奥地利的研究人员发明了一种表征悬浮混合物中纳米粒子的技术。 由开发 马尔科·西米奇 和格拉茨大学的同事，这项新技术将纳米粒子驱动到具有尺寸依赖速度的螺旋轨迹 - 允许分别研究不同尺寸的纳米粒子。 这种新方法可能会改善纳米粒子的加工方式。
纳米粒子广泛用于商业产品和工业过程，包括化妆品、纸张、油漆和药品。 其中许多应用涉及将纳米颗粒悬浮在液体或凝胶中，为确保这些产品的最佳性能，控制纳米颗粒的尺寸非常重要。
这可以使用动态光散射来完成——这种技术依赖于液体中纳米粒子的随机布朗运动。 当纳米粒子被周围的分子推挤时，就会发生布朗运动，因此对于较小的粒子，运动会更加明显。 通过测量纳米颗粒混合物散射的光的波动来揭示布朗运动。
慢动作
虽然这种技术对较小的纳米粒子效果相当好，但较大的纳米粒子受布朗运动的影响较小，因此它们的尺寸更难监测。 此外，该技术不能实时表征尺寸，这是现代制造工艺日益重要的要求。
Šimić 的团队采用了一种称为光流控力感应 (OF2i) 的新方法。 这涉及沿着与弱聚焦光学涡流相同的方向通过微流体通道泵送纳米颗粒混合物。 后者是一种激光束，其波前像开瓶器一样围绕传播方向扭曲，并带有轨道角动量。
不同尺寸的颗粒被激光束加速到不同的速度，提供了一种表征样品中颗粒尺寸的方法。 然而，由于不同大小的粒子以不同的速度移动，粒子碰撞很常见——这会降低速度分离。
扭曲的光
Šimić 的团队使用扭曲激光解决了这个问题。 这将角动量传递给纳米粒子，驱使它们进入螺旋形轨迹。 具有不同质量的粒子遵循不同的轨迹，从而防止碰撞。
原子和分子产生涡旋光束
西米奇 和同事使用放置在通道下方的显微镜检测了螺旋形纳米粒子散射的光 - 使他们能够追踪单个粒子的轨迹。 根据这些轨迹的形状，他们可以确定相应纳米粒子的速度。 利用这些信息，他们可以实时确定液体中颗粒的大小。
该团队使用直径在 200-900 纳米之间的聚苯乙烯纳米颗粒测试了该装置。 这些尺寸超出了动态光散射的能力。 通过进一步调整他们的技术，该团队希望 OF2i 也可用于测量其他纳米粒子特征，包括它们的形状和化学成分。
目前还不确定OF2i是否对聚苯乙烯以外的材料起作用，这将是研究人员未来实验的重点。 但是，如果他们的技术在其他纳米材料上保持其性能，Šimić 及其同事希望它可以为纳米材料加工提供一个灵活的工作台，为广泛应用的新进展铺平道路。
该技术在 物理复习应用.
