El tamaño medio de grano ( partícula) es una característica de los nanomateriales y nanopolvos compactos que determina las características específicas de sus propiedades y alcance.
El tamaño medio de los granos o las partículas de los nanomateriales y los nanopolvos suele determinarse mediante microscopía electrónica y difracción de rayos X. Al mismo tiempo, la microscopía electrónica es la única técnica que permite medir el tamaño de partículas o granos directamente. Todos los demás métodos: difracción de rayos X, sedimentación , espectroscopia de correlación de fotones , ultracentrifugación , adsorción de gas, filtración de gasetc. son indirectos. Todos los métodos tienen limitaciones en la aplicabilidad y ninguno de ellos puede llamarse universal. Entonces, la microscopía electrónica es un método local y brinda información sobre el tamaño de partículas o granos solo directamente en el campo de observación, por lo que el área de la sustancia o material que se estudia debe ser representativa y característica de toda la sustancia. En la práctica, el rango de tamaños medidos va desde un nanómetro hasta decenas de micras .
Entre los métodos indirectos, el más informativo es el estudio de la difracción de fotones de rayos X, que permite determinar el tamaño de los granos promediados sobre el volumen de una sustancia, regiones de dispersión coherente . El tamaño promedio calculado a partir de la ampliación de los picos de difracción se encuentra para esta técnica en el rango de 3 a 150 nm. La aplicación del método se complica por el hecho de que la ampliación de los picos de difracción puede deberse no solo a partículas pequeñas (menos de 150 nm de tamaño) o granos, sino también a distorsiones de deformación de la red cristalina y falta de homogeneidad de la composición de la sustancia. sobre su volumen. Por lo tanto, al interpretar los datos de difracción de rayos X, es necesario separar las contribuciones del tamaño, la deformación y el ensanchamiento no homogéneo en el valor observado experimentalmente, y usar solo el ensanchamiento del tamaño para estimar el tamaño de grano promedio. El tamaño de partícula determinado por difracción suele ser entre un 15 y un 20 % más pequeño que el determinado por microscopía electrónica.
La sedimentación, la espectroscopia de correlación de fotones, la ultracentrifugación, la adsorción de gases y la filtración de gases son aplicables solo a los polvos y sus resultados dependen en gran medida del grado de aglomeración de las nanopartículas. La espectroscopia de correlación de fotones permite determinar el tamaño de partícula en el rango de 3 nm a 3 µm. El método de sedimentación se puede utilizar para estudiar partículas mayores de 50 nm. En las técnicas de adsorción y filtración de gases, el tamaño medio de partícula se estima a partir de la superficie específica del polvo. La adsorción de gas y la filtración de gas son aplicables para medir el área de superficie específica de polvos con un tamaño de partícula promedio de más de 15 nm y más de 100 nm, respectivamente.