【DWS】粒子的特性

Particle Characterization

有許多人造的微小粒子,甚至自然界也存在許多各式各樣的微小粒子。對於基本粒子,例如中子,必須用量子力學或更複雜的理論來解釋,而對大於1奈米的粒子而言,電磁理論與古典力學物理學通常就足以說明這些粒子的基本行為。 但是,這並不意味著對於這些粒子的行為可以很容易地進行預測,從這一領域有著為數眾多的科學刊物,可以證明科學家們幾乎每天都會不斷遇到意想不到,有時甚至令人眼花繚亂的粒子行為。

而大部分的看法往往著重在基本粒子科學最新的突破上,但事實上,對於粒徑大於1nm粒子的科學研究,似乎比對於了解夸克(quark)和希格斯玻色子(the Higgs boson)的物理學研究更為重要,因為夸克和希格斯玻色子這種基本粒子,對我們的環境或日常生活可能影響不大,因此,在這裡,我們將只探討粒徑大於1nm的粒子。

 

粒子,氣泡,微滴(Particles, bubbles and droplets)

粒子並不一定必須是固體,它們可以是液體,例如乳化液或甚至是氣體(氣泡)中的油滴( oil droplet ),它們可以被融合在固體中(例如在水泥中的黏土顆粒)、液體中(例如在油漆中的粒子)、甚至在氣體中(例如氣溶膠)。

 

奈米粒子和微粒子(Nanoparticles and Microparticles)

科學家在進行粒子的分類上有兩個主要的尺寸範圍,當粒子小於1微米(1μm)時,被稱為奈米粒子(nanoparticle),而當粒子大於1微米,但小於1釐米(1 mm)時,則被稱為微粒子(microparticle),奈米粒子和微粒子二者通常均被稱為膠體(colloids)。

 

測量粒子的方法(Measuring Particles)

由於有許多不同的粒子,因此其粒徑範圍也相當廣,所以需要各種不同的儀器來量測它們,一個完整的粒子特性可能需要利用多種不同技術的儀器來量測。

粒子的最常見的特性為:

  • 粒徑(流體力學半徑或迴轉半徑)
  • 重量(分子量)
  • 形狀(形狀或結構因子)
  • 電荷(Z電位,電動勢)

典型的奈米粒子-單分散乳膠粒子

 

 

資料來源:http://www.lsinstruments.ch/technology/particle_characterization/

 

關鍵字詞

  • Quantum mechanics︰量子力學。
  • Quark︰夸克。
  • Higgs boson︰希格斯玻色子。
  • Droplet︰微滴。
  • Emulsion︰乳化,乳化液。
  • Nanoparticle︰奈米粒子。
  • Microparticle︰微粒子。
  • Hydrodynamic radius︰流體力學半徑。
  • Radius of gyration︰迴轉半徑。
  • Zeta potential︰Z電位,電動勢。
  • Latex particles︰乳膠粒子。