Dispersión de ángulo pequeño
La dispersión de ángulo pequeño ( SAS ) es una técnica de dispersión basada en la desviación de la radiación colimada lejos de la trayectoria recta después de que interactúa con estructuras que son mucho más grandes que la longitud de onda de la radiación. La deflexión es pequeña (0,1-10 °) de ahí el nombre de ángulo pequeño . Las técnicas SAS pueden proporcionar información sobre el tamaño, la forma y la orientación de las estructuras en una muestra.
SAS es una técnica poderosa para investigar estructuras a gran escala desde 10 Å hasta miles e incluso varias decenas de miles de angstroms . La característica más importante del método SAS es su potencial para analizar la estructura interna de sistemas desordenados y, con frecuencia, la aplicación de este método es una forma única de obtener información estructural directa sobre sistemas con disposición aleatoria de inhomogeneidades de densidad en escalas tan grandes.
Actualmente, la técnica SAS, con sus procedimientos experimentales y teóricos bien desarrollados y una amplia gama de objetos estudiados, es una rama autónoma del análisis estructural de la materia . SAS puede referirse a la dispersión de neutrones de ángulo pequeño (SANS) o la dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS).
La dispersión de ángulo pequeño es particularmente útil debido al aumento dramático en la dispersión hacia adelante que ocurre en las transiciones de fase, conocida como opalescencia crítica , y porque muchos materiales, sustancias y sistemas biológicos poseen características interesantes y complejas en su estructura, que coinciden con la escala de longitud útil. rangos que estas técnicas sondean. La técnica proporciona información valiosa sobre una amplia variedad de aplicaciones científicas y tecnológicas que incluyen agregación química, defectos en materiales, tensioactivos , coloides , correlaciones ferromagnéticas en magnetismo, segregación de aleaciones , polímeros , proteínas ., membranas biológicas, virus , ribosomas y macromoléculas . Si bien el análisis de los datos puede brindar información sobre el tamaño, la forma, etc., sin hacer suposiciones en el modelo, un análisis preliminar de los datos solo puede brindar información sobre el radio de giro de una partícula utilizando la ecuación de Guinier . [1]
Los patrones SAS se representan típicamente como intensidad dispersa en función de la magnitud del vector de dispersión . Aquí está el ángulo entre el haz incidente y el detector que mide la intensidad dispersa, y es la longitud de onda de la radiación. Una interpretación del vector de dispersión es que es la resolución o criterio con el que se observa la muestra. En el caso de una muestra de dos fases, por ejemplo, partículas pequeñas en suspensión líquida, el único contraste que conduce a la dispersión en el rango típico de resolución del SAS es simplemente Δρ, la diferencia en el promediodispersión de la densidad de longitud entre la partícula y el líquido circundante, porque las variaciones en ρ debido a la estructura atómica solo se hacen visibles en ángulos más altos. Esto significa que la intensidad integrada total del patrón SAS (en 3D) es una cantidad invariante proporcional al cuadrado Δρ 2 . En la proyección unidimensional, como se suele registrar para un patrón isotrópico, esta cantidad invariante se vuelve , donde la integral va desde q = 0 hasta donde se supone que termina el patrón SAS y comienza el patrón de difracción. También se asume que la densidad no varía en el líquido ni en el interior de las partículas, es decir, existe un contraste binario .
SAXS se describe en términos de densidad electrónica donde SANS se describe en términos de densidad de longitud de dispersión de neutrones .