How important is the refractive index of nanoparticles?

나노입자에 굴절률과 흡수가 중요한가요?

초록: 우리는 금, 은, 티타늄 및 기타 나노입자의 굴절률에 대해 논의합니다. 이 글에서는 일부 폴리머의 굴절률도 지적합니다. 마지막으로, DLS에 항상 굴절률이 필요한지 여부를 살펴봅니다.

일반적으로, 산란 물질의 광학적 특성은 관찰된 산란 행동에 엄청난 영향을 미칩니다. 미리 이론은 이러한 현상을 완전히 설명할 수 있습니다. 따라서 미리 이론은 가장 좋은 선택입니다. 예를 들어, 산란 물질의 굴절률 n과 흡수 k는 산란 강도에 영향을 미칩니다. 이로 인해 나노물질 크기 범위에 관심이 있는 많은 연구자에게는 물질 자체의 광학적 특성이 알려져 있지 않습니다. 이러한 경우에 우리는 무엇을 할 수 있을까요?

나노입자의 광학적 특성에 대해 고려해야 할 사항 (Zetasizer)

첫째로, 산란량은 물질의 특성과 직접적으로 관련되어 있습니다. 그러나 동적 광산란 (DLS)의 경우, 실험 설정에서 자주 요구되지만 물질 특성이 관련이 없을 수도 있습니다. 그러나 만약 강도에 따른 평균 크기 및 강도에 따른 평균 다분산도 (PDI)만 필요하다면, 어떤 물질이 강도를 생성하든 관계가 없습니다. 강도 크기 분포가 부피나 수량 분포로 변환될 때 물질 특성이 작용합니다. 이 경우, 각 나노입자가 얼마나 많은 빛을 산란하는지 정확히 알아야 합니다. 이를 예측하기 위해 미리 이론에서는 해당 입자의 굴절률과 흡수를 필요로 합니다.
둘째로, 100nm 미만의 작은 나노입자의 경우, 물질 특성은 전혀 중요하지 않습니다. 그 결과, DLS를 통해 얻은 부피 분포는 그 경우에 크게 변하지 않습니다.

제타 전위에 굴절률이 중요한가요?

전기영동 이동도. 확산제의 특성만이 작용합니다. 따라서 원칙적으로는 제타 전위 측정에 대한 아무런 매개변수를 입력할 필요가 없습니다. 그러나 소프트웨어에서는 물질을 선택해야 합니다.

FAQ: 그렇다면 나노입자에 굴절률과 흡수가 얼마나 중요한가요?

일반적으로, 산란 물질의 광학적 특성은 관찰된 산란 행동에 엄청난 영향을 미칩니다. 미리 이론은 이러한 현상을 완전히 설명할 수 있습니다. 따라서 미리 이론은 가장 좋은 선택입니다. 예를 들어, 산란 물질의 굴절률 n과 흡수 k는 산란 강도에 영향을 미칩니다. 이로 인해 나노물질 크기 범위에 관심이 있는 많은 연구자에게는 물질 자체의 광학적 특성이 알려져 있지 않습니다. 이러한 경우에 우리는 무엇을 할 수 있을까요?

나노입자의 광학적 특성에 대해 고려해야 할 사항 (Zetasizer)

1. 첫째로, 산란량은 물질의 특성과 직접적으로 관련되어 있습니다. 그러나 동적 광산란 (DLS)의 경우, 실험 설정에서 자주 요구되지만 물질 특성이 관련이 없을 수도 있습니다. 그러나 만약 강도에 따른 평균 크기 및 강도에 따른 평균 다분산도 (PDI)만 필요하다면, 어떤 물질이 강도를 생성하든 관계가 없습니다. 강도 크기 분포가 부피나 수량 분포로 변환될 때 물질 특성이 작용합니다. 이 경우, 각 나노입자가 얼마나 많은 빛을 산란하는지 정확히 알아야 합니다. 이를 예측하기 위해 미리 이론에서는 해당 입자의 굴절률과 흡수를 필요로 합니다.
2. 둘째로, 100nm 미만의 작은 나노입자의 경우, 물질 특성은 전혀 중요하지 않습니다. 그 결과, DLS를 통해 얻은 부피 분포는 그 경우에 크게 변하지 않습니다.

제타 전위에 굴절률이 중요한가요?

