Måling af indhold og fordeling af nanopartikler i materialer

Selv små koncentrationer af nanopartikler kan have en meget stor effekt på et materiales egenskaber. Kulstof nanorør, for eksempel, kan øge den elektriske ledningsevne med op til en million gange, når den er til stede ved kun 0,5 vægt% (vægtprocent). Imidlertid, disse nanopartikler skal være jævnt fordelt i et materiale for at udføre sådanne ændringer, og det er derfor vigtigt at måle både partikelindhold og partikelfordeling nøjagtigt.

NPL udvikler tre optiske teknikker, der bruger lysspredning til at foretage disse målinger i faste polymerer:frekvensdomæne optisk kohærenstomografi (FD-OCT), Fraunhofer-bølgefrontkorrelation (FWC) og oscillerende fotonkorrelationsspektroskopi (Os-PCS). NPL's Bill Broughton og Triantafillos Koukoulas forfattede en artikel, der udkom i maj 2011-udgaven af ​​Materials World, der beskriver dette arbejde.

Disse nye teknikker kan hjælpe industrien med at udvikle og overvåge produkter, der bruger nanopartikelholdige materialer, kendt som nanokompositter. Selvom hver teknik er forskellig, de bruger alle variationen i brydningsindeks mellem nanopartikler og det polymermateriale, de er indlejret i, hvilket fører til en forskel i spredningen af ​​lys. Evnen til at detektere denne lysspredning betyder, at indholdet og fordelingen af ​​nanopartikler kan måles. Målet er også at udvide disse metoder til at bruge infrarødt lys, så de kan analysere prøver af forskellige transparenter.

Udviklingen af ​​disse teknikker vil bedre sætte industrien i stand til at realisere potentialet i nanokompositter ved at tilbyde en alsidig og pålidelig måde at måle de forskellige typer nanopartikler, der giver dem deres ekstraordinære egenskaber.