Differentiële centrifugale sedimentatie is een zeer krachtig hulpmiddel voor de analyse van de grootte van nanodeeltjes, waarbij de sedimentatie van nanodeeltjes kan worden verkregen in een redelijke tijdschaal en met een zeer hoge resolutie. Dit is mogelijk ondanks het feit dat nanodeeltjes naar verwachting zeer langzaam bezinken. Sedimentatie door zwaartekracht is gebaseerd op het principe dat grotere en zwaardere deeltjes sneller bezinken dan kleinere en lichtere deeltjes. Als de deeltjesdichtheid en de centrifugale kracht bekend zijn, kan de Stokes gelijke bol-diameter worden berekend. Aangezien zeer kleine deeltjes zoals nanodeeltjes zeer licht zijn en zeer langzaam zullen sedimenteren, moet de sedimentatie sterk worden versneld en dit kan worden bereikt door de hoge rotatiesnelheid van een kleine schijfcentrifuge met snelheden tot 24.000 tpm. De centrifuge kan een vrij breed dynamisch bereik van deeltjesgroottes bestrijken, van 2 nanometer tot 80 micrometer, hoewel de nadruk duidelijk ligt op het bereik van de nanodeeltjesgrootte. Ondanks het brede dynamische deeltjesgroottebereik is de techniek toch in staat om deeltjesgrootteverdelingen met een hoge resolutie te analyseren.
In ons laboratorium gebruiken wij de nieuwste CPS DC24000 UHR-centrifuge van CPS Instruments, aangeschaft in 2020 en het topmodel dat momenteel op de markt verkrijgbaar is met een zeer hoge resolutie voor de grootte van nanodeeltjes. Hoewel traditioneel geen differentiële sedimentatieanalyse van deeltjes met een lagere dichtheid dan water kon worden uitgevoerd, heeft ons instrument wel de mogelijkheid om nanodeeltjes met een lagere dichtheid dan water te analyseren. Voor dergelijke materialen wordt het omgekeerde sedimentatieprincipe toegepast, aangezien de nanodeeltjes uiteindelijk naar het oppervlak zullen drijven en niet naar de bodem zullen zakken.
Differentiële centrifugale sedimentatie is een van de verschillende technieken om nanodeeltjes te sorteren en kan worden gebruikt als bevestigingsmethode voor de analyse van nanodeeltjes en de classificatie van nanomaterialen. Hoewel de BET-oppervlakteanalyse gewoonlijk wordt gebruikt als screeningsmethode voor de aanwezigheid van nanodeeltjes, wordt naast de differentiële centrifugale sedimentatieanalyse in de schijfcentrifuge ook elektronenmicroscopie beschouwd als een bevestigingstechniek voor het vaststellen van de aanwezigheid van nanodeeltjes in vaste materialen.
