Polydisperseissa

Polydisperseissa tarkoitetaan järjestelmiä, joissa partikkelien tai molekyylien koko- tai massajakauma vaihtelee merkittävästi. Termiä käytetään erityisesti kolloidien, polymeerien ja nanomateriaalien tutkimuksessa. Vastakohtana ovat monodispersiset järjestelmät, joissa ominaisuudet ovat käytännössä samanlaisia.

Jakaumaa kuvaavat tilastolliset suureet kuten number-average molecular weight Mn ja weight-average molecular weight Mw sekä polydispersity-tekijä Đ = Mw/Mn. Mn kuvaa hiukkasten lukumäärän avulla laskettua keskikokoa, Mw massapainoitettua keskikokoa. Đ:n arvo on teoreettisesti 1, mutta käytännössä polydisperseissa järjestelmissä se on suurempi kuin 1. Mitä suurempi Đ, sitä laajempi jakauma on.

Mittaus- ja analyysimenetelmät: GPC/SEC antaa molekyylipainojakauman; dynaaminen valon sironta (DLS) arvioi hiukkasen hydrodynaamista sädejakautumaa; SAXS/SANS sekä elektronimikroskopia voivat tarjota lisätietoa rakenteesta ja koosta.

Vaikutukset ominaisuuksiin: polydispersia vaikuttaa viskositeettiin, prosessoituvuuteen, mekaanisiin ominaisuuksiin sekä optisiin ominaisuuksiin ja stabiliteettiin. Esimerkiksi suurempi jakauman leveys voi muuttaa sedimentointia, kiteytymistä ja diffuusiota sekä vaikuttaa reaktiokykyyn.

Säätö ja sovellukset: jakaumaa voidaan hallita syntetisoinnilla ja prosessin olosuhteilla (esimerkiksi elävä polymerointi tai kontrolloidut reaktiotekniikat). Halutulla, kapeammalla jakaumalla pyritään parempiin mekaanisiin tai optisiin ominaisuuksiin; polydisperseja järjestelmiä on yleisesti käytössä maalien, lääkeaineiden ja nanomateriaalien valmistuksessa.