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Artículos Regulares


Rev. LatinAm. Metal. Mat. 2010, 30(2): 190-200

A SMALL-ANGLE LIGHT SCATTERING INSTRUMENT TO STUDY SOFT CONDENSED MATTER

Angel Romo-Uribe, Bonifacio Alvarado-Tenorio, Maria E. Romero-Guzmán

Online: 30-07-2010

GA-98

Abstract


A simple and inexpensive small-angle light scattering (SALS) instrument for soft condensed matter studies has been developed; the instrument has the advantage of simplicity of equipment, rapid detection and presentation of the entire small-angle pattern for investigation. A wide scattering vector range is achieved using a CCD detector; despite the low-budget components utilized the instrument characteristics have enabled us to obtain high-quality light scattering data from soft matter systems. The setup is especially well suited to studies of systems with a weak scattering power and/or a time-dependent structure evolution in a wide spatial range with sub-micrometer resolution. The technique enabled to measure the size, anisotropy, radial periodicity and internal structure of polymer spherulites at a resolution below that achieved by optical microscopy. Applications of this instrument to investigate the microstructure and spatial correlations in semi-crystalline polymers using the Debye-Bueche theory, and in thermotropic liquid crystalline polymers are also reported. Furthermore, it is demonstrated that the technique is also suitable to study the evolution of microstructure with applied uniaxial tensile strain in thin polymer films.

Un instrumento sencillo y de bajo costo de difracción de luz a ángulo-pequeño (SALS, por sus siglas en inglés) para estudiar la materia condensada suave ha sido desarrollado; el instrumento tiene la ventaja de simplicidad de equipo, rapida detección y la presentación del patrón de ángulo-pequeño completo para su investigación. Un rango amplio del vector de difracción se logra al utilizar un detector CCD; a pesar del bajo costo de los componentes utilizados, las características del instrumento nos han permitido obtener datos de alta calidad de difracción de luz de sistemas de materia suave. El dispositivo está especialmente adaptado para el estudio de sistemas con difracción débil y/o con evolución de la microestructura dependiente del tiempo en una gama espacial amplia con resolución de sub-micras. La técnica permitió medir el tamaño, la anisotropía, la periodicidad radial y la estructura interna de las esferulitas de un polímero a una resolución por debajo de la alcanzada por microscopia óptica. Las aplicaciones de este instrumento para investigar la microestructura y las correlaciones espaciales en polímeros semicristalinos usando la teoría de Debye-Bueche, y en cristale líquidos poliméricos termotrópicos también son reportadas. Además, se muestra que la técnica es también conveniente para estudiar la evolución de la microestructura al aplicar una tensión uniaxial a películas poliméricas delgadas.


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