在納米材料懸浮液、食品乳液、生物制劑等復(fù)雜分散體系的研發(fā)與生產(chǎn)中,穩(wěn)定性是決定產(chǎn)品貨架期與性能的核心指標(biāo)。傳統(tǒng)穩(wěn)定性測試依賴肉眼觀察或離心分離,存在靈敏度低、破壞性強(qiáng)的局限。而基于靜態(tài)多重光散射(SMLS)原理的
多重光散射儀,通過非侵入式光學(xué)檢測技術(shù),為分散體系穩(wěn)定性分析提供了高精度、實(shí)時(shí)動態(tài)的解決方案。

一、技術(shù)原理:光與顆粒的“微觀對話”
當(dāng)近紅外光(波長880nm)穿透分散體系時(shí),光子與體系中的顆粒發(fā)生散射。在低濃度透明體系中,透射光(T)強(qiáng)度直接反映顆粒濃度分布;在高濃度不透明體系中,后向散射光(BS)強(qiáng)度則揭示顆粒粒徑變化。多重光散射儀通過雙檢測器同步捕獲T與BS信號,結(jié)合移動檢測頭對樣品進(jìn)行垂直掃描(每20-40μm采集一次數(shù)據(jù)),構(gòu)建出樣品濃度與粒徑隨時(shí)間變化的“光學(xué)指紋圖譜”。
二、核心優(yōu)勢:從定性觀察到定量分析的跨越
1.無損原位檢測:無需稀釋樣品或施加外力,避免破壞體系自然狀態(tài)。某石油磺酸鹽乳狀液穩(wěn)定性測試中,該技術(shù)成功捕捉到未磺化油微粒在儲存15天后的0.3%透光率變化,驗(yàn)證了其優(yōu)于傳統(tǒng)離心法的靈敏度。
2.寬域檢測能力:支持0.01μm-1mm粒徑范圍、0.0001%-95%體積濃度的樣品分析。在3D打印陶瓷漿料研發(fā)中,該技術(shù)可同時(shí)監(jiān)測納米級磨料團(tuán)聚與微米級氣泡遷移,為配方優(yōu)化提供多維數(shù)據(jù)。
3.動態(tài)穩(wěn)定性量化:通過TSI(Turbiscan Stability Index)不穩(wěn)定性指數(shù),將分層厚度、粒子遷移速度等參數(shù)轉(zhuǎn)化為0-100的量化評分。某疫苗乳劑穩(wěn)定性測試顯示,TSI值與貨架期衰減率呈強(qiáng)線性相關(guān)(R²=0.98),為加速老化實(shí)驗(yàn)提供科學(xué)依據(jù)。
三、應(yīng)用場景:跨行業(yè)的穩(wěn)定性控制利器
1.制藥領(lǐng)域:在脂質(zhì)體納米粒制備中,該技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測磷脂雙分子層自組裝過程,將粒徑分布標(biāo)準(zhǔn)差從15%優(yōu)化至3%。
2.食品工業(yè):通過程序化溫度掃描(4-80℃),模擬酸奶在冷鏈運(yùn)輸中的相分離現(xiàn)象,指導(dǎo)增稠劑用量調(diào)整,使析水率降低67%。
3.新能源材料:在鋰離子電池漿料研發(fā)中,該技術(shù)可識別導(dǎo)電劑碳納米管的絮凝臨界點(diǎn),將固含量均勻性提升40%,減少極片涂布缺陷。
從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到生產(chǎn)線質(zhì)量控制,多重光散射儀正重塑分散體系穩(wěn)定性測試的范式。其非侵入、實(shí)時(shí)、量化的特性,不僅縮短了配方開發(fā)周期,更通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策模式,為高附加值產(chǎn)品的穩(wěn)定性保障提供了技術(shù)基石。隨著AI算法與光學(xué)傳感技術(shù)的融合,未來該領(lǐng)域?qū)⑾蚋咄?、更智能化的方向演進(jìn),持續(xù)推動材料科學(xué)向精密制造邁進(jìn)。