前言
在前面的文章裡我們提到過MCR流變儀可以安裝小角X射線模塊進行流變學與納米結構分析的同步測量。流變學研究的是物質的流動和變形，小角X-射線散射(SAXS)確定納米材料的結構參數：尺寸、形狀，內部結構和取向，同步測量把物質的分子結構、團聚體結構與其宏觀力學性能聯繫起來，但此配置的局限性是只能在同步輻射大型光源的實驗室中使用，使許多想進行這種測試的研究者無法實現此研究。
好消息是安東帕公司經過努力在原有的實驗室小角X射線散射儀上實現了與流變儀測量系統的聯合使用，此系統是由SAXSpoint小角X射線散射儀與DSR502流變測量頭的配合完成的，首次將這種同步研究方法轉移到一般實驗室中進行。
SAXSpoint小角X射線散射儀
安東帕公司是實驗室小角X射線散射儀的發明者，在此領域處於領先地位，經過60多年的積累和改進，是唯一可以同時提供線光源、點光源、掠入射等實驗方法的公司。SAXSpoint是新一代點光源小角X射線散射儀，配備了目前最先進的X-射線源、樣品臺和檢測器，可用於研究0.1nm - 200nm尺度內的材料微觀結構，如結晶、膠束、團聚體、液晶、取向結構等。
DSR502流變測量頭
安東帕DSR502流變測量頭，是具有尖端性能的空氣軸承流變儀測量頭，其測量頭與電子模塊分離的特點，使其可根據需要安裝到試驗臺、反應釜等任何需要的位置上，或自行設計樣品進樣系統、自行設計測量頭支架，或與其他儀器設備相配合，進行聯合同步測量。
靈活性與高性能兼得，其流變測量性能同樣處於流變儀領域的尖端水平，如扭矩範圍、扭矩精度、頻率範圍、法向力測量、應變控制、應力控制等都是領先水平的。
SAXSpoint-DSR502的設計和應用領域
在此系統中DSR502測量頭安裝在樣品室上部，並具有真空密封結構，測量池位於樣品室內，採用石英玻璃製造的同軸圓筒測量系統，石英玻璃對X射線沒有吸收，所需樣品體積約8ml，並可以通過循環浴進行溫度控制。
此系統目前適合研究溶液、液晶、膠體、懸浮液、乳液等低粘度流體、粘彈性流體樣品。
氧化石墨烯懸浮液的研究
此實驗使用Rheo-SAXS系統研究氧化石墨（GO）烯懸浮液，研究其流變行為，並通過SAXS深入了解GO納米薄片的結構/取向變化。
下圖中描繪了測量系統中的樣品情況，在側視圖和俯視圖中分別顯示了氧化石墨烯薄片剪切後可能的取向情況(1, 2,和3所示)，還顯示了SAXSpoint中X射線的入射方向和測量位置，選取在徑向（與剪切方向垂直）和切向（與剪切方向平行）位置分別測量，通過SAXS測量可以很容易區分這些取向狀態。
如下圖，從黏度曲線和流動曲線看，GO懸浮液在0.01 1/s到大約650 1/s範圍內表現出剪切變稀行為，當剪切速率大於約650 1/s時，表現出牛頓流體特性。
其中圖b和c分別代表其在徑向和切向的小角X射線散射結果，1-10分別對應黏度曲線上的對應點。
當分析上圖1-9散射曲線的特徵時，明顯看到這些特性可歸因於圖中顯示為取向1的排列。這意味著GO納米薄片與圓柱體壁平行。在這個方向上，被排除的體積是最小的，其影響可以理解為薄片的熵排列。在不施加任何剪切力的情況下，這種排列立即形成，並在較低的剪切速率下保持優先取向，而樣品的流動特性是剪切變稀。
當剪切速率高於約650 1/s時，GO溶液的流動特性從剪切稀化變為理想的黏性。這是由GO薄片排列方式的一些變化引起的。如果我們觀察這個區域的散射曲線（圖b和c的徑向和切向模式下的曲線10），明顯看到這些曲線的形狀與之前的曲線有很大的不同。
在徑向X-射線束的情況下，0度方位角左右的極大值已經演變。在切向測量模式下，90°方位角處的最大值消失；在0°方位角左右觀察到一個新的最大值。這些散射曲線只能用薄片垂直於測量圓柱壁的排列方式來解釋（圖中的取向2）。
當假設垂直於流動方向的薄片承受較大的黏性阻力，從而沿著流動方向重新定向以使阻力最小化時，這種重新布置的驅動力可以直觀地被理解。
將流變學與小角X-射線散射相結合，可以對材料的結構及其宏觀性質（流動/形變行為）提供有價值的信息，理解這種關係在科學和工業應用中都具有極其重要的意義。