SAXS如何分析纤维/水凝胶等体系的取向度？

一，什么是取向？

常见的需要具有取向性的研究体系有碳纤维，拉伸应变的水凝胶，非球形粒子在溶液中的取向性排列等。首先咱得明白什么是取向吧？

比如说，操场集合了：

• 大家都面朝主席台，但随机占位置，没有固定间隔，这就是形成取向了；

• 如果所有人随机朝某个方向，这就是随机取向了；

• 如果所有人以人或班级为单位，具有固定间距，排列整齐了，这就是周期排列了，就像晶体中的原子一样。

  所以取向和结晶，不是一个概念。

   

下面是一些文献中具有取向性的SAXS/WAXS二维图谱

DOI:10.1016/j.heliyon.2019.e02421

https://doi.org/10.3390/polym12040878

DOI:10.1021/acsnano.2c04668

所以，在SAXS的二维散射花样中，如果以光斑中心为圆心，某一个同心圆上的强度是不是完全均匀的，那么就是有取向的。

额外说明一下：单晶衍射的数据会有很多衍射点，但是如果是一束光打到无数个晶体（粉末），那X射线光与这些随机的晶体，在360°方向都有个衍射斑点，最后形成衍射环。一个晶面，就是一个衍射点（衍射环）。这个跟电子衍射很类似。ges447–45所以，在SAXS的二维散射花样中，如果以光斑中心为圆心，某一个同心圆上的强度是不是完全均匀的，那么就是有取向的。额外说明一下：单晶衍射的数据会有很多衍射点，但是如果是一束光打到无数个晶体（粉末），那X射线光与这些随机的晶体，在360°方向都有个衍射斑点，最后形成衍射环。一个晶面，就是一个衍射点（衍射环）。这个跟电子衍射很类似。

二，如何分析取向？

在文献中，我主要见过三类分析取向度的方法：半峰宽法，Herman’s取向度因子，Ruland streak 取向偏角。但实话讲，本人才疏学浅并未找到这些方法各自的适用范围，但我认为应当是有所区别的。所以非常希望对这一类研究体系熟悉的朋友能够告知。

1，半峰宽法

这是相对来说最简单的方法，公式如下：

2，Herman’s取向度因子：

大家可以阅读Microsoft Word – Chapter 7 new.doc (uc.edu)文献了解具体的原理，公式如下：

3，Ruland streak 取向偏角

处理过程最为麻烦，需要做多次取向积分和最后模型的拟合，大家可以自行参考文献https://doi.org/10.1016/j.actbio.2021.05.022。公式如下：

三，总结

最后提醒一下大家，如果二维图上显示样品体系是有取向的，那么转化Iq曲线时，是要分方向的（垂直于取向方向，平行于取向方向），通常在文献里表述有q-z方向和q-xy方向，或赤道线与子午线等。

所以，如果测试机构只给你做了一个整体的Iq曲线，是有问题的。是需要做取向积分的。

本文源自微信公众号：科学边角料

原文标题：《同步辐射小角X射线散射（SAXS）和小角中子散射（SANS）的区别和常见问题》

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/CLEIDu1rWwpB_KKh-6Z2Tw