通过纳米空间分辨率同时量化扬斯模量和分散力
Clodomiro Cafolla1, Kislon Voïtchovsky1, Amir Farokh Payam2
1Physics Department, Durham University, Durham, DH1 3LE, United Kingdom.
Nanotechnology
|September 12, 2023
概括
这项研究引入了一种新的非侵入性原子力显微镜 (AFM) 方法,以精确测量纳米级的机械和分散性质. 该技术量化了聚合物和分层材料的局部相互作用,这对于先进的应用至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 表面科学是一门学科.
背景情况:
- 了解聚合物和分层材料的局部相互作用对于进步至关重要.
- 目前用于量化纳米扩散力的方法往往耗时,破坏性,或需要专门的设备.
研究的目的:
- 提出一种新的,非侵入性的方法来量化纳米级的局部机械和分散性质.
- 使用原子力显微镜 (AFM) 能够精确地测量哈马克尔常数和有效的模量.
主要方法:
- 使用原子力显微镜 (AFM) 与一个振动悬臂.
- 结合悬臂频率转移与接触力学模型来推导材料属性.
- 采用不同的振荡幅度来控制分析的长度尺度,从亚纳米的缺陷到均的区域.
主要成果:
- 成功量化了局部哈迈克尔常数和有效的模量,以纳米精度.
- 在各种环境中验证了对2D材料 (HBN,MoT2,WSe2) 和聚合物薄膜的方法.
- 为HBN,MoT2,WSe2和聚合物薄膜提供了第一个实验性的Hamaker常数测量,与理论预测保持一致.
结论:
- 开发的基于AFM的方法简单,强大,并且非侵入性.
- 它为描述聚合物和纳米结构材料中的范德瓦尔斯相互作用提供了一个强大的工具.
- 该技术在需要精细控制材料特性的技术领域具有广泛的适用性.
