動的光散乱（DLS）分析から得られるZ平均および粒子サイズ分布の有効な解釈における粒子間相互作用の役割

粒子サイズの分析ツールとして動的光散乱（DLS）が広く利用されているにもかかわらず、ユーザー間で提起される重要な質問の1つは、得られたデータの適切な分析と解釈をどのように行うかという点です。この観点から、本研究はDLS分析から得られるZ平均および3種類の粒子サイズ分布（強度加重、体積加重、数加重）の解釈に対する粒子間相互作用の役割を明らかにすることを目的として実施されました。実験結果は、DLSから得られた弱く相互作用する（非常に安定な）SiO2粒子のZ平均が、TEM分析から得られた値とほぼ同一であることを示しました。一方、強く相互作用する（不安定な、凝集する）裸のFe3O4粒子に関しては、DLSから得られたZ平均はTEMの結果の約10倍大きいことが示されました。粒子サイズ分布に関しては、単調で単分散のSiO2粒子では3つのサイズ分布すべてが単一の鐘型曲線に密接に重なり合っているのに対し、ポリ分散構造に凝集した裸のFe3O4粒子では、3つのサイズ分布が互いに大きな変動を示すことがわかりました。この観察は、後者のケースでは適切なサイズ分布を選択することが難しいことを示唆しています。さらに、裸のFe3O4粒子のZ平均は、DLS測定に使用される粒子濃度に大きく依存することがわかりました。粒子凝集動力学に関する3つの独立したケーススタディの結果は、強度加重分布が体積加重および数加重分布に比べてより論理的かつ一貫した右シフトを提供することを示しました。