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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 高分子 » 测试表征 » 形状因子Rg/Rh的问题
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xiaoxixi0818

新虫 (小有名气)

[求助] 形状因子Rg/Rh的问题

形状因子Rg/Rh是个什么概念，Rg，Rh具体是什么意思呢？能形象的说明一下吗？看他们的定义好抽象，不理解。还有形状因子Rg/Rh在0.775处是什么形状，如果形状因子Rg/Rh的值比0.775小，说明什么情况呢？
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1楼 2012-06-01 13:34:20
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回帖置顶 ( 共有1个 )

很好很求是

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
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fyjqt: 金币+3, PEPI+1, 很仔细的回答 2012-06-01 14:51:40
xiaoxixi0818: 金币+5, ★★★★★最佳答案, 谢谢，讲得很明白 2012-06-01 20:31:48
Rg/Rh貌似不是形状因子（form factor），在散射里形状因子是有特殊定义的
Rg是均方根旋转半径 Rh是等效流体力学半径，非常通俗地讲Rg和质量分布有关，Rh和所占有空间大小有关，因此这个比值越小说明这个particle越致密，堆得越紧凑。（这只是非常肤浅的说法，很多时候是不靠谱的）
对于一个半径为R均匀实心球来讲，你可以根据均方根旋转半径的定义去算一算是多少（非常简单，普通大学微积分知识即可）Rg=sqrt(0.6)*R，而流体力学半径就是R，所以Rg/Rh=sqrt(0.6)=0.775.因此有人以此为判据说明凡是Rg/Rh=0.775左右的就是一个实心球。而对一个薄层空壳来讲，Rg=Rh=R，所以Rg/Rh=1，因此有人以此为判据说明这就是一个囊泡。

只能说这是非常不严谨的说法。

其一关于各种形状粒子的Rg/Rh的值的计算是假设这个粒子是一个均质，实质的东西。而如果是多种组分组成的particle，如嵌段共聚物就不是严格符合这种情况了，这会对Rg的计算有所偏离，而实质是指这个东西不是分形，不含孔或系留分子等等，而一个聚合物胶束，外层的coronas就不是一个实质的东西，溶液可能能从其中流过，这不仅对Rg计算有偏离，是否有自由穿流效应同时还会影响Rh的计算，所以根本没法预测Rg/Rh到底偏大会偏小，一切皆有可能，测了之后才知道。因此如果不是对自己的体系非常熟悉，不要轻易对比理论值之后就断定自己的粒子是什么结构的。

其次原则上来讲不同结构的粒子可能有相同的Rg/Rh值，这个并不是一个单调函数的关系。还是那句话不要仅仅看看这个数值就轻易下结论，尤其不熟悉自己体系的时候。

如果作为审稿人，不要轻易给作者建议通过测量Rg和Rh就能说明结构，这会让人觉得这个审稿人·······呵呵
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2楼2012-06-01 14:48:27
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fyjqt

铁杆木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
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xiaoxixi0818: 金币+5, ★★★很有帮助, 谢谢 2012-06-01 20:33:28
稍微补充一点楼上。吴奇老师曾提出，小于0.8的Rg/Rh，有可能是熔融球构象(molten globule state)，参考文献如下。
Wang XH, Wu C (1999) Light-scattering study of coil-to-globule transition
of a poly(N-isopropylacrylamide) chain in deuterated water. Macromolecules
32:4299
注意是假设粒子均相，且Rg, Rh测量误差都不太大时才能用Rg/Rh值估算构象。（很多体系Rg不容易测准的，Zimm图处理常常不适用）所以构象和形貌通常还是用显微手段。SANS，SAXS等方法表征溶液粒子构象也是同理。
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3楼2012-06-01 15:00:28
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很好很求是

木虫 (著名写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by fyjqt at 2012-06-01 15:00:28
稍微补充一点楼上。吴奇老师曾提出，小于0.8的Rg/Rh，有可能是熔融球构象(molten globule state)，参考文献如下。
Wang XH, Wu C (1999) Light-scattering study of coil-to-globule transition
of a poly(N-isop ...

