通过小角X射线散射实验评估圆柱形几何中长纳米粒子的取向排列
软凝聚态物质
2018-04-24 v1 介观与纳米尺度物理
化学物理
摘要
近年来，新的X射线装置可用性与亮度的提升，使得表征各种微流控应用中分散纳米粒子的运动成为可能。其中一项应用是Håkansson等人[Nature communications 5, 2014]所展示的通过纤维素纳米纤丝（CNF）的流体动力学排列与组装制备强连续长丝的工艺。在该过程中，研究流场中纳米纤丝的排列至关重要，因为这进而影响干燥长丝的最终材料性能。小角X射线散射（SAXS）是一种非常适合的表征技术，通常提供垂直于光束方向的投影平面内的排列信息。本工作中，我们展示一种简单方法，通过假设纳米纤丝绕流动方向的方位角均匀分布——该假设在流动聚焦过程中近似成立——从SAXS实验重建完整的三维（3D）取向分布函数（ODF）。出于演示目的，对Håkansson等人（2014）的实验结果进行了修订，对所给出的序参数做了微小修正。随后将结果与简单的数值模型直接比较，以描述流动系统及干燥过程中CNF排列的增加。所提出的重建方法将有助于改进理论或数值模拟，从而为优化包含长纳米粒子流动排列的组装工艺开辟新的可能。
引用
@article{arxiv.1711.02489,
title = {Evaluating alignment of elongated nanoparticles in cylindrical geometries through small angle X-ray scattering experiments},
author = {Tomas Rosén and Christophe Brouzet and Stephan V. Roth and Fredrik Lundell and L. Daniel Söderberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.02489},
year = {2018}
}
备注
37 pages, 10 figures, supplementary material