Частицы рассеивают свет — это природное явление, которое мы наблюдаем каждый день, например, небо голубого цвета. Это обусловлено тем, что атмосферные частицы рассеивают голубой свет сильнее, чем красный. То, как будет выглядеть поверхность — глянцевой или матовой — зависит от частиц на поверхности. 

Угол рассеяния, частоту рассеянного света и интенсивность данного рассеяния можно измерить, чтобы определить размер, заряд и молекулярную массу материалов. Этот принцип лежит в основе многих технологий нашей компании.

Для лазерной и рентгеновской дифракции (малоугольная рентгеновская дифракция (SAX), широкоугольная рентгеновская дифракция (WAX)) мы используем принцип, согласно которому частицы разных размеров имеют уникальную характеристику рассеяния, поэтому благодаря точному измерению рассеяния в широком диапазоне углов, с высокой чувствительностью и скоростью, возможно определить размер частиц/капель порошков, эмульсий, спреев и суспензий. Однако по мере того, как частицы попадают в нанометрический диапазон, способность частиц рассеивать свет значительно снижается. Частица размером 10 нм рассеивает свет в миллион раз хуже, чем частица размером 100 нм, поэтому существует точка, в которой даже при уменьшении длины волны источника света (что увеличивает количество рассеяния) для анализа рассеяния света лучше всего использовать альтернативные способы. Существует множество теорий, которые позволяют определять рассеяние света, исходя из распределения частиц по размерам (теория рассеяния Ми, теория рассеяния Фраунгофера, теория рассеяния Рэлея), а инверсионный алгоритм может преобразовывать рассеяние в распределение по размеру.

Наноматериал можно рассматривать под прямым углом к лазерам и отслеживать, как диффундируют частицы (маленькие частицы движутся быстрее крупных частиц), из этого можно определить коэффициент трансляционной диффузии и размер (этот метод известен как анализ отслеживания наночастиц (NTA)), или можно посмотреть, как изменяется рассеянный свет со временем по мере прохождения через него частиц. Если он изменяется быстро, можно определить присутствие мелких частиц, если медленно — более крупных. Это составляет основу фотон-корреляционной спектроскопии / динамического рассеяния света.

Электрофоретическое рассеяние света связано с прохождением электрического поля через жидкость, это заставляет частицы двигаться. Чем больше заряд частиц, тем быстрее они движутся. Мы пропускаем лазер через частицы, а затем рекомбинируем рассеянный свет с другой частью того же самого лазера, который не был рассеян. Полученная интерференционная картина позволяет с высокой точностью измерять скорость анализируемых частиц.

Если мы измеряем рассеяние света в виде функции концентрации (полимеров или биополимеров) под разными углами, то можем получить информацию, которая позволяет определить молекулярную массу рассматриваемого материала, а также сведения о его структуре.