原来是行家，我班门弄斧了，呵呵

典型的无规线团的Rg/Rh=1.5，而一个实心球的话是0.775
因此单链塌缩从coil 到 globule转变的时候 能观察到Rg/Rh明显减小。吴奇教授他们研究这个PNIPAM单链塌缩的时候首次报道了版主说的这个molten globule state的状态，大致谁说塌缩过程会经历这么个状态，这个研究比较经典，不过我一直没明白，这个中间过程的发现的重大意义在哪里。
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4楼2012-06-01 15:24:54
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mlanqiang

木虫之王 (文学泰斗)

蓝博士

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
Rg是均方根旋转半径 ，Rh是等效流体力学半径，如果是正球体的话，密度均匀的话，就等于1。
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蓝精灵
5楼2012-06-01 15:29:27
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fyjqt

铁杆木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
4楼: Originally posted by 很好很求是 at 2012-06-01 15:24:54
原来是行家，我班门弄斧了，呵呵

典型的无规线团的Rg/Rh=1.5，而一个实心球的话是0.775
因此单链塌缩从coil 到 globule转变的时候 能观察到Rg/Rh明显减小。吴奇教授他们研究这个PNIPAM单链塌缩的时候首次报道了 ...

大家都是帮助楼主嘛，哪有班门弄斧一说，术业专攻不同，我只是恰好看过那篇，而且组里讨论过而已~论坛嘛，各抒己见~
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6楼2012-06-01 17:16:10
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fyjqt

铁杆木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
xiaoxixi0818: 金币+1 2012-06-03 20:52:09
引用回帖:
5楼: Originally posted by mlanqiang at 2012-06-01 15:29:27
Rg是均方根旋转半径 ，Rh是等效流体力学半径，如果是正球体的话，密度均匀的话，就等于1。

应该是球壳等于1，密实球体等于0.775.
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7楼2012-06-01 17:17:09
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很好很求是

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
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fyjqt: 金币+3, 应助奖励~ 2012-06-02 10:52:03
xiaoxixi0818: 金币+5, ★★★很有帮助 2012-06-03 20:51:33
谢谢楼主的金币

在回头看的时候貌似我回答少了一个问题。

什么时候Rg/Rh会小于0.775，前面的回复已经提到对于一个理想状况下均质实心球的Rg/Rh=0.775，这个比值对这个有偏小，无非由两种情况造成，其一Rg减小，也就是说这个particle不是一个均质球的时候，当中心的密度高于外围的密度的时候Rg会变得更小，当然这只是一种可能性，其次Rh增大，典型的就是corona很大的胶束（这种胶束不同于eisenberg他们说的那个crew-cut micelle 而是star-like micelle）这个时候当这个particle运动的时候如果溶剂分子可以从corona chains间流过（此即自由穿流效应），增大了溶液也particle的接触面积，因为增大了particle所感受到的阻力，因而变现为流体力学半径增大（不过很多情况下是没有自由穿流效应的）。当然这还没有讨论其他一些复杂的情况，包括多分散的影响等等，只是举了一两个典型的例子而已
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8楼2012-06-01 21:42:39
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sunjy825

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
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fyjqt: 金币+3, 应助奖励~ 2012-06-02 10:52:10
xiaoxixi0818: 金币+2 2012-06-03 20:51:56
但你合成树枝状的聚合物的时候，做到第三代，第四代的时候这个值就可能会是1.8

Rg/Rh，又称形状因子，可以描述树枝状高分子在溶剂里的形态。文献报道的Rg/Rh=1.6， 描述了那个树枝状高分子在溶剂里表现为柔性高分子链，并没有像伸展的刚性树枝状，就像一团微观结构是星状的毛线在水里的形态。Rg/Rh=1.0 描述的结构:因为高密度的外层，使得树枝状高分子表现的像个中空的球。而Rg/Rh=0.7 的结果，描述的是一个密度均一的non-draining的球体。所以Rg/Rh是一个很奇妙的参数，可以很好的描述研究体系在溶液里的形态和行为。
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9楼2012-06-01 22:44:06
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