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Análisis nanoestructural

La SAXS es una técnica analítica que mide las intensidades de rayos X dispersados en una muestra como función del ángulo de dispersión. Las mediciones se realizan en ángulos muy pequeños, generalmente, en el rango de 0,1 a 5 grados. 


A partir de la ley de Bragg, se entiende que, con la disminución del ángulo de dispersión, se analizan características estructurales cada vez más grandes. Se observa una señal de SAXS cuando un material contiene características estructurales en la escala de longitud de nanómetros, generalmente, en el rango de entre 1 y 100 nm. Por otra parte, la dispersión de rayos X de ángulo amplio (WAXS), también conocida como difracción de rayos X de ángulo amplio (WAXS), analiza las estructuras en el material en una escala de longitud mucho más pequeña que la de distancias interatómicas. Small angle X-ray scattering and wide angle X-ray scattering (SAXS and WAXS) are complementary techniques. 


La configuración experimental de mediciones de SAXS utiliza una geometría de transmisión. La óptica de rayos X que crea un haz de rayos X muy estrecho pero de incidencia muy intensa es esencial. Esto se debe a que la señal de dispersión comparativamente débil de la muestra se debe medir en las inmediaciones del haz directo. También es indispensable utilizar un detector que tenga una alta linealidad, un alto rango dinámico y ruido intrínseco insignificante. Una alta resolución espacial del detector es beneficiosa para el instrumento de SAXS de gama alta porque permite que se alcance una buena resolución de ángulo bajo, incluso con una configuración experimental compacta.

Small angle X-ray scattering (SAXS) for nanomaterial analysis - applications

La SAXS es una de las técnicas más versátiles para la caracterización estructural de los nanomateriales. Las muestras pueden ser objetos sólidos, polvos, geles o dispersiones líquidas, y pueden ser amorfas, cristalinas o semicristalinas. Las mediciones solo necesitan una preparación mínima de la muestra y se pueden realizar in situ. Como una técnica conjunta, la SAXS analiza las características estructurales promediadas sobre un volumen de muestra grande.

Entre las muestras típicas que se pueden estudiar con SAXS, se incluye lo siguiente:

  • Dispersiones o coloides de nanopartículas líquidas  
  • Nanopolvos
  • Nanocompuestos
  • Polímeros
  • Surfactantes
  • Microemulsiones
  • Biomacromoléculas
  • Cristales líquidos
  • Materiales mesoporosos

A partir de la evaluación de los perfiles de dispersión medidos, se puede obtener un amplio rango de información acerca de la estructura y las propiedades de los materiales, tales como:

  • Distribución del tamaño de nanopartículas 
  • Forma de partícula
  • Estructura de partículas (p. ej., core-shell)
  • Área de superficie específica
  • Comportamiento de aglomeración de nanopartículas
  • Distribución del tamaño de poros
  • Fases cristalinas líquidas

El control de estos parámetros es fundamental porque se correlacionan con las propiedades químicas y físicas de los nanomateriales. También determinan el rendimiento del material en la aplicación. La SAXS es una herramienta útil en I+D para el desarrollo de nuevos materiales y también en el control de calidad.

La edición Empyrean Nano es una plataforma de dispersión de rayos X especializada que permite una variedad de técnicas de dispersión de rayos X que se pueden aplicar en la caracterización estructural de materiales y nanomateriales en diversas escalas de longitud.

Las plataformas de difracción de rayos X polifuncionales Empyrean se pueden configurar rápidamente para realizar mediciones de SAXS con una programación compacta. Existe una amplia gama de componentes ópticos, etapas de muestras y detectores. La configuración se puede adaptar a requisitos específicos de rendimiento y de muestras.

ScatterX78 es un accesorio PreFIX para Empyrean que permite realizar mediciones de SAX/WAXS de alto rendimiento. La trayectoria del haz se evacua para alcanzar una buena sensibilidad también para muestras de dispersión débil.
Nuestros detectores de píxeles híbridos destacan en esta aplicación gracias a su nivel de ruido intrínseco muy bajo, alto rango dinámico, alta linealidad de tasa de recuentos y tamaño pequeño de píxeles.

Nuestro software EasySAXS contiene una completa caja de herramientas para el análisis de datos de SAXS. Además, permite la reducción de datos, el análisis de datos independiente del modelo, la determinación de distribución del tamaño de partículas, así como la adecuación y simulaciones con una amplia variedad de modelos. El software también ofrece opciones de automatización e informes. Asimismo, contiene algoritmos avanzados y comprobados a los que se puede acceder de manera sencilla a través de la interfaz gráfica de usuario. El EasySAXS se diseñó para lograr la facilidad de uso definitiva y es apto tanto para aprendices como para usuarios avanzados.

Empyrean edición Nano

Empyrean edición Nano

Plataforma de dispersión de rayos X versátil

Más detalles
Medición Peso molecular, Forma de partícula, Tamaño de partícula, Área de la superficie, Agregación de proteínas, Protein stability, Phase identification, Phase quantification, Pore size distribution
Configuración del goniómetro Vertical goniometer, Θ-Θ
Rango de tamaño de partículas 1 - 100 nm
Tecnología X-ray Diffraction (XRD), X-ray Scattering

Empyrean

Empyrean

El difractómetro inteligente

Más detalles
Medición Crystal structure determination, Phase identification, Phase quantification, Contaminant detection and analysis, Residual stress, Epitaxy analysis, Interface roughness, Texture analysis, 3D structure / imaging, Reciprocal space analysis
Configuración del goniómetro Vertical goniometer, Θ-Θ
Rango de tamaño de partículas 1 - 100 nm
Tecnología X-ray Diffraction (XRD)

Empyrean edición Nano

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Configuración del goniómetro Vertical goniometer, Θ-Θ Vertical goniometer, Θ-Θ
Rango de tamaño de partículas 1 - 100 nm 1 - 100 nm
Tecnología X-ray Diffraction (XRD), X-ray Scattering X-ray Diffraction (XRD)

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Tecnología
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