雷射粒徑分析儀

雷射粒徑分析儀

這是一台用來測量顆粒或粒子大小的儀器，很多領域裡的人都會用的到，同樣的在化粧品工業裡也是需要使用這台設備來做為品質改進或控管。

其實在化粧品工業裡這台機器並不陌生，但是由於價格昂貴，因此買得起的公司實在不多。

為什麼我們需要來測量粒徑？

從一般人的觀念來看，小的物體一定比大的物體更容易進入皮膚是吧！這就一個必須來測量的理由，希望不要進入皮膚內的物質，我們就把它製造成大一點的型態，希望能進入皮膚內的物質，就把它製造的小一點，那麼就可以增加進入皮膚的機會。

從化粧品工業來看，有些材料把它製造的小一點，可以增加表面積，塗抹於皮膚上時的用量就能少一點，體積大小趨於一致，也能有利於顏色的展現。在乳化製品上，也能觀察品質之差異。

當然雷射粒徑分析儀的用途還有很多很多，我無法一一說明解釋，這可能需要自己多參考人家的研究發表。

那麼雷射粒徑分析儀的原理是什麼？

這台機器基本的原理精神其實不複雜，利用光線在無阻礙條件下，會一直無限延伸的特性，來開發出的設備。

透過下列圖片來解釋：

一般來說：光現在沒有阻礙的條件下，會一直筆直的無限延伸。

一但遇到阻擋物時，就會受到影響而偏離原來所行進之管道，這時的光線會因為偏離而散射往另一個方向前進，這時候只要在樣品槽的外面裝上一些偵測接收器，就能接收到偏離原行進方向的雷射光。

當粒子較小時，雷射光偏離的角度就會較小，反之，粒子較大時，就會產生較大的偏離角度，再透過特定的數學公式計算，就能算出該粒子的粒徑大小。然而這些算出來的數據，並不是單獨的粒子粒徑，而是平均值，這是因為這些受測樣品的尺寸都非常的小，我們無法使用一般的工具來測量，而這些粒子的數量又非常多，也沒辦法一個一個的用人工測量，因此就將受測樣品分散在分散相裡，利用部份微小物體會進行布朗運動的原理，雷射光就能持續測量到不同粒子的型態，因此就能一次測量到很多粒子，經計算後就能得知平均大小。

其實測量粒子的大小有很多種方法，必須考慮到受測樣品的特性來選擇，比較常見的方式，利用顯微鏡來觀察也是個方法。

經過雷射粒徑分析儀的測量後，可以得到三個重要的資訊。

1.     平均粒徑 (Particle Size)

2.     粒徑分佈係數 (Polydispersity index)

3.     界面電位 (Zeta potential)大陸地區稱為：界達電位。（此部份視機器規格而論，有些機器不具此種功能。）

平均粒徑 (Particle Size)的意義就如同前面所介紹，這是一個平均值，並無法得知實際的樣品中大部份的粒子是屬於什麼大小？因此就必須參考粒徑分佈係數 (Polydispersity index)的資訊，來得知受測樣品中，經由雷射光每次所測得之粒子的實際大小為何？以及大多數的粒子都是屬於哪個範圍？

另外在界面電位 (Zeta potential)方面，由於微小物體會因為本身表面帶有電荷的原因，因此會進行布朗運動，為了瞭解這些粒子的行為，就必須來測量界面電位，透過這樣的測量，我們可以理解粒子與粒子間的作用。

不知道各位是否有看過，天使與魔鬼這部電影？

電影中因為歹徒拿到一罐名稱為：God Particle (上帝粒子;也稱:帝子)之物品，因為該物極為不穩定，若沒有把它放入特性的容器內，並供給電力，不然就會產生大爆炸，其中的理論應該就是利用界面電位的特性，利用同性相斥的原理，讓容器內充滿與上帝粒子表面相同之電荷，因此上帝粒子就會被固定在位置上，不會衝出容器，一但電力供應失效，電場消失，粒子衝出，就會產生撞擊發生大爆炸。 (當然這是故事中的情節，與事實不符。)

現實中真的有上帝粒子這種實驗及實驗設備(大強子對撞機)，如有興趣可以自行上網搜尋God Particle，會有很多有趣的資料，聽說台灣也有科學家在進行研究。

※電影中的上帝粒子是否用此方法來穩定，我並不知道，這只是我個人猜想的而已。