Малоугловое рентгеновское рассеяние

SAXSess - малоугловой рентгеновский дифрактометр, предназначенный для характеристики структуры в нанометровом диапазоне

Современные науки о материалах и технологии всё чаще и чаще имеют дело с “нано”, поскольку присутствие или внедрение наноструктур в материал может значительно изменить его свойства. И это действительно для любых типов материалов, неорганических, органических или композитов на основе того и другого. Формирование структуры на нанометровом уровне важно для течения многих биологических и метаболических процессов. В природе, наноструктуры создают большое число материалов с различными свойствами из относительно небольшого числа основных компонентов.

Данный факт всё больше вдохновляет современных учёных и обещает огромный потенциал для проектирования материалов и для влияния на естественные и технические процессы. Более глубокое понимание связи структуры материала с его физическими, химическими и биологическими свойствами крайне важно в этой перспективе. Прибор SAXSess является идеальным инструментом для анализа наноструктур, присутствующих в различных видах образцов, от жидкостей (например, коллоиды, растворы белков) до твёрдых тел (например, полимерные плёнки, нанокомпозиты). Он приносит точность в научные исследования и надёжность в промышленный анализ.

Малоугловое Рентгеновское Рассеяние (SAXS) является широкоизвестным аналитическим методом для анализа наноструктур. Он широко применяется как в научных исследованиях материалов, так и в рутинной характеризации материалов в течение процесса производства или обработки.

Образцы могут быть твёрдыми телами или жидкостями, содержащими наноразмерные домены другого вещества. Эти домены могут быть твёрдыми, жидкими и даже газообразными в диапазоне размеров от 1 нм до 100 нм.

Когда рентгеновские лучи проникают в такие материалы, они рассеиваются на поверхностях раздела с наноструктурами. Это даёт профиль рассеяния, специфичный для данной структуры.

Метод SAXS точный, экономичный, не деструктивный и обычно нуждается в минимальной пробоподготовке. Более того, SAXS позволяет исследовать взаимодействия между молекулами в режиме реального времени. Эти взаимодействия приводят к самосборке и к изменению структуры в макромасштабе, на этом часто основаны свойства материала или биологические процессы.

Области применения SAXS покрывают огромный диапазон, от эмульсий, жидких кристаллов и макромолекул до пористых материалов и сплавов металлов. Их можно найти в исследованиях и задачах контроля качества.

Наноразмерные частицы и домены рассеивают в области малых углов. Профиль рассеяния SAXS даёт информацию о размере и форме этих частиц. Это помогает определить наноструктуру образца и ориентацию нанодоменов.

Атомные и межатомные расстояния рассеивают в области больших углов. Полученный профиль широкоуглового рассеяния (WAXS) даёт информацию о фазовом состоянии, кристаллической симметрии и молекулярной структуре.

Уникальная особенность (TrueSWAXS™) системы SAXSess позволяет одновременно и непрерывно измерять от малых до широких углов (до 2θ=40°), с постоянным широким разрешением и без переконфигурирования прибора.

Следовательно, система TrueSWAXS™ даёт за одно измерение полную информацию о наноструктуре образца и его фазовом состоянии (например, кристаллический он или аморфный).

Особенности и преимущества системы SAXSess

- Небольшие времена измерения

Компактная конструкция системы SAXSess гарантирует сигнал высокой интенсивности, поступающий на детектор.

- Непревзойдённое разрешение во всём диапазоне

SAXSess позволяет исследовать нанометровые структуры от 0.2 нм до 150 нм.

- Самая простая в настройке и юстировке система SAXS

Простота работы с прибором облегчает процедуру измерения, концепция дизайна SAXSess гарантирует быструю и простую настройку.

- Режимы линейной и точечной коллимации

SAXSess может работать в режиме линейной коллимации для быстрого сбора данных изотропных образцов и в режиме точечной коллимации для изучения анизотропных (ориентированных) образцов.

- Система SmartSAXS™ – универсальное решение

Две системы могут работать одновременно в режимах линейной и точечной коллимации, используя один рентгеновский источник и одну систему детектирования.

- Универсальные держатели образцов

Широкий набор держателей образцов позволяют исследовать практически любые типы образцов от очень низких до высоких температур.

- Одновременное и непрерывное получение данных SAXS и WAXS

Система TrueSWAXS™ делает возможным получение информации о наноструктуре и фазовом состоянии образца за одно измерение.

- Передовые системы детектирования

Системы детектирования SAXSess не нуждаются в сервисном обслуживании и обеспечивают превосходное разрешение.

- Быстрый сбор и совершенная обработка экспериментальных данных

Система SAXSess включает в себя специальный пакет программного обеспечения для быстрого сбора и всесторонней обработки данных.

- Источник рентгеновского излучения

используемый в SAXSess имеет следующие особенности: долговременная стабильность работы и минимальную стоимость эксплуатации.

- Современная многослойная фокусирующая оптика

обеспечивает высокоинтенсивный монохроматический рентгеновский пучок.

- Улучшенная система блока коллимации

даёт сформированный первичный рентгеновский пучок и эффективно убирает паразитное рассеяние. Она определяет разрешение системы и гарантирует низкий фон.

- Держатели образцов

температура очень точно контролируется в диапазоне от -150 до 300°C. Существует большой выбор держателей под самые разные типы образцов.

- Полупрозрачный отсекатель первичного пучка

позволяет точно определить нулевой угол рассеяния и измерить интенсивность первичного пучка для определения коэффициента пропускания образца.

- С уникальной особенностью TrueSWAXS™

можно получать данные о мало- и широкоугловом рассеянии за одно измерение на одном и том же образце.

- Высококлассные системы детектирования

Система SAXSess предлагает две высококлассные системы детектирования, которые можно использовать альтернативно на одном приборе SAXSess без необходимости изменения его настроек или конфигурации:

- Система детектирования чувствительными пластинами обладает широким линейным динамическим диапазоном и покрывает углы рассеяния 2θ до 40°.

- Система детектирования CCD даёт возможность проводить автоматизированные измерения SAXS и измерения онлайн процессов во времени.

Мощное и простое в работе программное обеспечение

Вместе с прибором SAXSess поставляется мощный пакет программ для сбора и оценки данных малоуглового рентгеновского рассеяния (SAXS). Оценка данных включает базовую обработку данных (получение средних значений, вычитание фона и т.д.), моделирование, устранение размытий и аппроксимацию.

Типичные приложения

- Размер частиц взвешенных нано-порошков

- Катализаторы (определение поверхности на единицу объёма)

- Бетон, каменный уголь и другие аморфные твёрдые тела

- Сплавы

- Форма частиц

- Внутренняя структура частиц

- Отношение величины поверхности к объему, пористость

- Молекулярный вес, число агрегации

- Степень кристалличности

- Распределение частиц по размерам

- Самоорганизующиеся ПАВ-системы

- Микроэмульсии

- Липидные мембраны

- Молекулярная биология (белки, вирусы, комплексы ДНК и т.д.)

- Исследования полимеров и технология

- Волокна