Как считать наночастицы

Наночастицы вещества можно подсчитать и определить их распределение по размерам, диспергируя их в газе. Однако некоторые наночастицы склонны к агрегации при изменении окружающих условий. Учёные из Гётеборгского университета (Швеция) показали, что можно сортировать и считать частицы, даже когда они образовали агрегаты.

«Наночастицы уже используются во многих повседневных продуктах, таких как солнцезащитный крем и косметика. Важно уметь определять их размер, форму и площадь поверхности, чтобы улучшать их свойства в различных областях применения», — говорит Анн-Катрин Йонссон с кафедры химии Гётеборгского университета.

Наночастица — это частица с диаметром, значительно меньшим одной миллионной метра. Такие мелкие частицы не подвержены влиянию гравитации и потому не оседают на дно жидкости или газа, а распределяются по всему объёму. Из-за малого размера площадь их контакта с окружающей средой очень велика, что приводит ко многим интересным свойствам. Наночастицы вещества ведут себя иначе, чем крупные частицы того же вещества.

Некоторые типы наночастиц могут начать агрегировать в особых условиях, иногда образуя так называемый гель. Процесс похож на варку яйца: белки яичного белка агрегируют и образуют твёрдоподобную структуру, которую мы знаем как варёное яйцо.

Работа Анн-Катрин Йонссон была посвящена изучению одной из таких агрегирующих систем — коллоидного кремнезема (диоксида кремния). Гель, образующийся при добавлении соли в коллоидный кремнезем, можно использовать, например, для герметизации горных пород и стабилизации грунта.

«Я начала с метода, который использовался только для анализа неагрегировавших наночастиц, и доработала его. Наночастицы, которые агрегировали, можно анализировать по отдельности, если гель коллоидного кремнезема, содержащий эти агрегированные наночастицы, сначала разбавить, а затем диспергировать в газовую фазу. Если образцы анализировать сразу после разбавления, этот метод даёт точную картину гелеобразной системы».