動的光散乱（DLS）とは？

動的光散乱（DLS）は、光子相関分光法（PCS）や準弾性光散乱（QELS）とも呼ばれ、ナノスケールのサンプルの粒子径を特性評価するために利用される技術です。以下に、DLSの仕組みとそのプロセスについて詳しく説明します。

DLSの仕組み

1. レーザー照射: DLSセットアップでは、専用のキュベットに均一に分散されたナノ粒子に対してコヒーレントなレーザービームを照射します。このレーザーは単一の波長を持ち、粒子に対して安定した光を提供します。

2. ブラウン運動: 照射された粒子は、周囲の液体分子との衝突によって不規則に動き（ブラウン運動）、連続的にランダムな方向に移動します。この運動により、粒子の散乱強度が時間と共に変動します。

3. 散乱光の検出: 散乱された光は、光子検出器によって検出され、散乱光中の光子数が記録されます。この光子数の変化は、粒子の動きによって引き起こされるもので、粒子のサイズに関連しています。

4. 自己相関関数の計算: 得られた散乱光のデータは、相関器によって自己相関関数として解析されます。自己相関関数は、時間に対する散乱強度の変化を数学的に表現したもので、粒子の動きに関連する情報が含まれています。

5. 粒度分布の算出: ゆらぎを定量的に表す拡散係数と粒子径の関係にストークス・アインシュタインの式があります。DLSでは自己相関関数からストークス・アインシュタインの式の拡散係数を計算し粒子径に換算します。

DLSの利点

• 迅速かつ非破壊的: サンプルの準備が比較的容易で、短時間で測定が可能です。
• 高感度: ナノスケールの粒子に対しても高い感度を持ち、低濃度の試料でも正確な粒子径評価が行えます。
• 広範な応用: 医薬品、化粧品、ナノ材料、食品など、さまざまな分野で利用されています。

このように、動的光散乱（DLS）は、粒子径の評価において非常に有用な技術であり、特にナノスケールの材料分析において重要な役割を果たしています。

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