Mục tiêu của luận văn này là tiếp tục phát triển và đánh giá các kỹ thuật tán xạ ánh sáng, cụ thể là tán xạ ánh sáng động (DLS), phương pháp chụp ảnh bóng (shadowgraph) và kính hiển vi động vi sai (DDM), để xác định chính xác hệ số khuếch tán khối lượng trong các hệ phân tử và hạt. Tất cả các kỹ thuật nêu trên đều dựa trên phân tích theo thời gian của sự biến động về cường độ ánh sáng tán xạ. Tuy nhiên, cách thực hiện thực nghiệm của chúng lại khác nhau đáng kể. Trong khi DLS thường phát hiện ánh sáng tán xạ ở vùng xa, phương pháp chụp ảnh bóng và DDM phân tích ánh sáng tán xạ ở vùng gần. Hơn nữa, phương pháp chụp ảnh bóng dựa trên sự hình thành các biến động không cân bằng về mật độ chất lỏng khi có sự hiện diện của gradient nhiệt độ và nồng độ vĩ mô, trong khi DLS và DDM có thể được áp dụng cho các hệ thống ở trạng thái cân bằng nhiệt động. Trong công trình này, DLS và phương pháp chụp ảnh bóng được áp dụng để xác định hệ số khuếch tán Fick trong các hệ phân tử. Các phương pháp DLS và DDM được áp dụng để xác định hệ số khuếch tán hạt trong các hệ hạt. Dựa trên các phát hiện, sự khác biệt giữa các kỹ thuật tán xạ ánh sáng này về độ phức tạp của thí nghiệm, phân tích dữ liệu, khả năng áp dụng cho các hệ thống khác nhau và độ bất định có thể đạt được đã được xác định. Các hướng dẫn về khả năng áp dụng chúng để xác định chính xác hệ số khuếch tán khối lượng cũng được trình bày.

Abstract:

The aim of this thesis is to further develop and evaluate light scattering techniques, namely the dynamic light scattering (DLS), the shadowgraph method, and the differential dynamic microscopy (DDM), for the accurate determination of mass diffusivities in molecular and particulate systems. All of the aforementioned techniques are based on the temporal analysis of fluctuations in the intensity of scattered light. Their experimental realizations, however, differ significantly. While DLS typically detects scattered light in the far-field, the shadowgraph method and DDM analyze the scattered light in the near-field. Moreover, the shadowgraph method relies on the formation of non-equilibrium fluctuations in fluid density in the presence of macroscopic temperature and concentration gradients, whereas DLS and DDM can be applied to systems that are in thermodynamic equilibrium. In this work, DLS and the shadowgraph method were applied to determine the Fick diffusion coefficient in molecular systems. DLS and DDM methods were applied to determine the particle diffusivity in particulate systems. Based on the findings, the distinctions between these light scattering techniques in terms of experimental complexity, data analysis, applicability to various systems, and attainable uncertainty are identified. Guidelines regarding their applicability for the accurate determination of mass diffusivity are presented.

Ngôn ngữ:	eng
Tác giả:	Wu, Wenchang
Thông tin nhan đề:	Light Scattering Techniques for the Determination of Mass Diffusivities in Molecular and Particulate Systems
Nhà xuất bản:	FAU University Press
Loại hình:	Tài nguyên giáo dục mở / Bộ sưu tập: Kỹ thuật hóa học
Bản quyền:	https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Nguồn gốc:	https://directory.doabooks.org/handle/20.500.12854/170170
Mô tả vật lý:	162tr
Năm xuất bản:	2024