快速了解粒徑分析！該如何挑選粒徑分析儀？ - 大昌華嘉科學應用實例

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快速了解粒徑分析！該如何挑選粒徑分析儀？

為什麼要做粒徑分析

粒徑分析是一種用於測量物體中顆粒大小分佈的技術。粒徑分析有助於深入了解產品的特性。如：製藥行業會透過粒徑分析來判斷藥物的溶解速率、生物利用度和藥物釋放速度，進而去改善配方。

在進行粒徑分析時，最重要的第一步是確認測量對象的「顆粒大小」屬於哪個範圍，一般可以分為「微米級」或「奈米級」。根據顆粒大小的不同，所採用的測量方法也會有所差異。

	微米（μm）	奈米（nm）
1單位換算	百萬分之一米（0.000001米）	十億分之一米（0.000000001米）
使用領域	常用於描述生物學、材料科學和日常物品的尺寸。	主要用來衡量極其微小的物質結構，如分子、原子及納米技術。
常見範例	• 人的頭髮直徑：50至100微米。 • 紅血球直徑：6至8微米。 • 紙張厚度：70至100微米。	• DNA雙螺旋結構直徑：約2納米。 • 水分子直徑：約0.275納米。 • 半導體製程技術：如5納米和7納米製程的晶片。

粒徑分析測量方法（技術說明）

測量方法	雷射光繞射法	動態圖像分析法 (DIA)	動態光散射法 (DLS)
測量顆粒範圍	一般為微米級	一般為微米級	一般為奈米級
樣品型態	乾粉或溶液	乾粉或溶液	溶液
優勢	測量快速	可量測形狀、真圓度	測量快速
限制	無法得知形狀及顏色	與雷射粒徑分析儀相比價格較高	不適用於具有不均勻分散或高度聚集的樣品

◆ 雷射光繞射法(Laser Diffraction)：現今最常使用的粒徑分析技術，透過測量顆粒對雷射光光束的繞射情況，大粒子的繞射角度較小，相反小粒子的繞射角度較大，適用於液體和固體樣品。

（圖一）雷射光繞射法示意圖

◆ 動態圖像分析法(Dynamic Image Analysis)：此技術利用快速擷取的影像，持續捕捉通過量測區域的顆粒影像，可進行顆粒的形狀分析，更深入的了解樣品特性。

（圖二）動態圖像分析法示意圖

◆ 動態光散射法(Dynamic Light Scattering,DLS)：用於分析奈米顆粒的的技術，分析方法基於奈米顆粒於液體中的布朗運動，即較小的顆粒在液體中移動得更快，較大的顆粒則越慢。

（圖三）動態光散射法分析法示意圖

藥品與生物科技	半導體	3D列印
粒徑分析有助於檢核藥物微粒的一致性與穩定性，確保藥物以正確的速率釋放並達到最佳的吸收效果，影響藥效發揮。	在晶圓製造過程中，粒徑分析用於控制清洗液和拋光劑中的顆粒，避免微小顆粒污染導致製造缺陷，確保製程精度與晶圓潔淨度。	材料的粒徑大小影響列印的精度與表面光滑度。較小的粒徑可提高細節品質，但增加噴嘴堵塞風險，並影響成型速度和強度。

環境保護與監測	潤滑液	農業
粒徑分析應用於監測空氣、水、土壤中的顆粒大小，如空氣中的PM2.5，幫助追蹤污染源並制定有效的環保措施。	添加劑顆粒的粒徑分佈影響潤滑液的潤滑性能與穩定性，適當的粒徑分佈可減少摩擦與磨損，從而延長設備的使用壽命。	土壤中的顆粒大小影響其滲透性、保水性及養分供應，粒徑分析有助於優化農業生產條件，提升作物的生長環境與產量。

塑膠	高分子材料	化妝品
在塑膠生產中，粒徑分析有助於控制顆粒均勻性，不同粒徑的塑膠顆粒會影響熔融行為、流動性和最終產品的機械性能。	粒徑大小會影響高分子材料的加工性能和物理性質，較小的粒徑可提高溶解度與反應性，影響聚合物的結晶性和流變行為。	化妝品的質感和使用效果與粒徑大小有關，粒徑分析可確保粉底、眼影等產品的均勻性，提升使用者的使用感受和產品效果。

量子點	建築業	陶瓷	食品與飲料
量子點的粒徑直接決定其光學性能，如吸收和發射光的波長，因此精確控制粒徑是實現特定光學效果的關鍵。	在建築材料如水泥、沙子、混凝土中，粒徑分佈影響材料的強度與耐久性，粒徑分析有助於確保建築材料的質量。	陶瓷粉末的粒徑影響其成品密度和機械性能，較小的粒徑可提升燒結過程的致密化，並增加陶瓷的強度與耐磨性。	粒徑分析可改善食品的質地與口感，例如冰淇淋的滑順度和巧克力的細膩度，提升產品的品質與消費體驗。

挑選粒徑分析儀需要考量多方面的因素，包括顆粒大小範圍、需測得資訊、乾式或濕式以及量測技術等，應根據您的需求進行判斷，以下將透過粒徑分析儀之間的差異，協助您挑選。
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型號	SYNC	NANOTRAC FLEX	CAMSIZER X2
示意圖