Conhecer o índice de refracção do material é essencial para garantir um bom resultado da análise.
Tratando-se de uma técnica óptica, a dispersão da luz é condicionada pela diferença entre o índice de refracção do material (partículas) e do meio.
No painel do material é necessário fornecer o índice de refracção (n) do material e do meio suspensor (parte real (nr «) e imaginária (k – coeficiente de extinção)), o qual pode já constar da base de dados ou não. O valor desse parâmetro vai condicionar o resultado do processo de desconvolução do sinal experimental:
$$n= n_r +ik$$Normalmente é possível encontrar na literatura informação sobre o índice de refracção do material das partículas. Se não houver informação para a parte imaginária assumimos o valor zero (não há absorção). Este valor, de um modo geral, não influencia tanto o processo de tratamento do sinal primário e, portanto, o resultado final.
Por outro lado, a componente imaginária é normalmente bastante baixa (< 0.1), a não ser par óxidos metálicos ou materiais coloridos. O valor da componente imaginária está normalmente associado à cor do material, a qual depende do comprimento de onda da luz incidente. Por exemplo, para um pigmento azul, o valor da componente imaginária é zero para λ=450 nm, e varia entre 1 e 10 quando o comprimento de onda da luz incidente varia de 600 a 900 nm.
O índice de refracção do meio suspensor pode ser facilmente medido num refractómetro (ver vídeo). A medição deve ser efectuada para a mesma temperatura da análise no equipamento de DLS, dado que o índice de refracção depende da temperatura.
Outro parâmetro característico do meio suspensor que é necessário fornecer a priori é a sua viscosidade, dado que os cálculos com base na equação de Stokes-Einstein dependem do valor da viscosidade do meio. De novo, se este valor não constar da base de dados do equipamento terá de ser medido para a mesma temperatura da análise e fornecido a priori.
O índice de refracção da água a 20ºC é 1.3330, para um comprimento de onda de 589.3 nm.
Demonstração da determinação do Índice de Refração
Referências
Handbook of Optical Constants of Solids, 75th Ed., CRC press, EUA, 1995.