Photonkorrelationsspektroskopie
zur Partikelgrößenanalyse von 1 nm bis 10 µm
in hochverdünnten Suspensionen

"Photon Correlation Spectroscopy" (PCS) basiert auf Dynamischer Lichtstreuung. Die Veränderung der Nahordnung der Partikel über die Zeit, bedingt durch die Brownsche Molekularbewegung, wird betrachtet um die Größe von Nanopartikeln mittels der Stokes-Einstein-Beziehung zu bestimmen. Bei konstanter Temperatur T benötigt diese Methode nur die Kenntnis der Viskosität h der Suspensionsflüssigkeit zur Bestimmung einer mittleren Partikelgröße und der Breite der Verteilungsfunktion (und zur Ermittlung von Volumensverteilungen den Brechungsindex n).

Die Brownsche Molekularbewe-gung resultiert aus Stößen der in thermischer Bewegung befindlichen Moleküle der Suspensionsflüssigkeit gegen die Partikel.	Die Intensität im Beugungsmuster beobachtet unter einem Streuwinkel Q fluktuiert über die Zeit t.	Da die Nahordnung kleiner Partikel sich schneller auflöst als die Nahordnung von groben Partikeln, kann die Partikelgröße z.B. aus dem Abfall der Autokorrelationsfunktion G (bei bekanntem h und T) abgeleitet werden.

Die etablierte Theorie für PCS ist ausschließlich für nur einfach gestreutes Licht gültig. Jeglicher Anteil von mehrfach gestreutem Licht führt zu verfälschten PCS-Resultaten und Fehlinterprätationen. Als Konsequenz, daraus erfordert PCS höchst verdünnte Suspensionen um dadurch Mehrfachstreuung zu vermeiden. Diese geringste Konzentration von Partikeln läßt diese Methode allerdings äußerst sensibel auf geringste Verunreinigungen in der Flüssigkeit reagieren. Deshalb müssen gewöhnlich hochreine Flüssigkeiten und Reinraumbedingungen bei der Probenvorbereitung und der Messung eingesetzt werden. Weitere Details finden sich unter ISO 33321 (1996).

Im Gegensatz zu PCS, kann die Photonkreuzkorrelationsspektroskopie (PCCS), wie Sympatec sie liefert, für die Messung von Partikelgröße und Stabilität von Nanopartikeln in hochkonzentrierten opaken Supensionen und Emulsionen eingesetzt werden, da Mehrfachstreuung vollständig eliminiert wird.