What is the maximum viscosity for DLS?

by Ulf Nobbmann, Tuesday, 26th September 2017

DLS 测量的最大粘度是多少？

Diffusion-proportional-to-one-over-eta-rhMalvern的Zetasizer可以通过动态光散射（DLS）测定粒径。在这种技术中，通过分析强度波动来寻找导致波动的相应扩散系数。颗粒的平移扩散系数Dt与其尺寸和分散介质的粘度成反比（或更准确地说，与流体动力学半径rH和粘度η成反比）。

这种关系可以用来预测该技术一般的检测限，这就是我们探讨最大粘度（或最大尺寸）适用边界的方法。

扩散、尺寸与粘度

从 DLS 获得的平移扩散系数通过斯托克斯-爱因斯坦方程与粒径相关：

Stokes-einstein-equation-6

其中，由玻尔兹曼常数kB与绝对温度T（单位为开尔文）相乘给出的热能除以6个π乘粘度乘流体动力学半径RH给出的粘性阻力。有时也会看到因子3，当尺寸以流体动力学直径而不是半径表示时。由于kB是常数，并且我们目前对室温下的测量感兴趣，因此上述完整方程可以简化为扩散系数与粘度和尺寸成反比的简化比例。

我们如何得到最大尺寸？

Zetasizer 的规格说明粒子在水中的最大尺寸为 10 微米。借助扩散系数方程，我们现在可以将其转化为任意粘度，并预测相应的最大尺寸。

DLS 的大致最大尺寸
      粘度 [cP]                最大尺寸 [nm]       
                    1.0                   10,000
                    2.5                     4,000
                  10.0                     1,000
                100.0                        100
               1,000.0                          10

最大粘度是多少？

解决此问题的方法与最大尺寸非常相似。我们可以简单地查看规格限制下的最慢扩散系数（即大尺寸限制），然后从那里进行跨越。

DLS 的大致最大粘度
       尺寸                        最大粘度 [cP]         
       10 μm                                     1 cP
         1 μm                                   10 cP
     100 nm                                 100 cP
       50 nm                                 200 cP
       10 nm                              1,000 cP

细心的读者可能已经注意到，我们只是保持尺寸和粘度的乘积不变，因此确定不同尺寸或不同粘度的组合并不是特别困难。

DLS 能测量粘度吗？

为了找出未知分散剂的粘度，我们可以使用 DLS 来测量。为了使这种方法有效，必须有已知尺寸的颗粒。同时要确保这些颗粒不与分散剂发生相互作用。颗粒不得在分散剂中聚集，也不得与其发生反应。如果确定尺寸保持不变，那么可以对已知颗粒在未知分散剂中的样品进行 DLS 测量。然后将其与已知分散剂中的颗粒的数据进行比较。由于 DLS 测量的是扩散系数，我们现在可以反向计算出分散剂的正确粘度。除了计算，你还可以通过编辑测量来找到“新的”粘度。

例如：在水中测量的100nm乳胶微粒的z-ave=104nm。在未知分散剂中含少量100nm乳胶微粒（我们将分散剂设置为“水”）的样品测得z-ave=78nm。未知粘度为：水的粘度 * 78/104。您可以通过编辑记录确认这一点，以使编辑记录的z-ave为104nm。

希望以上内容消除了一些关于动态光散射限度的困惑。

之前的内容

如果您有任何问题，请通过邮件与我联系：ulf.nobbmann@malvernpanalytical.com。谢谢！虽然文中表达的观点通常是作者的，但有些部分可能由我们的编辑团队修改过。

这篇文章可能已被自动翻译