Partikeldurchmesser

Partikeldurchmesser bezeichnet den charakteristischen Durchmesser eines Partikels oder einer Partikelgruppe. Da Partikel häufig unregelmäßig geformt sind, wird der Durchmesser oft als äquivalenter Durchmesser angegeben. Zu den gängigen Definitionen gehören der volumenäquivalente Durchmesser (Durchmesser eines idealen Kugelpartikels mit gleichem Volumen), der oberflächenäquivalente Durchmesser (gleiche Oberfläche), der hydrodynamische Durchmesser (basierend auf der Bewegung in Flüssigkeiten), der Mobilitätsdurchmesser (basierend auf der freien Beweglichkeit in einem elektrischen Feld) und der aerodynamische Durchmesser (basierend auf dem Strömungswiderstand in der Luft). Unterschiedliche Definitionen liefern oft unterschiedliche Werte, insbesondere bei unregelmäßigen oder aggregierten Partikeln.

Größenordnungen reichen von wenigen Nanometern bis zu Millimetern: Nanopartikel bis ca. 100 nm, Feinstaub ca. 100 nm bis 2,5 μm, grobe Partikel größer als ca. 2,5 μm. Je nach Anwendungsfall werden andere Größenbereiche relevant.

Messmethoden umfassen dynamische Lichtstreuung (DLS) zur Bestimmung des hydrodynamischen Durchmessers in Suspensionen; Laser-Diffraktion bzw. Laser-Diffraktion zur volumenbasierten Verteilung; Differential Mobility Analysis/Scanning Mobility Particle Sizer (DMA/SMPS) für Mobilitätsdurchmesser; mikroskopische Verfahren wie Transmission- oder Rasterelektronenmikroskopie (TEM/SEM) zur direkten Messung; Siedeverfahren oder Siebung für gröbere Partikel. Oft kombinieren Forscher mehrere Methoden, um Verzerrungen durch Form, Agglomeration oder Polydispersität zu vermeiden.

Die Kenntnis des Partikeldurchmessers ist entscheidend für die Charakterisierung von Suspensionen, Filtration, Aerosol- und Umweltmodellierung, Wirkstofffreisetzung in der Pharmazie sowie das Fließ- und Mischverhalten von Gemischen.