малоугловое рентгеновское рассеяние сокр., МРР (англ. small angle X-ray scattering сокр., SAXS) — упругое рассеяние рентгеновского излучения на неоднородностях вещества, размеры которых существенно превышают длину волны излучения, которая составляет λ = 0,1–1 нм; направления рассеянных лучей при этом лишь незначительно (на малые углы) отклоняются от направления падающего луча.

Описание

Наличие в полидисперсной системе равномерно распределенных неоднородностей, размеры которых лежат в диапазоне от 1 до 100 нм, приводит к рассеянию рентгеновских лучей под малыми углами (< 30о). При исследовании зависимости интенсивности рассеянного излучения от угла рассеяния (рис. а) можно определить такие характеристики наноразмерных элементов, как их форма и размер, фазовый состав, внутренняя структура, ориентация и распределение.

Источниками рентгеновского излучения в экспериментах служат как рентгеновские трубки (длина волны излучения λ = 0,1–0,2 нм), так и синхротронное излучение (λ = 0,03–0,35 нм). При маолоугловом рассеянии пучок первичного изучения должен быть достаточно узким и нерасходящимся, который получается с помощью специальных коллимационных систем . Проходя сквозь образец, пучок рассеивается и регистрируется при помощи детекторов. Размер и форму частиц находят на основе зависимости интенсивности рассеянного излучения от угла рассеяния (рис. а). Например, в изотропной дисперсной системе интенсивность рассеяния рентгеновских лучей определяется формулой Гинье:

где  — волновой вектор рассеяния,  — длина волны излучения,  — угол рассеяния излучения ( — радиус инерции частицы относительно ее центра масс).

Тогда при построении графика Гинье — зависимости  — размер и форму рассеивающей частицы можно определить по тангенсу угла наклона прямой  (Рис. б).

Метод находит широкое применение для получения информации о форме и строении огромного числа материалов: белковых молекул, поверхностно-активных веществ, различных дисперсных систем (например, пигментов в краске, клеток крови), эмульсий, волокон, катализаторов, полимеров и нанокомпозитовжидких кристаллов.

Иллюстрации

а — Спектр малоуглового рентгеновского рассеяния белковой молекулы NADPH оксидазы.б
а — Спектр малоуглового рентгеновского рассеяния белковой молекулы NADPH оксидазы.
б — График Гинье, позволяющий определять размерность белковой молекулы NADPH оксидазы.
Авторы: R. P. Rambo, G. L. Hura, A. L. Menon, M. Hamel, M.W. Adams, J. A. Tainer. Цитируется с портала Biosis, www.bioisis.net, посвященного исследованию макромолекулярных соединений методом малоуглового рассеяния

Автор

  • Стрелецкий Алексей Владимирович

Источники

  1. Малоугловое рассеяние // Физическая энциклопедия. Т. 3 / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. С. 41–44.
  2. Суздалев И.П. Нанотехнология. Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. — М.: КомКнига, 2006. — 592 с.

Напишите нам