2982020021

barwienie płynu. Istnieje jednak możliwość wizualizacji silnie rozpraszających światło nano-cząstek, konstruując tzw. nanoskop, czyli mikroskop optyczny, w którym nano-obiekt oświetla wiązka laserowa skierowana prostopadle do osi obiektywu. Silne rozproszenie światła na nanocząstkach jest uwidocznione w obiektywie mikroskopu jako jasne rozbłyski, umożliwiając ich lokalizację i śledzenie ruchu (rys 11).

Śledzenie chaotycznych ruchów nanocząstek w cieczy stwarza możliwość pomiaru ich wielkości. Teoria ruchów Browna wiąże stałą dyfuzji D, odpowiedzialną za chaotyczny ruch cząstki, z wielkościami makroskopowymi takimi jak temperatura T, lepkość cieczy /u oraz średnica cząstki d, następującą zależnością:

D = kT/3jcpd ,

gdzie k = 1,38-10‘²³ JK'¹ jest stałą Boltzmanna.

Ponieważ obserwowane pod mikroskopem średnie przemieszczenie <s²> zależy statystycznie jedynie od stałej dyfuzji D i czasu obserwacji t:

<s²> = 2 D t,

analiza ruchów Browna pozwala na wyznaczenie wymiarów nano-cząstek lub, przy znanych wymiarach nanocząstek, zmierzenia na przykład lokalnej temperatury cieczy.

Rys. 12. Spektrum wielkości nanocząstek srebra wyznaczone na podstawie sekwencji 580 obrazów mchów Browna zarejestrowanych pod mikroskopem optycznym.

Analiza ruchów Browna, z uwagi na ich statystyczny charakter, wymaga zarejestrowania i przeanalizowania setek obrazów cyfrowych. Na każdym z obrazów rejestrowanych kamerą cyfrową w stałych ostępach czasowych At znajduje się na ogól wiele cząstek. Dla znalezienia