методом ДРС;
проточные кюветы малого объема;
измерения в проточном и стационарном режимах;
биологически

совместимые трубки и кюветы;
автоматический отбор проб и очистка;
непрерывное измерение размеров частиц для применения в эксклюзионной, гель-проникающей и абсолютной эксклюзионной хроматографии.

изучения растворов синтетических и природных полимеров;
изучение образования комплексов, олигомеризации, агрегации,

стабильности и конформации;
определение молекулярной массы полимеров методом (ССР) Зимма легко и удобно, поскольку при этом не учитываются формы макромолекул.

dn/dc. Данное значение используется при определении молекулярной массы по светорассеянию;
в

динамическом режиме, при известном значении dn/dc, прибор используется в качестве детектора для ВЭЖХ или гель-проникающей хроматографии.