تجزیه و تحلیل پاشیدگی‌های كلوئیدی به وسیله‌ی تفرق نوترونی زاویه – كوچك

ذرات كلوئیدی كه طبق تعریف حداقل یك بعد مكانی از یك تا nm100 دارند، هنگامی كه در حلال‌های آبی یا روغنی پاشیده می‌شوند پدیده‌های جالب گوناگونی به نمایش می‌گذارند. نمونه‌های متعارف عبارت‌اند از رنگ‌های تیكوستروپیك با مبنای بسپار كه اگر به آن‌ها برس كشیده شود پخش می‌شوند ولی بلافاصله مجدداً سفت می‌شوند و نمی‌چكند، و یا روغن‌هایی كه با انجام تغییراتی به صورت مغناطیسی، چسبنده كشسان، یا خرد معلق در می‌آیند. تعدادی فرایندهای صنعتی دست كم بر یك درك پدیده شناختی از چنین رفتاری متكی هستند، اما پیچیدگی بسیاری از پاشیدگی‌های كلوئیدی تا این اواخر از تكوین توصیفی برای آن به گونه‌ای تفصیلی و بنیادی جلوگیری كرده است.
ساختارهای پاشیدگی را می‌توان در سه رده وسیع طبقه‌بندی كرد: پاشیدگی‌های همسانگرد ذراتی كه برهم‌كنش همسانگرد دارند (مثال: شبكه‌های بسپار كروی) پاشیدگی‌های همسانگرد ذراتی كه بر هم كنش ناهمسانگرد دارند (مثال: كلوئیدهای مغناطیسی یا فروشاره‌ها)، و ساختاهای ناهمسانگرد كه ممكن است از ذراتی تشكیل شوند كه از طریق پتانسیل‌های همسانگرد برهم‌كنش دارند درك چگونگی وابستگی این ذرات به یكدیگر در سطح میكروسكوپیك در چنین سستم‌هایی پیچیده است زیرا بسیاری از جالب‌ترین ذرات، به ویژه كلوئیدهای زیستی، از اجتماع مولكول‌های پاشیده تشكیل می‌شوند و از خود موجودیت مستقلی ندارند. لازم است كه ساختار محیط پاشیده و نیز ذراتی را كه از آن به وجود می‌آیند به طور همزمان و بدون ابهام تعیین كنیم.
پراكندگی نوترون در زوایای كوچك (SANS) به دلایلی چند برای چنین بررسی‌هایی یك ابزار ایده‌آل تشخیص داده شده است: ساختارهای اتم‌های سبك را در حلال‌های متشكل از اتم‌های سبك می‌توان با تباین خوب مطالعه كرد، قواعد گزینش برای پراكندگی مغناطیسی امكان جدا كردن اثرات مغناطیسی را بدون استفاده از مدل به وجود می‌آورند، و جایگزینی ایزوتوپی امكان می‌دهد تا با تغییر گسترده‌ای در ضریب شكست مواد تشكیل دهنده اجتماع‌ها بتوان جایگاه‌های مشخص را مطالعه كرد. در نخستین رده مطالعات درباره كلوئیدهای كروی باردار در حال برهم‌كنش قوی، با كاربست مناسب نظریه جدید مایعات برای وصول به یك توصیف كمی از پراكندگی در شكل تحلیلی كامل، پیشرفت عمده‌ای حاصل شد. از چنین مطالعاتی اینك به طور عادی، مثلاً برای اندازه‌گیری در جای خود ابعاد و بار الكتریكی كلوئیدهای كوچك در محیطهای پاشیده متراكم استفاده می‌شود.
فروشاره‌ها، رده دوم كلوئیدها و از موارد عمده توجه نظری و عملی هستند كه در آن‌ها تحلیل كمی مطالعات SANS با پیشرفت‌هایی در نظریه مایع مغناطیسی ممكن شده است.
تازه‌ترین پیشرفت اساسی در زمینه پاشیدگی‌های ذرات كلوئیدی ناهمسانگرد نظیر واحدهای چند سلولی (میسل‌های) میله مانند كه در بسیاری از محلول‌های مولكولی آمفیفیلیك تشكیل می‌شوند، حاصل شده است. در این سیستم‌ها نظریه تحلیلی مایعات به خاطر خصلت آن در پیشگویی احتمال سمتیت نسبی دو ذره از این نوع در فاصله معین، به صورتی غیر قابل اجرا در می‌آید. در این مورد روش تجربی جدیدی ابداع شده است كه در آن با قرار دادن محیط پاشیده تحت تأثیر یك جریان برشی چسبنده، به همه ذرات سمتیت واحدی داده می‌شود، و بدین ترتیب از مشكل نظری به طور كامل اجتناب می‌شود. مزیت دیگر این روش آن است كه نقش‌های پراكندگی SANS وجود تقارن در ذرات كلوئیدی را به طور مستقیم نشان می‌دهد. در نتیجه این رویدادها و نظایر آن‌ها، در سال‌های اخیر استفاده از SANS در مطالعات كلوئیدی معمول شده است. یك نتیجه فرعی قابل توجه این است كه بسیاری از سیستم‌های كلوئیدی اینك به قدر كافی شناخته شده‌اند كه بتوانند به عنوان سیستم‌های مدلی قابل كنترل برای بررسی فرایندهای فیزیكی دیگر، از قبیل ذوب برشی به كار بروند.