Os raios X são dispersados pelos elétrons em um material. A partir do padrão de interferência medido de todas as ondas dispersadas, o usuário consegue deduzir informações sobre nanoescala e ordem anatômica ou desordem de determinada amostra. De materiais estruturados periodicamente, a dispersão de Bragg individual é observada, enquanto a dispersão difusa prevalece no caso de materiais desordenados.
Os instrumentos da Malvern Panalytical oferecem uma variedade de técnicas de dispersão de raios X flexíveis, que abrangem diversos vetores de dispersão para a análise de materiais em massa e filmes finos.
SAXS (dispersão de raios X em pequeno ângulo)
SAXS é uma das ferramentas mais versáteis para analisar estruturas e dimensões em nanoescala em uma variedade de tipos de amostras (líquido, pó, sólido e gel...). As amostras podem ser amorfas, cristalinas ou semicristalinas.
As amostras típicas que podem ser investigadas com SAXS incluem dispersões coloidais, tensoativos, polímeros, biomacromoléculas, membranas, nanocompostos, nanopós e materiais porosos. A orientação de estruturas anisotrópicas em nanoescala pode ser investigada com a medição de padrões SAXS 2D.
Bio-SAXS (dispersão biológica de raios X em pequeno ângulo)
A dispersão de raios X em pequeno ângulo aplicada a soluções de proteínas diluídas tornou-se uma técnica de biologia estrutural aceita e em rápida ascensão. Ela fornece informações, por exemplo, sobre o tamanho e a forma geral da proteína, dobramento e desdobramento, comportamento de agregação, estabilidade e peso molecular.
As medições podem ser feitas sob condições quase nativas, e com variação de, por exemplo, concentração de proteína, pH, força iônica ou temperatura.
Fundamentalmente, o SAXS também permite uma reconstrução do envelopamento de forma molecular de baixa resolução e, portanto, fornece informações complementares às obtidas a partir de DRX ou RMN de cristal único.
USAXS (dispersão de raios X em ângulo ultrapequeno)
Para a caracterização de amostras contendo partículas ou características estruturais na faixa de tamanho de várias centenas de nanômetros, a resolução de uma instalação SAXS convencional é insuficiente.
A resolução de ângulo ultrapequeno é atingida com o uso de uma configuração experimental com base na óptica de alta resolução.
WAXS (dispersão de raios X em ângulo amplo)
Com base no padrão de dispersão medido nos maiores ângulos, pode-se identificar e quantificar fases cristalinas que estão presentes em uma dada amostra, assim como estimar o tamanho dos nanocristalitos.
A orientação da cela cristalina em estruturas anisotrópicas, por exemplo, em polímeros, pode ser deduzida a partir de padrões WAXS 2D.
Dispersão total (análise de função de distribuição em pares atômicos)
A Dispersão total usa radiação forte e leituras do detector até ângulos 2theta muito elevados para adquirir dados de dispersão até os mais altos vetores de dispersão possíveis.
A partir da função de distribuição do par atômico (PDF) deduzida, é possível deduzir a ordem atômica de curto alcance em materiais nanocristalinos e desordenados.
GISAXS (dispersão de raios X em pequeno ângulo com incidência rasante)
O GISAXS (dispersão de raios X de pequeno ângulo de incidência rasante) é usado para investigar a nanoestrutura em filmes finos. A sensibilidade da superfície é atingida com o uso de uma geometria de feixes de incidência rasante.
RRX (reflectometria de raios X)
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A partir de um perfil de refletividade de raios X mensurado, o usuário consegue determinar a espessura, a interface e a rugosidade da superfície, além da densidade dos elétrons em filmes finos em camadas.
A combinação de USAXS com medições SAXS/WAXS e PDF permite a caracterização de estruturas hierárquicas em várias escalas de comprimento, cobrindo os espaçamentos de Bragg desde sub-Ångström até mícron(s).
