입자 크기 분포(PSD)는 제약, 화장품, 식품, 재료 과학 등 다양한 산업에서 중요한 파라미터입니다.PSD 측정에는 시료에 존재하는 입자 크기의 범위와 상대적인 비율을 결정하는 것이 포함됩니다.특정 입자 크기 범위, 시료 유형 및 측정 목표에 적합한 여러 가지 방법을 사용할 수 있습니다.일반적인 기술로는 체 분석, 직접 이미지 분석, 정적 광 산란(SLS 또는 레이저 회절), 동적 광 산란(DLS), 콜터 카운터 및 나노 입자 추적 분석(NTA) 등이 있습니다.방법 선택은 예상 입자 크기 범위, 재료 특성, 측정에 필요한 정확도 및 해상도 등의 요인에 따라 달라집니다.
핵심 사항을 설명합니다:
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체 분석:
- 설명:체 분석은 입자 크기 분포, 특히 고체 입자를 측정하는 데 널리 사용되는 전통적이고 널리 사용되는 방법입니다.이 분석은 시료를 메쉬 크기가 점점 작아지는 일련의 체에 통과시킵니다.
- 입자 크기 범위:125mm에서 20μm 범위의 입자에 적합합니다.
- 장점:간단하고 비용 효율적이며 정교한 장비가 필요하지 않습니다.
- 제한 사항:건조하고 자유롭게 흐르는 분말로 제한되며 20μm보다 작은 입자는 측정할 수 없습니다.
- 응용 분야:건설, 광업, 농업과 같은 산업에서 일반적으로 사용됩니다.
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직접 이미지 분석:
- 설명:이 방법은 현미경 또는 디지털 이미징 기술을 사용하여 입자의 이미지를 캡처합니다.그런 다음 이미지를 분석하여 입자 크기와 모양을 결정합니다.
- 유형:정적(정지 이미지 캡처) 또는 동적(움직이는 파티클 캡처)이 가능합니다.
- 장점:입자 형태 및 크기 분포에 대한 자세한 정보를 제공합니다.
- 제한 사항:시간이 오래 걸리며 시료 전처리가 필요합니다.입자가 매우 작거나 처리량이 많은 분석에는 적합하지 않을 수 있습니다.
- 응용 분야:상세한 입자 특성 분석이 필요한 연구 및 품질 관리에 사용됩니다.
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정적 광 산란(SLS)/레이저 회절(LD):
- 설명:레이저 회절이라고도 하는 SLS는 입자 분산을 통과할 때 레이저 빔의 산란 패턴을 측정합니다.산란 패턴은 입자 크기 분포를 계산하는 데 사용됩니다.
- 입자 크기 범위:일반적으로 0.1μm에서 수 밀리미터의 입자를 측정합니다.
- 장점:빠르고 정확하며 다양한 입자 크기에 적합합니다.습식 및 건식 시료 모두에 사용할 수 있습니다.
- 제한 사항:구형 파티클을 가정하며, 구형이 아닌 파티클의 경우 항상 정확하지 않을 수 있습니다.
- 애플리케이션:제약, 식품 및 화학 산업에서 널리 사용됩니다.
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동적 광 산란(DLS):
- 설명:DLS는 현탁액 속 입자의 브라운 운동으로 인한 산란광의 변동을 측정합니다.강도 변동을 분석하여 입자 크기를 결정합니다.
- 입자 크기 범위:나노 입자 및 서브미크론 입자(일반적으로 1nm~1μm)에 가장 적합합니다.
- 장점:작은 입자에 매우 민감하며 액체 현탁액의 입자를 측정할 수 있습니다.
- 제한 사항:안정적인 현탁액이 필요하며 다분산 시료나 큰 입자에는 효과가 떨어집니다.
- 응용 분야:생명 공학, 나노 기술 및 콜로이드 과학에서 일반적으로 사용됩니다.
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콜터 카운터:
- 설명:콜터 카운터는 입자가 작은 구멍을 통과할 때 전기 저항의 변화를 감지하여 입자 크기를 측정합니다.각 입자는 부피의 전해질을 이동시켜 저항에 측정 가능한 변화를 일으킵니다.
- 입자 크기 범위:일반적으로 0.4μm~1200μm의 입자를 측정합니다.
