納米劃痕法,納米劃痕硬度計(jì)主要是通過測量壓頭在法向和切向上的載荷和位移的連續(xù)變化過程,進(jìn)而研究材料的摩擦性能、塑性性能和斷裂性能的。納米劃痕儀器的設(shè)計(jì)主要有兩種方案 納米劃痕計(jì)和壓痕計(jì),合二為一即劃痕計(jì)的法向力和壓痕深度由高分辨率的壓痕計(jì)提供,同時(shí)記錄勻速移動的試樣臺的位移,使壓頭沿試樣表面進(jìn)行刻劃,切向力由壓桿上的兩個相互垂直的力傳感器測量納米劃痕硬度計(jì)和壓痕計(jì)相互單獨(dú)。納米劃痕硬度計(jì),不只可以研究材料的摩擦磨損行為,還普遍應(yīng)用于薄膜的粘著失效和黏彈行為。對刻劃材料來說,不只載荷和壓入深度是重要的參數(shù),而且殘余劃痕的深度、寬度、凸起的高度在研究接觸壓力和實(shí)際摩擦也是十分重要的。目前,該類儀器已普遍應(yīng)用于各種電子薄膜、汽車噴漆、膠卷、光學(xué)鏡 頭、磁盤、化妝品(指甲油和口紅)等的質(zhì)量檢測。納米力學(xué)測試還可以用于研究納米結(jié)構(gòu)材料的斷裂行為和變形機(jī)制。湖南紡織納米力學(xué)測試廠商
納米科學(xué)與技術(shù)是近二十年來發(fā)展起來的一門前沿和交叉學(xué)科,納米力學(xué)作為其中的一個分支,對其他分支學(xué)科如納米材料學(xué)、物理學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等都有著重要的支撐作用。下面簡要介紹一下目前應(yīng)用較普遍的兩類微納米力學(xué)測試方法:納米壓痕方法和基于原子力顯微鏡的納米力學(xué)測試方法。納米壓痕是20 世紀(jì)90 年代初期快速發(fā)展起來的一種微納米力學(xué)測試方法,是研究微納米尺度材料力學(xué)性能的重要方法之一,在科研和工業(yè)領(lǐng)域都有著普遍的應(yīng)用。納米壓痕的壓入深度在一般在納米量級,遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)壓痕的微米或毫米量級。限于光學(xué)顯微鏡的分辨率,無法直接對納米壓痕的尺寸進(jìn)行精確測量。福建半導(dǎo)體納米力學(xué)測試技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,納米力學(xué)測試可用于研究細(xì)胞和組織的力學(xué)性質(zhì)。
在AFAM 測試系統(tǒng)開發(fā)方面,Hurley 等開發(fā)了一套基于快速數(shù)字信號處理的掃頻模式共振頻率追蹤系統(tǒng)。這一測試系統(tǒng)可以根據(jù)上一像素點(diǎn)的接觸共振頻率自動調(diào)整掃描頻率的上下限。隨后,他們又開發(fā)出一套稱為SPRITE(scanning probe resonance image tracking electronics) 的測試系統(tǒng),可以同時(shí)對探針兩階模態(tài)的接觸共振頻率和品質(zhì)因子進(jìn)行成像,并較大程度上提高成像速度。Rodriguez 等開發(fā)了一種雙頻共振頻率追蹤(dual frequency resonance tracking,DFRT) 的方法,此種方法應(yīng)用于AFAM 定量化成像中,可以同時(shí)獲得探針的共振頻率和品質(zhì)因子。日本的Yamanaka 等利用PLL(phase locked loop) 電路實(shí)現(xiàn)了UAFM 接觸共振頻率追蹤。
分子微納米材料在超聲診療學(xué)中的應(yīng)用,分子影像可以非侵入性探測體內(nèi)生理和病理情況的變化,有利于研究疾病的病因、發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸。近年來由于微納米技術(shù)的飛速發(fā)展,超聲分子影像也取得了長足的進(jìn)步。微納米材料具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),可以負(fù)載多種藥物/分子、容易進(jìn)行理化修飾、可以進(jìn)行多重靶向運(yùn)輸?shù)?。通過與超聲結(jié)合可以介導(dǎo)血腦屏障的開放,實(shí)現(xiàn)多模態(tài)成像、診療一體化、重癥微環(huán)境標(biāo)志物監(jiān)控和信號放大。進(jìn)一步研究應(yīng)著眼于其生物安全性,實(shí)現(xiàn)材料的無潛在致病毒性、無脫靶效應(yīng)及能進(jìn)行體內(nèi)代謝等,解決這些問題將為疾病提供一種新的診療模式。利用納米力學(xué)測試,可以對納米材料的彈性形變和塑性形變進(jìn)行精細(xì)分析。
納米力學(xué)從研究的手段上可分為納觀計(jì)算力學(xué)和納米實(shí)驗(yàn)力學(xué)。納米計(jì)算力學(xué)包括量子力學(xué)計(jì)算方法、分子動力學(xué)計(jì)算和跨層次計(jì)算等不同類型的數(shù)值模擬方法。納米實(shí)驗(yàn)力學(xué)則有兩層含義:一是以納米層次的分辨率來測量力學(xué)場,即所謂的材料納觀實(shí)驗(yàn)力學(xué);二是對特征尺度為1-100nm之間的微細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)力學(xué)研究,即所謂的納米材料實(shí)驗(yàn)力學(xué)。納米實(shí)驗(yàn)力學(xué)研究有兩種途徑:一是對常規(guī)的硬度測試技術(shù)、云紋法等宏觀力學(xué)測試技術(shù)進(jìn)行改造,使它們能適應(yīng)納米力學(xué)測量的需要;另一類是創(chuàng)造如原子力顯微鏡、摩擦力顯微鏡等新的納米力學(xué)測量技術(shù)建立新原理、新方法。通過納米力學(xué)測試,可以測量納米材料的彈性模量、硬度和斷裂韌性等力學(xué)性能。湖南紡織納米力學(xué)測試廠商
納米力學(xué)測試可以幫助研究人員了解納米材料的疲勞行為,從而改進(jìn)納米材料的設(shè)計(jì)和制備工藝。湖南紡織納米力學(xué)測試廠商
微納米纖維素,微納米纖維素材料在農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域的普遍應(yīng)用。微納米纖維素水凝膠表現(xiàn)出各向異性的力學(xué)性能和優(yōu)良溶脹性能,可應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和機(jī)器人等領(lǐng)域。其在納米尺度上表現(xiàn)出良好的形貌特征和優(yōu)異的力學(xué)性能??辜?xì)菌實(shí)驗(yàn)表明,該復(fù)合超細(xì)水凝膠纖維可有效殺滅陽性和陰性細(xì)菌菌株,同時(shí)對正常哺乳動物細(xì) 胞保持友好性。這種超細(xì)水凝膠微纖維可有效解決微生物威脅人類健康的問題。這種靈活的合成核殼復(fù)合超細(xì)水凝膠微纖維方法,具有重要的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景,同時(shí)該方法也可應(yīng)用于材料科學(xué)、組織工程和再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。湖南紡織納米力學(xué)測試廠商