마찬가지로 제타 전위의 경우, 물질 특성은 전기영동 이동도의 계산에 기여하지 않습니다. 확산제의 속성만 작용합니다. 따라서 원칙적으로 제타 전위 측정을 위한 매개변수를 입력할 필요가 없습니다. 그러나 소프트웨어는 물질을 선택해야 합니다.

값을 입력하고 효과를 확인하세요!

위의 두 가지 사항 외에도 굴절률 값을 모델링하고 어떤 일이 발생하는지 확인할 수 있습니다:

• 예를 들어, 물질 특성의 효과를 직접 확인할 수 있습니다. 이를 명확히 하기 위해 먼저 기존 데이터 기록을 편집하십시오 (기록을 강조 표시하고, 마우스 오른쪽 버튼 클릭, 기록 편집). 그런 다음 새로운 샘플 이름을 부여하십시오 [예: “텅스텐 샘플, n=1.6 및 abs=0.01”]. 그런 다음 물질 특성을 편집하십시오 [옆에 있는 점선 상자를 클릭하고, 추가, 물질 이름과 관련된 굴절률 및 흡수를 입력한 후 확인]. 그 결과, 새 분석 매개변수로 원래 기록의 복사본이 파일에 나타납니다. 이제 두 기록을 강조 표시하여 [Ctrl 키를 누르고 두 기록 모두 강조] 두 가지 방법으로 결과를 겹쳐놓고 비교할 수 있습니다.
  그런 다음 강도 분포 결과에서 차이가 없음을 확인할 수 있습니다 (그리고 그 점에서 z-평균 및 다분산도).
  따라서 산란 물질의 물질 특성 변화가 부피 분포에 미칠 수 있는 영향을 직접 관찰할 수 있습니다.
• 또한, 나노 물질의 일부 광학적 특성은 Google을 통해 찾을 수 있습니다. 예를 들어, 다음은 일반적인 나노 물질의 굴절률 및 흡수 값의 짧은 목록입니다. 명확히 하기 위해, 이는 λ=632nm의 헬륨-네온 레이저에 대한 것입니다 (Zetasizer의 파장).

나노입자의 굴절률 특성 선택

결론적으로, 아래 표에서는 몇 가지 일반적인 물질을 나열합니다. 일부는 표준 소프트웨어 매개변수 목록의 일부일 수도 있습니다.

선택한 물질 특성 표
샘플 물질	굴절률	흡수
리포좀 #
인지질	n=1.45	k=0.001
엑소좀	n=1.37 – 1.39*	k=0.01
미세소체 (> .2µm)	n=1.40*	k=0.01
나노입자와 콜로이드
금 [Au]	n=0.20	k=3.32
은 [Ag]	n=0.135	k=3.99
백금 [Pt]	n=2.32	k=4.16
팔라듐 [Pd]	n=1.77	k=4.29
TiO2	n=2.41	k=0.001
SiO2	n=1.54	k=0.00
PFOB 에멀전	n=1.305	k=0.10
나노다이아몬드	n=2.42	k=0.00
고분자
단백질	n=1.45	k=0.001
폴리스티렌	n=1.59	k=0.01

^# “리포좀의 광학적 특성화: 우측각 광산란과 탁도에 의한” Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Biomembranes 1467, 1,  219-226 (2000)
* “나노입자 추적 분석을 통해 확인한 굴절률 측정: 외부 소포체의 이질성” Journal of Extracellular Vesicles 2014, 3:25361 DOI: 10.3402/jev.v3.25361 (2014)
+ 또한 “비정질 고분자의 굴절률”은 고분자 데이터베이스에서 관련된 목록을 갖추고 있다.

요약하자면, 짧은 답변은: 매개변수가 없어도 DLS로 나노입자에서 유용한 정보를 얻을 수 있습니다.

자료

• 가장 중요한 것은 강도 – 부피 – 수량 – 어떤 크기가 올바릅니까 다른 분포 표현을 보여줍니다.
• 미이 이론이란 무엇인가: 100년간의 첫 번째 웨비나
• 동적 광산란 – 일반 용어 정의 당신이 그들을 이해할 수 있도록.
• 이 게시물과 같은 맥락에서, Malvern Reference Manual: 샘플 분산 및 굴절률 가이드 (MAN0396-1-0)는 굴절에 대한 값을 나열합니다.
• 또한, 일반 용매의 유전 상수 (UMass 제공) 목록은 제타에 유용합니다.

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