纳米粒子-直径小于人发宽度的千分之一-在高科技，医药和消费品中越来越普遍。* 它们的特征，可取和不可取，都取决于其大小。

　　例如，血流中50纳米(nm，十亿分之一米)宽的纳米颗粒(NP)可能对其遇到的细胞产生有限的影响。但是完全相同的材料的20 nm版本可能会产生毒性。如预期的那样，如果NP在癌症治疗中起主要作用，则尺寸考虑尤为重要。**因此，精确测量颗粒的体积至关重要。

　　但是使用不同工具测量的体积可能会有很大差异。例如，NIST的科学家进行的一项新分析表明，当使用两种使用最广泛的参考方法测量同一组NP时，由于每种方法的固有偏差，计算出的体积估算值可能相差160%。为了纠正这种情况，研究人员提出并测试了一种新颖的组合测量方案，该方案可以最大程度地减少误差，同时仍保持较高的测量吞吐量。

　　“很长一段时间，即使很多人都在研究这个问题，但不同方法的回答却不尽相同，似乎没人知道哪种方法是正确的或纳米粒子的正确尺寸是多少，” Ravikiran Attota说道。这个调查。

　　问题的核心是在测量NP(尤其是不规则形状的NP(IS-NP))的体积时要进行假设。另外，NP的体积很少直接测量。***相反，通常会外推三维尺寸。广泛使用的参考工具，例如扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)通过不同的方法测量体积。

　　在SEM中，从上方扫描粒子的聚焦电子束以产生长度和宽度的2D图像。这种自上而下的方法无法确定粒子的高度，假定该粒子的高度与其他两个维度的大小大致相同。

　　在AFM方法中，将一个尖锐的探针移到NP上方，以仅记录其峰高，而不记录其宽度或长度(假定近似相同)。

　　无论哪种情况，数据都将被输入到一个算法中，该算法可以计算粒子在理想球体下的体积。

　　取决于使用两种方法中的哪一种，对同一批粒子的测量存在显着差异，并且差异是纳米科学中一个臭名昭著的困境。NIST研究人员发现，每种方法都有其独特的偏差，因为结果会受到NP停留在被测量表面上的位置以及测量性质的影响。

　　除非粒子是完美的球形，否则SEM测量通常会产生较大的粒径值，并且IS-NP形状偏离球形时，SEM和AFM测量之间的差异会变得更大。例如，一个形状像汉堡面包的IS-NP-比它的高度要宽得多-从上而下的SEM角度看起来比从仅高度的AFM角度看起来更大。

　　为了实现最低的误差的估计量，该NIST的科学家提出的测量应该用做既 SEM和AFM技术，以产生更精确的三维形状。(见图)。在用计算机生成的形状对模型和模拟进行测试后，他们使用了54种形状不规则的玻璃水族卵石，其体积可以精确确定。使用组合测量技术来计算与实际测量体积相差小于1%的体积产生值。