- 장점:정확하고 재현 가능한 결과를 제공합니다.고체 입자와 세포를 모두 측정할 수 있습니다.
- 제한 사항:입자를 전해질 용액에 현탁시켜야 합니다.조리개를 통과할 수 있는 입자로 제한됩니다.
- 애플리케이션:의료 진단, 품질 관리 및 연구에 사용됩니다.
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나노입자 추적 분석(NTA):
- 설명:NTA는 레이저 광 산란과 비디오 현미경을 사용하여 현탁액에서 개별 나노 입자의 움직임을 추적합니다.입자의 브라운 운동을 분석하여 입자 크기 분포를 결정합니다.
- 입자 크기 범위:나노 입자 및 작은 입자(일반적으로 10nm~1μm)에 적합합니다.
- 장점:고해상도 크기 분포 데이터를 제공하며 저농도 시료를 측정할 수 있습니다.
- 제한 사항:안정적인 현탁액이 필요하며 다분산 시료나 큰 입자에는 효과가 떨어집니다.
- 응용 분야:나노 기술, 약물 전달 및 환경 과학에 사용됩니다.
방법 선택 요약:
- 체 분석:크고 건조한 입자(125mm ~ 20μm)에 적합합니다.
- 직접 이미지 분석:입자의 상세한 형태 분석에 이상적입니다.
- 정적 광 산란(SLS/LD):다양한 입자 크기(0.1μm~수 밀리미터)와 습식 및 건식 시료 모두에 적합합니다.
- 동적 광 산란(DLS):나노 입자 및 서브미크론 입자(1nm~1μm)에 적합합니다.
- 콜터 카운터:0.4μm~1200μm 범위의 입자, 특히 현탁액에 효과적입니다.
- 나노 입자 추적 분석(NTA):나노 입자(10nm~1μm)의 고해상도 분석.
결론:
입자 크기 분포를 측정하는 방법의 선택은 시료의 특정 요구 사항과 원하는 정확도 및 분해능에 따라 달라집니다.체 분석은 큰 입자에 대한 전통적이고 비용 효율적인 방법이며, 레이저 회절, 동적 광 산란 및 나노 입자 추적 분석과 같은 기술은 작은 입자와 더 자세한 분석을 위한 고급 기능을 제공합니다.각 방법의 장점과 한계를 이해하는 것은 주어진 용도에 가장 적합한 기술을 선택하는 데 매우 중요합니다.
요약 표
| 방법 | 입자 크기 범위 | 장점 | 제한 사항 | 애플리케이션 |
|---|---|---|---|---|
| 체 분석 | 125mm ~ 20μm | 간단하고 비용 효율적이며 정교한 장비가 필요하지 않음 | 건조하고 자유롭게 흐르는 분말로 제한되며 20μm 미만의 입자는 측정할 수 없습니다. | 건설, 광업, 농업 |
| 직접 이미지 분석 | 다양 | 상세한 입자 형태 및 크기 분포 | 시간이 많이 걸리고 시료 전처리가 필요하며 매우 작은 입자에는 적합하지 않음 | 연구, 품질 관리 |
| 정적 광 산란(SLS/LD) | 0.1 μm ~ 수 mm | 빠르고 정확하며 습식 및 건식 시료에 적합 | 구형 입자 가정, 비구형 입자의 경우 정확도가 떨어짐 | 제약, 식품, 화학 산업 |
| 동적 광 산란(DLS) | 1nm ~ 1μm | 작은 입자에 매우 민감하며 액체 현탁액에서 작동합니다. | 안정적인 현탁액 필요, 다분산 또는 큰 입자에는 효과적이지 않음 | 생명공학, 나노기술, 콜로이드 과학 |
| 콜터 카운터 | 0.4μm ~ 1200μm | 정확성, 재현성, 고체 입자 및 세포 측정 | 전해질 용액이 필요하며, 조리개를 통과하는 입자로 제한됨 | 의료 진단, 품질 관리, 연구 |
| 나노입자 추적 분석(NTA) | 10nm ~ 1μm | 고해상도 크기 분포, 저농도 시료에 사용 가능 | 안정적인 현탁액 필요, 다분산 또는 큰 입자에는 효과적이지 않음 | 나노기술, 약물 전달, 환경 과학 |
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