Evaluación de tres Métodos Numéricos Alternativos para Estimar Tamaños de Partículas Nanométricas por Dispersión de Luz Dinámica a Múltiples Ángulos

CLEMENTI, L. A.; GUGLIOTTA, L.M.; VEGA, J.R.

San José

Simposio; XII Simposio Latinoamericano de Polímeros SLAP 2010; 2010

Lanotec y Universidad Nacional de Costa Rica

La distribución de tamaños de partícula (PSD) es una propiedad importante en dispersiones poliméricas. La técnica óptica de dispersión de luz dinámica (DLS) permite estimar con rapidez y precisión un diámetro medio de la PSD, denominado DDLS. La teoría de Mie se utiliza para calcular la intensidad de luz dispersada I por una partícula de diámetro D a un ángulo θ prefijado. Para estimar la PSD se requiere resolver un problema inverso mal condicionado (PIMC), consistente en invertir el modelo de Mie sobre la base de las autocorrelaciones g(1)(), derivadas de las mediciones. Una PSD estimada por DLS a ángulo simple presenta una resolución moderada; mientras que la obtenida por combinación de DLS a múltiples ángulos (MDLS) exhibe mejoras significativas (1). En este trabajo se comparan tres métodos numéricos {M1, M1, M3} para estimar la PSD de un látex a partir de mediciones de MDLS. El método lineal M1 utiliza las mediciones g(1)(), y requiere una estimación previa de los factores de normalización, kθ (1). El método no-lineal M2 utiliza los DDLS para estimar la PSD mediante el modelo descrito en (2) combinado con una optimización por enjambre de partículas (3). Por último, el método no-lineal M3 es novedoso, y consiste en efectuar una minimización global del error entre las mediciones g(1)() y sus estimaciones a partir de la PSD buscada. En M3 no se requiere conocer los factores kθ. A continuación, se estudia el desempeño de los tres métodos en base a un ejemplo simulado y a un caso experimental.