目前納米顆粒粒度測(cè)量的主要方法包括電鏡法、離心沉降法、動(dòng)態(tài)光散射法、X射線衍射法等，由于動(dòng)態(tài)光散射法在成本及干擾因素等方面與以上各方法相比優(yōu)勢(shì)較明顯，因此動(dòng)態(tài)光散射法已成為測(cè)量納米顆粒粒度的主流。但是由于光的穿透性和折射率問(wèn)題的限制，使得動(dòng)態(tài)光散射法在測(cè)量透光性較差（主要體現(xiàn)在高濃度懸濁液）以及與水的折射率（如金屬銀等）相近的顆粒粒度時(shí)并不理想。而超聲衰減譜法(UASA)可用于測(cè)量透光性差以及濃度相對(duì)較高的乳濁液和懸濁液。根據(jù)粒徑與超聲波波長(zhǎng)之間的關(guān)系可以將超聲在懸濁液中的傳播分為短波長(zhǎng)區(qū)、中波長(zhǎng)區(qū)和長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)等三種條件。國(guó)外基于超聲衰減譜法測(cè)量顆粒粒度的研究中，普遍使用ECAH 模型，由于此模型考慮非常全面且需要非常多的物性參數(shù)，因此在粒度反演計(jì)算過(guò)程中耗時(shí)較多。而ECAH 的簡(jiǎn)化模型—McClements 模型很大程度上縮短了反演計(jì)算時(shí)間。目前，基于McClements 模型的粒度研究主要限于微米級(jí)顆粒。但是理論上：將McClements 模型疊加BLBL模型再與最優(yōu)正則化算法(ORT)相結(jié)合，是適合納米級(jí)顆粒粒度分布測(cè)量的。

McClements&BLBL 模型應(yīng)用前提假設(shè)

超聲衰減譜法利用超聲波在通過(guò)含有顆粒相的連續(xù)介質(zhì)時(shí)所引起的依賴頻率變化的衰減譜來(lái)測(cè)量顆粒粒度。對(duì)于McClements模型有如下假設(shè)：

（1）滿足“長(zhǎng)波長(zhǎng)”條件，即ka1 的情況（k 為入射平面壓縮波的波數(shù)）。此條件的確立使得在頻率一定的情況下，可以測(cè)量粒度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的顆粒尺寸。在使用標(biāo)稱中心頻率為50MHz 的高頻寬帶（衰減后可利用頻寬范圍達(dá)25MHz-62MHz）超聲波表征納米級(jí)顆粒粒度時(shí)，ka≈2.5×10-31；

（2）只考慮熱傳導(dǎo)和粘性機(jī)制引起的損失。

（3）只考慮單散射效應(yīng)。當(dāng)被測(cè)懸濁液或乳濁液的體積濃度高于13%時(shí)會(huì)產(chǎn)生復(fù)散射效應(yīng)。而當(dāng)體積濃度低于13%，且顆粒相分布均勻時(shí)，可認(rèn)為顆粒間只存在單散射效應(yīng)。

    研究人員選取了納米銀顆粒樣品作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象對(duì)McClements&BLBL 模型的分析能量進(jìn)行了驗(yàn)證。McClements&BLBL 模型結(jié)合最優(yōu)正則化算法（ORT），反演得到的納米銀顆粒粒度分布曲線如圖1所示。圖2是離心沉降的粒徑分布圖。對(duì)比兩組測(cè)試結(jié)果，粒度分布情況是基本吻合的。

    小結(jié)：以McClements&BLBL模型為基礎(chǔ)，結(jié)合最優(yōu)正則化算法(ORT)，反演計(jì)算得到該納米銀顆粒的粒度分布；與CPS離心沉降納米粒度分析儀測(cè)量結(jié)果和TEM圖像結(jié)果相比較，測(cè)量結(jié)果吻合較好，表明采用高頻寬帶超聲衰減譜法表征納米顆粒粒度分布是可行的。當(dāng)前，以激光粒度儀為代表的實(shí)驗(yàn)室粒度檢測(cè)設(shè)備已經(jīng)非常成熟。但是激光粒度儀（無(wú)論是靜態(tài)散射光還是動(dòng)態(tài)散射光原理的）的在線系統(tǒng)應(yīng)用，一直受制于三個(gè)應(yīng)用的前提條件：需光源直接照射樣品，需要較好的光信號(hào)接收結(jié)構(gòu)，需要恰當(dāng)?shù)臉悠窛舛取３曀p譜法的非浸入式測(cè)量特性，為實(shí)現(xiàn)快速在線測(cè)量提供了有力支持。目前已經(jīng)有微米級(jí)的超聲衰減譜法在線粒度檢測(cè)系統(tǒng)，相信不久的將來(lái)，納米級(jí)的在線系統(tǒng)也會(huì)出現(xiàn)在我們面前。

（粉體圈 作者：敬之）