Reseña histórica
La línea de investigación sobre determinación de tamaño de partículas por scattering óptico comenzó en el CIOp hace más de 15 años cuando se llevaron a cabo la determinación de mediciones de material particulado dieléctrico de una solución con para tratamiento de cueros (¿superficies porosas?) por métodos ópticos. En esa oportunidad, se implementó la técnica de scattering angular a una longitud de onda con polarizaciones paralela y perpendicular al plano de observación. La reproducción de la intensidad observada para distintos ángulos y ambas polarizaciones se ajusta con teoría de Mie, utilizando el radio de las partículas como parámetro de ajuste. Desde entonces, se realizaron actualizaciones al equipamiento tendientes a realizar experiencias con un mayor grado de automatización.
La línea se expandió hacia otros métodos ópticos para la determinación de tamaño de partículas, como la extinción espectral. A diferencia del scattering angular, aquí se mide la variación de intensidad que sufren las distintas frecuencias componentes de un fino haz de luz blanca, luego de atravesar la muestra, con un espectrofotómetro comercial simple. Si las partículas no poseen bandas de absorción en el rango espectral en estudio, la disminución logarítmica de la intensidad en función de la longitud de onda puede relacionarse con el scattering a 0º (forward scattering) y permite determinar el radio de partículas, conociendo el índice de refracción de las mismas y del medio en función de la longitud de onda. Con este método se pudieron determinar radios promedio de partículas componentes de emulsiones para tratamiento de cueros.
Más adelante, se incorporó el método de espectroscopía de backscattering para la determinación de diámetro de partículas dieléctricas en solución. La disposición experimental resulta sencilla y apta para mediciones endoscópicas: una fibra óptica lleva luz a la muestra mientras que otra fibra similar y paralela a la primera recoge la luz dispersada a 180º por la muestra y la envía a un espectrógrafo para su registro. El tratamiento de datos para la determinación del tamaño de las partículas en suspensión utiliza las características variaciones oscilatorias con la longitud de onda que muestra la eficiencia de scattering a 180º, según puede calcularse por scattering de Mie. Como el número de dichas oscilaciones depende de radio de la partícula, fue posible aplicar algoritmos de transformada de Fourier a los espectros obtenidos para la determinación directa del tamaño. Este método permite medir muestras mono y polidispersas en un rango que va desde 0,5 a 60 um de diámetro.
Más recientemente, el interés se dirigió hacia el estudio de las propiedades ópticas de partículas metálicas nanométricas, tanto por su importancia teórica como por su aplicación práctica como marcadores en experiencias biomédicas. En particular, se estudiaron las propiedades ópticas de nanopartículas de oro de radios inferiores a 3 nm, a través del estudio de los espectros de extinción y su interpretación en base a una modificación de la función dieléctrica para tener en cuenta la limitación del camino libre medio de los electrones de conducción debido a colisiones con el contorno de la misma. Este enfoque se aplicó también a nanopartículas esféricas y nanoalambres de plata, permitiendo la determinación de tamaño medio.