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Quelle est diffusion des rayons X sous petit angle (SAXS) ?

La diffusion des rayons X sous petit angle (SAXS) est une technique analytique pour déterminer des différences dans la densité dans un échantillon avec une définition de nanoscale en analysant les cornières de diffusion élastique des rayons X.

Quel est le principe derrière SAXS ?

SAXS peut déterminer la structure de nanoscale des solides, des liquides et des particules gazeux de presque n'importe quel matériau, y compris des colloïdes de tous les types. La méthode est non destructive avec la préparation des échantillons minimale, et peut également être appliquée aux métaux, polymères, protéines, pétroles, ou céramique, notamment.

Type des rayons X, avec une cornière de dispersion entre 0.1-1 et la longueur d'onde d'entre 0.7-0.2 nanomètre, sont employés. Plus la densité d'électrons est grande, plus la cornière de dispersion du photon est grande. Le volume d'un échantillon est impliqué par le nombre de photons dispersés et la gamme des cornières de dispersion, alors que l'intensité d'un signe trouvé est employée pour déterminer la densité d'un échantillon.

WeNMR Small Angle X-ray Scattering Animation

Comment les instruments de SAXS fonctionnent-ils ?

Un faisceau de rayons X monochromatique est émis vers l'échantillon à l'étude, par lequel la plupart des rayons X réussissent sans interaction.

Un petit pourcentage des photons émis de rayon X frappent des électrons appartenant à un atome dans l'échantillon, menant au photon étant dispersé élastique.

Les photons qui sont dispersés élastique mettent à jour leur énergie cinétique et longueur d'onde tout en changeant le vecteur légèrement. Un détecteur plat de rayon X situé du côté opposé de l'échantillon provenant de l'émetteur de rayon X obtient alors une configuration de dispersion qui peut être employée pour impliquer l'information concernant l'échantillon.

Puisque la plupart des photons de rayon X traversent l'échantillon sans interaction, il peut être difficiles de trouver de faibles signes avec des cornières de dispersion inférieures. Ainsi, le faisceau de rayons X fort se composant des photons non-dispersés doit être bloqué avant d'atteindre le détecteur de rayon X. Ceci le plus couramment est fait de deux voies : collimation ou ligne collimation de remarque.

Collimation de remarque

La collimation de remarque emploie la diffraction de la lumière par des trous de cheville pour former le faisceau de rayons X dans un petit endroit circulaire qui illumine l'échantillon.

Un deuxième filtre de collimation de remarque derrière l'échantillon permet seulement à des photons des cornières de dispersion particulières de réussir au détecteur, produisant les cercles concentriques des signes de plus en plus plus faibles au détecteur.

Puisque beaucoup de photons ne l'effectuent pas par le filtre de trou de cheville, cette technique prend potentiellement plusieurs jours de durée de l'analyse de rassembler des caractéristiques suffisantes.
Ligne collimation

Dans la ligne collimation, le faisceau est limité dans seulement un sens, produisant un long mais étroit faisceau des rayons X. Une configuration plus complexe de dispersion est produite au détecteur utilisant la ligne collimation comparée avec la collimation de remarque, exigeant la déconvolution intensive. Cependant, la durée de l'analyse a lieu dans la commande des secondes aux minutes et beaucoup plus rapidement.

Quels types de matériaux peuvent s'analyser par SAXS ?

Un large éventail de matériaux peuvent s'analyser utilisant SAXS, y compris les objectifs solides, les poudres, les gels, les dispersions liquides et les particules gazeuses. Ils peuvent ou peuvent ne pas être homogènes ou cristallins.

SAXS est fréquemment employé pour déterminer la taille, forme et monodispersity des dispersions ou des colloïdes de nanoparticle, nanopowders et composés, polymères, surfactants, microémulsions, biomacromolecules, et matériaux mesoporous.

Les informations complémentaires telles que la composition des nanoparticles, la surface au rapport de volume, la distribution de grandeurs de pore et le comportement de totalisation peuvent également être impliquées par SAXS.

Les constructeurs d'instrument de SAXS comprennent Anton Paar, Bruker AXS, Hecus X-Ray Systems Graz, PANalytical, Rigaku Corporation, Xenocs et Saxslab.

Sources

Further Reading

Last Updated: Jan 22, 2019

Michael Greenwood

Written by

Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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