O espectrofotômetro visível ultravioleta apresenta um valor de aplicação único na análise do tamanho de partículas e da morfologia, com base nas propriedades de absorção da matéria para comprimentos de onda específicos, que podem indiretamente refletir a distribuição dimensional e as características morfológicas das nanopartículas.
Análise de tamanho de partículas
O tamanho das partículas de nanopartículas está intimamente relacionado com sua posição de pico espectral de absorção. Tomemos, por exemplo, as nanopartículas de ouro, cujo pico de absorção por ressonância de plasma de superfície se move na direção das ondas longas à medida que o tamanho das partículas aumenta. Quando o tamanho da partícula aumenta de 10nm para 50nm, o pico de absorção pode se deslocar do vermelho de 520nm para acima de 550nm. Medindo o comprimento de onda do pico de absorção, em combinação com a teoria da dispersão de Mie ou fórmulas empíricas, o tamanho médio das partículas pode ser contraempurrado. Por exemplo, uma equipe de pesquisadores usou um espectrofotômetro visível ultravioleta para detectar picos de absorção de nanopartículas de prata e descobriu que o tamanho da partícula correspondente aumentou de 20nm para 30nm quando o pico se mudou de 400nm para 420nm, o que é altamente consistente com os resultados do eletroscópio de transmissão.
Relação de forma
A formação das partículas tem um impacto significativo na largura e forma do pico do espectro de absorção. Os picos de absorção das partículas esféricas são geralmente simétricos e estreitos, enquanto que as partículas em forma de barras ou placas podem causar um pico alargado ou dividido devido ao sexo oposto. Por exemplo, as nanobarras de ouro apresentam picos de absorção perto de 520 nm e 700 nm nos padrões de ressonância de plasma de superfície vertical e horizontal, respectivamente, e a proporção de comprimento pode ser estimada pela relação de força do pico. Um experimento mostrou que, quando a proporção de comprimento da nanobarra de ouro aumentou de 2:1 para 4:1, a proporção de intensidade do pico longitudinal ao pico horizontal passou de 0,5 a 1,2, refletindo intuitivamente a mudança de forma.
Vantagens técnicas
Este método oferece vantagens de fácil operação e baixo custo, especialmente para exames rápidos em sistemas de soluções. Em comparação com as técnicas tradicionais, como a dispersão dinâmica da luz e o microscópio eletrônico, o espectrofotômetro visível ultravioleta não requer preparação de amostras complexas e pode concluir a análise preliminar em minutos. No entanto, sua limitação é a necessidade de confiar em modelos teóricos de tipos de partículas conhecidos e a precisão limitada da análise de sistemas multidispersos.