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中子小角散射（英文：Small-Angle Neutron Scattering，簡稱SANS）是一種利用中子在納米尺度結構上的小角散射信號來研究材料介觀結構的實驗方法。當入射中子的散射角非常小（通常在0.1°～5°範圍內）時，散射信號主要來自尺寸在1～幾百納米範圍內的密度或磁性不均勻結構，因此SANS是研究納米材料、生物大分子和多孔介質的重要手段，廣泛應用於凝聚態物理、材料科學和結構生物學研究領域。

SANS技術的核心優勢在於中子對輕元素（如氫、碳、氧）具有良好的對比度，並且可以通過同位素替換（如將氫替換為氘）來調節散射對比度，從而實現對特定組分的選擇性觀察。這一特性使SANS在生物物理研究中具有獨特價值，能夠揭示蛋白質、核酸和細胞膜等在溶液中的構象變化和聚集行為，且能夠在接近生理條件的溶液環境中進行測量，這是X射線散射難以實現的技術優勢。

實驗原理與前沿進展

在小角散射實驗中，散射強度I(Q)隨散射矢量Q的變化關係包含了樣品中散射體的尺寸、形狀和空間分布信息。通過對實驗數據進行模型擬合，可以獲得迴轉半徑、孔徑分布、分形維度等結構參數。SANS實驗通常在反應堆或散裂中子源的專用束線上進行，需要大面積的位置靈敏探測器來記錄微弱的散射信號，典型的實驗時間從數分鐘到數小時不等，取決於樣品的散射強度和所需的統計精度。

近年來，時間分辨小角散射（TR-SANS）技術快速發展，能夠在毫秒級時間分辨率下觀測材料的動態結構演變，如相分離過程、凝膠化過程和結晶動力學等。該技術已廣泛應用於功能材料、能源材料和生物材料的結構-性能關係研究中，並為材料設計提供了重要的實驗依據。SANS與中子反射、中子衍射等技術互為補充，構成了完整的中子散射實驗體系，在高分子科學中用於研究共聚物的微觀相分離、聚合物鏈的主鏈構象和交聯網絡結構。

隨着散裂中子源技術的不斷進步，SANS的實驗通量和數據質量持續提升，樣品環境（如高壓、低溫、磁場、剪切流）也日益豐富，正推動多個學科的前沿研究取得突破性進展。目前，中國散裂中子源（CSNS）已建成高精度的SANS譜儀，為國內外用戶提供了先進的介觀結構研究平台，有力支撐了納米技術和材料科學的快速發展。