研究纳米颗粒的一个根本难点在于，研究对象太小，光学显微镜无法分辨，因此测量它们的尺寸可能相当困难。当然，如果你有扫描电子显微镜，测量颗粒尺寸就很简单了。但对于设备不太完善的实验室来说，像[Etienne]的OpenDLS这样的动态光散射系统就很合适。
动态光散射的工作原理是将激光束照射到细颗粒悬浮液中，然后使用光传感器测量散射到特定点的光强度。当颗粒进行布朗运动时，散射光的强度会发生变化。根据散射光变化的速度，可以计算出运动颗粒的速度，从而计算出它们的大小。
OpenDLS 使用 3D 打印和激光切割的框架来容纳一个小型激光二极管，该二极管将光线照射到一个比色皿中，比色皿的侧面是光传感器。[Etienne] 尝试了几种不同的方案，包括光敏电阻和专为 Arduino 设计的光传感器，但最终选择了带有两级跨阻放大器的光电二极管。Arduino 以 67 kHz 的频率采样数据，然后通过串口将其发送到主机，主机使用 SciPy 和 NumPy 来分析数据。遗憾的是，我们大约晚了六年才开始关注这个故事，而且 Python 程序现在也有点过时了（它是用 Python 2 编写的）。不过，对于一个有志于更新它的黑客来说，更新它应该不难。
使用标准的188纳米聚苯乙烯分散体，OpenDLS计算出的尺寸为167纳米。这种低估似乎是一个持续存在的问题，可能是由于光散射多次造成的。进一步稀释悬浮液可能会有所帮助，但这也会使信号更难测量，而且系统已经接近硬件的极限了。
这并不是测量微小颗粒尺寸的唯一创新方法，甚至也不是光学研究微小颗粒的唯一方法。当然，如果你有电子显微镜，纳米颗粒是一个很好的测试目标。
原文： https://hackaday.com/2025/08/30/measuring-nanoparticles-by-scattering-a-laser/