[发明专利]胶体晶体生长检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种胶体晶体生长检测装置，尤其涉及一种在微重力环境下的胶体晶体生长检测装置。

背景技术

胶体晶体(colloidal crystal)是指由亚微米级(submicro)或纳米级(nano)的胶体微球分散在溶剂中经过特定的排列方式构成的类似于晶体结构的有序体系。胶体晶体已成为当前研究热点之一。

胶体有序相变的研究意义在于，可用放大了几个数量级的胶体粒子代替原子构成类似于原子晶体的有序结构。与原子晶体相比，胶体晶体在观察的空间和时间分辨率上都有几个数量级的放大，从而可以利用它作为模型体系研究许多原子晶体无法研究的过程。

现有技术的胶体晶体生长检测装置对胶体晶体的生长检测非常简单，无法实现多种胶体生长的检测。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种胶体晶体检测装置，以实现多种胶体生长的检测。

为实现上述目的，本发明提供了一种胶体晶体检测装置，所述胶体晶体生长检测装置具体包括：

主激光器，用于发射激光；

换位设备，所述换位设备包括多个容置胶体晶体的样品仓，所述换位设备用于切换所述样品仓；

第一摄像头，用于获取激光通过胶体晶体后的衍射图像；

第二摄像头，用于通过屏幕获取胶体晶体的形态图像；

控制设备，分别与所述主激光设备、换位设备、第一摄像头和第二摄像头相连接，用于控制所述主激光设备、换位设备、第一摄像头和第二摄像头。

所述胶体晶体生长检测装置还包括分光棱镜，所述主激光器发射的激光通过所述分光棱镜投射入所述样品仓容置的所述胶体晶体。所述胶体晶体生长检测装置还包括备激光器，所述备激光器发射的激光通过所述分光棱镜投射入所述样品仓容置的所述胶体晶体。所述主激光器和备激光器包括：激光发射器、滤光片、空间滤波器、准直棱镜、光栏和汇聚透镜。

所述第一摄像头和第二摄像头利用电荷耦合元件实现。所述胶体晶体生长检测装置还包括白光照明器，用于照射所述样品仓容置的所述胶体晶体。所述白光照明器通过白光发光二极管实现。

所述换位设备还包括加热器，与所述控制设备相连接。所述换位设备还包括搅拌器，与所述控制设备相连接。所述换位设备还包括电极板，与所述控制设备相连接。

本发明胶体晶体检测装置包括多个激光器，换位设备可以切换多个容置胶体晶体的样品仓，从而利用多个摄像头实现多种胶体生长的检测。

附图说明

图1为本发明胶体晶体检测装置的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

由于胶体颗粒尺寸上比原子晶体大几个数量级，与重力相比，其颗粒间的作用力与原子比相对较弱，重力对其结晶过程与结晶结构产生决定性的影响。比如，重力会导致沉降，当胶体颗粒沉淀到样品瓶的底部时便引起结晶的产生。

在重力场中发生沉降过程后，结晶发生前便有一层液体会在容器底部生成。这前两层液体在重力场下进行一阶转换。当沉降具有较高的Peclet系数时(重力与热效应之比)，布朗运动的影响减少了，类似于系统的单层晶体便形成了。当Peclet系数较低时，胶体晶体向外延展。重力还会加速“玻璃化”系统的老化过程，减少晶体成核时间和玻璃转化密度。

鉴于重力对胶体晶体的结晶有如此重要的影响，在减少重力影响的环境下进行实验引起了各国科学家的兴趣。根据万有引力定律，完全的零重力环境是不存在的，各种条件下的微重力胶体晶体实验逐渐展开。

本发明胶体晶体检测装置在微重力环境下研究带电胶体晶体的生长过程。在空间微重力环境研究三种体系胶体溶液的结晶，即两种复合胶体晶体和一种单组分胶体晶体在自然结晶条件下结晶(模式二)，通过记录激光衍射和白光照明下晶体形态随时间的演化，分析胶体晶体的结晶过程。并通过记录激光衍射和白光照明下晶体形态研究胶体晶体结构随温度(35-60℃)和随平板间电压(0.5-2.5V)的变化(模式一)，研究胶体晶体的相变。每个样品的都按照模式一/模式二的设计顺序进行，并结合数据注入方式改变进程。样品不回收，采用实时观察方式进行，结果为衍射图像和形态图像。

图1为本发明胶体晶体检测装置的示意图，如图所示本发明胶体晶体检测装置100具体包括：主激光器111、换位设备120、第一摄像头131、第二摄像头132、控制设备140。