納米粒度及電位分析儀是一種用于表征納米級顆粒(或膠體粒子)的關鍵特性(如粒度分布、zeta 電位等)的精密儀器，廣泛應用于材料科學、生物醫藥、化工、環境科學等領域。以下從核心功能、工作原理、應用場景等方面進行詳細介紹：
一、核心功能
該儀器主要用于分析兩類關鍵參數，這也是其名稱的由來：
納米粒度分析
測定顆粒的尺寸大小及分布范圍(通常針對 1nm~10μm 的顆粒)，包括平均粒徑、粒徑分布寬度、多分散指數(PDI)等，幫助判斷顆粒的均勻性。
zeta 電位分析
測定顆粒表面的 zeta 電位(又稱動電電位)，反映顆粒在分散體系中的穩定性：zeta 電位絕對值越高(通常 > 30mV)，顆粒間排斥力越強，分散體系越穩定；反之則易團聚沉降。
二、工作原理
儀器通過兩種經典物理方法分別實現粒度和 zeta 電位的測量：
1. 納米粒度測量：動態光散射法(DLS)
原理：當激光照射到納米顆粒時，顆粒因布朗運動(熱運動)會散射光，散射光的強度會隨時間波動。顆粒越小，布朗運動越劇烈，光強波動頻率越高；反之則波動頻率越低。
過程：儀器通過探測器捕捉散射光的波動信號，利用相關算法(如光子相關光譜法)分析波動頻率，計算出顆粒的擴散系數，再結合斯托克斯 - 愛因斯坦方程，最終得到顆粒的粒徑及分布。
2. zeta 電位測量：電泳光散射法(ELS)
原理：納米顆粒在分散介質中會因表面電荷形成雙電層，在外加電場作用下會發生定向移動(電泳現象)。顆粒表面電荷越多，zeta 電位越高，電泳速度越快。
過程：儀器通過激光照射電泳中的顆粒，利用多普勒效應檢測散射光的頻率變化，計算出顆粒的電泳遷移率，再結合亨利方程，換算得到 zeta 電位值。
三、儀器組成
光源系統：通常采用氦氖激光器(633nm)或半導體激光器，提供穩定的單色光源，確保散射信號的可靠性。
樣品池：用于盛放待測分散體系(如膠體溶液、懸浮液)，材質多為石英或特殊玻璃，減少對光的吸收或散射干擾。
光學檢測系統：包括透鏡、偏振片、光電倍增管(PMT)或雪崩光電二極管(APD)，用于聚焦散射光并將光信號轉化為電信號。
電學控制系統：用于 zeta 電位測量時提供穩定的外加電場，并控制電場強度。
數據處理系統：通過專用軟件對電信號進行分析，計算并輸出粒度分布曲線、平均粒徑、zeta 電位值等結果。
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