什么是標準粒子

關(guān)鍵詞：標準粒子，NIST，微粒粒度標準物質(zhì)

標準粒子，也常被稱為微粒/顆粒標準物質(zhì)、微粒粒度標準物質(zhì)或參考顆粒，由于粒度表征的復雜性和測量原理不同，粒度測量方法無不例外地需要粒度標準物質(zhì)進行校正和驗證。粒度標準物質(zhì)是指那些足夠均勻且穩(wěn)定，可用于測量粒徑大小及分布的可溯源的物質(zhì)。上使用的粒度標準物質(zhì)通常是單分散的聚苯乙烯乳膠球, 還有二氧化硅微球和氧化鋯微球等。

在上，通常將粒度標準物質(zhì)分為單分散和多分散兩種類型。單分散通常是指粒徑分布的幾何標準偏差小于1.2%。單分散的標準粒子由于粒徑分布范圍窄、具有良好的單分散性，常被用于檢測工作，如掃描/透射電子顯微鏡、粒度測量儀、激光技術(shù)儀等精密度量儀器的檢定和校準，也能在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療診斷等多個行業(yè)發(fā)揮作用。近些年，粒度標準物質(zhì)的研究從微粒尺寸測量擴展到功能性納米微粒標準物質(zhì)研究，球形金納米顆粒和二氧化鈰等材質(zhì)粒度標準物質(zhì)被研制和應用。

 在美國，作為政府機構(gòu)的美國國家標準技術(shù)研究院 (National Institute for Standards and Technology， NIST) 提供的標準物質(zhì)在上被認為較具有高認可性。NIST研制了多種納米/亞微米/微米級的粒度標準物質(zhì)，包括金顆粒和聚苯乙烯微球。而在歐洲，歐洲共同體標準局(BCR)于20世紀80年代公布了粒徑為2μm、4.8μm和9.6μm二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯納米級標準物質(zhì)，主要應用于醫(yī)學中血液細胞標準物質(zhì)的測定。

我國研究微/納米級粒度標準物質(zhì)的起步較晚，從上世紀80年代末才開始立項研究，截止到目前有幾十種聚苯乙烯微球和二氧化硅國家粒度標準物質(zhì)。隨著微/納米級粒度標準物質(zhì)的研制和使用，我國定值技術(shù)不斷完善和標準化，同時也制定了相關(guān)標準，對粒度標準物質(zhì)的制備和定值進行規(guī)定。2004年，標準化組織公布了ISO13322-1《利用顯微鏡法與圖像分析法測量納米/亞微米顆粒》的標準。2008年，我國在標準的基礎(chǔ)上頒布了《粒度分析圖像分析法部分靜態(tài)圖像分析法》，介紹了利用電子顯微鏡、采用圖像分析法進行粒度分析的基本流程、方法和適用范圍。現(xiàn)階段我國納米/亞微米級粒度標準物質(zhì)一般使用電子顯微鏡和圖像分析法結(jié)合進行定值，溯源到國家長度基準或標準上。GJB/J 5416—2005《計數(shù)器檢定規(guī)程》,JJF1190—2008《計數(shù)器校準規(guī)范》和JJF 1290—2011《微粒檢測儀校準規(guī)范》分別規(guī)定了利用單分散聚苯乙烯球形顆粒檢定和校準計數(shù)器和微粒檢測儀，同時限定了單分散球形顆粒的粒徑分布相對標準偏差。這些標準和規(guī)范的制定，推動了微米/亞微米/納米粒度標準物質(zhì)的研究。國產(chǎn)微米/亞微米/納米粒度標準物質(zhì)現(xiàn)已在粒度儀校準、粒度測量方法評價和環(huán)境監(jiān)測等多領(lǐng)域應用廣泛。