La tecnica DLS Dynamic Light Scattering consente di determinare il diametro idrodinamico di particelle in dispersione quantificando la loro diffusione. Particelle piccole diffondono velocemente mentre particelle più grandi diffondono più lentamente. Per dimensioni al limite superiore del range di misura della tecnica DLS altri fenomeni come la sedimentazione, i correnti termali o le fluttuazioni in numero possono influenzare la diffusione delle particelle. In tale caso, la misura dello scattering non è più rappresentativa di un movimento puramente diffusivo, e il dato di dimensione ottenuto diventa meno accurato, ad esempio possono comparire picchi artefatti nella linea di base della funzione di correlazione.

L’uso della nuova cella usa e getta per misure di size su microvolumi (3uL) consente di migliorare la qualità del dato anche per grandi particelle al limite del range di misura della tecnica DLS senza dover modificare il disperdente ovvero la formulazione.

Sedimentazione

Quando aumenta la dimensione delle particelle il movimento browniano non è più sufficiente a mantenerle in sospensione e cominciano a sedimentare nel tempo, e il loro movimento non è più casuale. Per fortuna è stato dimostrato che i fenomeni di sedimentazione sono molto più lenti rispetto ai tempi di correlazione di un esperimento tipico di DLS, anche considerando materiali di varie densità, rendendo trascurabile l’effetto della sedimentazione sulla diffusione misurata.

Effetti termali

Una modellizzazione degli effetti termali all’interno di una cella standard da 10x10mm e all’interno del capillare di vetro usa e getta della nuova cella per microvolumi dello Zetasizer Ultra. Appare chiaro come la cella standard consenta la formazione di correnti di convezione mentre la sezione stretta del capillare che limita i gradienti ne impedisce la formazione. Mentre il movimento delle particelle piccole che diffondono velocemente non è influenzato dalla convezione, potrebbe non più essere vero nel caso di particelle più grandi che diffondono più lentamente.

Sono stati analizzati sia campioni di standard di polistirene NIST di varie dimensioni che un campione di suolo polidisperso in entrambe le tipologie di celle.

I risultati dimostrano la maggiore accuratezza e ripetibilità della misura effettuata nella cella usa e getta per microvolumi nel caso di particelle grandi intorno al micron in su.