纳米粒度及电位分析仪是一种用于表征纳米级颗粒(或胶体粒子)的关键特性(如粒度分布、zeta 电位等)的精密仪器，广泛应用于材料科学、生物医药、化工、环境科学等领域。以下从核心功能、工作原理、应用场景等方面进行详细介绍：
一、核心功能
该仪器主要用于分析两类关键参数，这也是其名称的由来：
纳米粒度分析
测定颗粒的尺寸大小及分布范围(通常针对 1nm~10μm 的颗粒)，包括平均粒径、粒径分布宽度、多分散指数(PDI)等，帮助判断颗粒的均匀性。
zeta 电位分析
测定颗粒表面的 zeta 电位(又称动电电位)，反映颗粒在分散体系中的稳定性：zeta 电位绝对值越高(通常 > 30mV)，颗粒间排斥力越强，分散体系越稳定；反之则易团聚沉降。
二、工作原理
仪器通过两种经典物理方法分别实现粒度和 zeta 电位的测量：
1. 纳米粒度测量：动态光散射法(DLS)
原理：当激光照射到纳米颗粒时，颗粒因布朗运动(热运动)会散射光，散射光的强度会随时间波动。颗粒越小，布朗运动越剧烈，光强波动频率越高；反之则波动频率越低。
过程：仪器通过探测器捕捉散射光的波动信号，利用相关算法(如光子相关光谱法)分析波动频率，计算出颗粒的扩散系数，再结合斯托克斯 - 爱因斯坦方程，最终得到颗粒的粒径及分布。
2. zeta 电位测量：电泳光散射法(ELS)
原理：纳米颗粒在分散介质中会因表面电荷形成双电层，在外加电场作用下会发生定向移动(电泳现象)。颗粒表面电荷越多，zeta 电位越高，电泳速度越快。
过程：仪器通过激光照射电泳中的颗粒，利用多普勒效应检测散射光的频率变化，计算出颗粒的电泳迁移率，再结合亨利方程，换算得到 zeta 电位值。
三、仪器组成
光源系统：通常采用氦氖激光器(633nm)或半导体激光器，提供稳定的单色光源，确保散射信号的可靠性。
样品池：用于盛放待测分散体系(如胶体溶液、悬浮液)，材质多为石英或特殊玻璃，减少对光的吸收或散射干扰。
光学检测系统：包括透镜、偏振片、光电倍增管(PMT)或雪崩光电二极管(APD)，用于聚焦散射光并将光信号转化为电信号。
电学控制系统：用于 zeta 电位测量时提供稳定的外加电场，并控制电场强度。
数据处理系统：通过专用软件对电信号进行分析，计算并输出粒度分布曲线、平均粒径、zeta 电位值等结果。
6
化工仪器网