El espectrómetro visible ultravioleta muestra un valor de aplicación único en el análisis del tamaño de las partículas y la morfología, que se basa en las características de absorción de la materia de la luz de longitud de onda específica y puede reflejar indirectamente la distribución del tamaño y las características morfológicas de las nanopartículas.
Análisis del tamaño de las partículas
El tamaño de las partículas de las nanopartículas está estrechamente relacionado con la posición de su pico espectral de absorción. En el caso de las nanopartículas de oro, su Cumbre de absorción de resonancia de plasma superficial se mueve en dirección de onda larga a medida que aumenta el tamaño de las partículas. Cuando el tamaño de las partículas aumenta de 10 nm a 50 nm, el pico de absorción puede moverse de 520 nm al rojo a más de 550 nm. Al medir la longitud de onda del pico de absorción, combinada con la teoría de dispersión MIE o la fórmula empírica, se puede deducir el tamaño promedio de las partículas. Por ejemplo, un equipo de investigación utilizó un espectrómetro visible ultravioleta para detectar el pico de absorción de nanopartículas de plata y descubrió que cuando el pico se trasladó de 400 nm a 420 nm, el tamaño de las partículas correspondientes aumentó de 20 nm a 30 nm, lo que fue muy consistente con los resultados de la microscopía electrónica de transmisión.
Correlación morfológica
La morfología de las partículas tiene un impacto significativo en el ancho del pico y la forma del espectro de absorción. Los picos de absorción de las partículas esféricas suelen ser simétricos y estrechos, mientras que las partículas en forma de barra o escamas se ensanchan o se dividen debido a la heterogeneidad. Por ejemplo, las nanovarillas de oro presentan picos de absorción cerca de 520 nm y 700 nm en modo de resonancia de plasma superficial longitudinal y transversal, respectivamente, y la relación de longitud a diámetro se puede estimar a través de la relación de intensidad de pico. Un experimento mostró que cuando la relación longitud - diámetro de la nanobarra de oro aumentó de 2: 1 a 4: 1, la relación de intensidad entre el pico longitudinal y el pico transversal aumentó de 0,5 a 1,2, lo que refleja intuitivamente los cambios morfológicos.
Ventajas tecnológicas
Este método tiene las ventajas de una operación simple y bajo costo, y es especialmente adecuado para la detección rápida en el sistema de solución. En comparación con las técnicas tradicionales como la dispersión dinámica de la luz y el microscopio electrónico, el espectrómetro visible ultravioleta no necesita una preparación compleja de muestras y puede completar el análisis preliminar en unos minutos. Sin embargo, su limitación radica en la necesidad de confiar en modelos teóricos de tipos de partículas conocidos y la precisión del análisis de sistemas multidispersos es limitada.