使用聚焦离子束飞行时间二次离子质谱来深度分析聚合物纳米复合材料中的纳米粒子
Aria C Zhang1,2, Shawn M Maguire1, Jamie T Ford3
1Materials Science and Engineering, University of Pennsylvania, 3231 Walnut Street, Philadelphia, Pennsylvania 19104, USA.
概括
飞行时间二次离子质谱 (ToF-SIMS) 有效地深度分析聚合物纳米复合材料. 优化条件允许精确测量聚合物薄膜中的纳米粒子扩散系数.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面科学是一门学科.
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 飞行时间二次离子质谱 (ToF-SIMS) 是一种强大的表面分析技术.
- 聚合物纳米复合材料 (PNC) 的深度分析提出了诸如矩阵效应和电荷积累等挑战.
- 优化实验条件对于准确描述PNC至关重要.
研究的目的:
- 优化ToF-SIMS用于聚合物纳米复合材料的深度分析.
- 在聚合物矩阵内定量确定移植纳米颗粒的扩散系数.
- 展示ToF-SIMS在PNCs中描述纳米粒子行为的实用性.
主要方法:
- 使用ToF-SIMS与Xe+聚焦离子束进行深度分析.
- 选择的实验条件来解决电荷补偿和主光束角度.
- 追踪喷射的Si+物种以确定纳米粒子度概况.
主要成果:
- 成功深度分析的纳米颗粒与聚甲酸 (PMMA-NP) 接种在聚乙烯--烯) 基质中.
- 确定PMMA-NP的扩散系数为2.4 × 10-14cm2/s.
- 获得的扩散系数值与其他测量技术和理论模型相一致,但与之不同.
结论:
- 优化的ToF-SIMS参数允许准确的深度分析和PNC的定量分析.
- 在复杂的聚合物系统中,ToF-SIMS是描述纳米粒子扩散和分布的宝贵工具.
- 该技术在材料科学中分析软物质和接口方面具有重大潜力.


