Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005

MethodenM38: SAXSess – Das Instrument für NanomaterialienM38: SAXSess – Das Instrumentfür NanomaterialienRöntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) ist eineUntersuchungsmethode für die Struktur von Materialen,die aus mindestens zwei Komponenten(Phasen) bestehen. Ist eine der Komponenten in deranderen so fein verteilt, dass ihre Partikelgrößen inden Nanometerbereich fallen (typischerweise zwischen0,5 und 50 nm), dann kann eine Anwendungvon SAXS folgende Strukturparameter liefern:Partikelgrößen und deren VerteilungPartikelsymmetrie (Kugel, Zylinder, Lamelle)und innerer AufbauPorosität (Oberfläche pro Volumen)Anordnung (Kristallinität) und Orientierungder PartikelMolekulargewichtSubstanzklassen, die sich für eine SAXS-Untersuchungeignen, sind Kunststoffe und Mischungen,Suspensionen, Farben, Papier, Aerogele, Emulsionen,Cremen, Membranen, Katalysatoren, Ultraschall-Kontrastmittel,Viren, Proteine u.v.a.m.Bei der Untersuchung wird die Probe mit einemRöntgenstrahl durchleuchtet (s. Abb. 1). Die Strukturder Partikel wird in einem SAXS-Experimentüber ein Streubild indirekt sichtbar, das sich ergibt,wenn die gestreuten Röntgenstrahlen am Detektorzur Interferenz kommen (s. Abb. 2). Das Interferenzbildergibt sich aus der Summe aller Wellen, die ausdem Partikel kommen, es ist daher charakteristischfür die Größe und Symmetrie des Partikels. Daimmer viele Partikel gleichzeitig bestrahlt werden,Abbildung 1:Eine Probe, bestehend aus Partikeln,wird mit Röntgenlicht durchstrahlt. EinTeil des Lichtes wird von den Partikelngestreut und ergibt ein Streubild amDetektor.Abbildung 2:Ein Partikel wird mit Röntgenwellen beleuchtet.Alle Volumselemente innerhalbdes Partikels streuen Licht zum Detektor,wo die jeweilige Wegdifferenz zueinem charakteristischen Interferenzbildführt.100Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005