AFM的原理及在高分子材料表征中的用途

1、1986年第一台原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)诞生,弥补了扫描隧道显微镜(STM)不能观测非导电样品的缺陷。2、AFM基本原理:原子力显微镜是将一个队微弱力极敏感的微悬臂一端固定,另一端有一个微小的针尖,其尖端原子与样品表面原子间存在及极微弱的排斥力,利用光学检测法或隧道电流检测法,通过测量针尖与样品表面原子间的作用力获得样品表面形貌的三维信息。3、AFM成像模式:接触式、非接触式和共振模式。4、AFM在高分子材料中的常见用途:(1)观察膜表面的形貌和相分离,研究高聚物表面性能:比如表征材料表面粗糙度,研究共混物相分离”海岛“结构,测量材料表面的纳米摩擦力。(2)分析高聚物结晶形态,研究水胶乳成膜过程。(3)研究单链高分子结构,表征高分子链构象,研究高分子单链性能。(4)研究高聚物与纳米颗粒的相互作用。......阅读全文

AFM的原理及在高分子材料表征中的用途

1、1986年第一台原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)诞生,弥补了扫描隧道显微镜(STM)不能观测非导电样品的缺陷。2、AFM基本原理:原子力显微镜是将一个队微弱力极敏感的微悬臂一端固定,另一端有一个微小的针尖,其尖端原子与样品表面原子间存在及极微弱的排斥力,利

AFM表征石墨烯原理

AFM可用于了解石墨烯细微的形貌和确切的厚度信息,属于扫描探针显微镜,它利用针尖和样品之间的相互作用力传感到微悬臂上,进而由激光反射系统检测悬臂弯曲形变,这样就间接测量了针尖样品间的作用力从而反映出样品表面形貌。因此,表征方法主要表征片层的厚度、表面起伏和台阶等形貌,及层间高度差测量。原子力显微技术

AFM表征石墨烯的优缺点

由于单层石墨烯理论厚度很小,在扫描电镜中很难观察到。原子力显微镜是表征石墨烯片层结构的最有力、最直接有效的工具。它可以清晰的反映出石墨烯的横向尺寸、面积和厚度等方面的信息,但一般只能用来分辨单层或双层的石墨烯。原子力显微镜可以表征单层石墨烯,但也存在缺点:耗时且在表征过程中容易损坏样品;此外,由于C

​AFM对高分子结晶形态观察

AFM提供了观察高分子结晶形态,包括片晶表面分子链折叠作用的有效手段。在较早的研究中,Snétivy等[9]将含聚氧乙烯(PEO)晶体的溶液滴在载玻片上,在室温、空气环境下使溶剂挥发,然后用光学显微镜确定PEO结晶在载体上的位置,再由AFM观察其晶体结构。由AFM图象可确定PEO片晶表面几何形状接近

AFM表征是什么意思-有哪些优点

  AFM全称Atomic Force Microscope,即原子力显微镜,它是继扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope)之后发明的一种具有原子级高分辨的新型仪器,可以在大气和液体环境下对各种材料和样品进行纳米区域的物理性质包括形貌进行探测,或者直接进行纳米操纵

XRD、TEM、AFM表征粒径的方式及异同

  晶粒(注意粒子的大小和晶粒的大小不是一个概念,在多数情况下纳米粒子是由多个完美排列的晶粒组成的)的晶相和大小,虽然也可通过更强的场发射透镜(HRTEM)得到,但是机器昂贵、操作复杂,所以实验室一般使用X射线粉末衍射仪。  XRD、TEM、AFM在表征粒径大小方面各有优势,我们将分别从原理和应用来

薄膜材料能不能用AFM表征导电性能

可以测导电原子力C-AFM,电流图可以反映电导率

薄膜材料能不能用AFM表征导电性能

可以测导电原子力C-AFM,电流图可以反映电导率

高分子领域常用的表征方法之热重分析(TGA)

热重分析是在程序升温的环境中,测量试样的重量对温度或时间的依赖关系的一种分析方法。在热谱图上,横坐标为温度T或时间t,纵坐标为样品保留重量的分数,所得到的重量-温度(时间)曲线成阶梯状。有的聚合物受热时不只一次失重,每次失重的百分数可由该失重平台所对应的纵坐标数值直接得到,失重曲线开始下滑的转折处即

原子力显微镜AFM在高分子材料中应用介绍

原子力显微镜,简称AFM,是一种能够研究物体表面结构的分析仪器,主要是通过对检测对象的表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来对物体的结构进行深入的研究。通过原子力显微镜扫描下的物体,能够以纳米级的分辨率来对物体的表面结构进行细化的分析与研究。  原子力显微镜在一定程度上弥补了普通扫

高分子领域常用的表征方法之动态热机械分析(DMA)

动态机械分析是使样品处于程序控制的温度下,并施加单频或多频的振荡力,研究样品的机械行为,测定其储能模量、损耗模量和损耗因子随温度、时间与力的频率的函数关系。广泛应用于热塑性与热固性塑料、橡胶、涂料、金属与合金、无机材料、复合材料等领域,研究聚合物转变温度与结构性能、聚合的模量与内耗、聚合物的多重转变

高分子领域常用的表征方法之核磁共振分析(NMR)

核磁共振分析作为一种工具在高聚物研究中应用甚广,如相对分子质量测定、组成分析、动力学过程、结晶度、相变等。但最为突出之处,是对高分子材料分子链的立体规整性、链节不同取向的衔接(如头-头、头-尾键接等),链节序列分布及微结构的确定。而核磁共振分析在聚合物表征方面的应用主要包括:a.研究聚合物链的构型;

高分子领域常用的表征方法之X射线衍射分析(XRD)

当一束单色X射线入射到晶体时,由于晶体是由原子有规则排列成的晶胞所组成的,而这些有规则排列成的原子间距离与入射X射线波长具有相同数量级,故由不同原子散射的X射线相互干涉叠加,可在某些特殊方向上产生强的X射线衍射。衍射方向与晶胞的形状及大小有关。衍射强度则与原子在晶胞中的排列方式有关。X射线衍射在高分

原子力显微镜在聚合物凝聚态中的应用

表面形貌及相分离  樊文玲等[5]用NanoScopea Mutimode AFM对自制的聚丙烯酸纳复合超滤膜UPANA-2 (MWCO为2000)和基膜PES超滤膜(MWCO为70 000)表面进行了观测,得到的表面三维立体图真实反映了膜表面的整体形貌。Elimelech M等[6]用AFM考查了

高分子领域常用的表征方法之电子显微镜(SEM)

电子显微镜是一种电子光学微观分析仪器,是将聚焦到很细的电子束打到试样上待测定的一个微小区域,产生不同的信息,加以收集、整理和分析,得出材料的微观形貌、结构和化学成分等有用的信息,如透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和电子探针分析(EPA)等。电子显微镜在分析研究高聚物时有以下应用:a.电镜可观察

高分子领域常用的表征方法之红外光谱分析(FTIR)

红外光谱分析是利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定。将一束不同波长的红外射线照射到物质分子上,某些特定波长的红外射线被吸收,形成这一分子的红外吸收光谱。红外光谱分析在高分子材料研究领域应用广泛。一方面,端基分析对于测定分子链的平均聚合度和支化度都很重要,例如聚乙烯中甲基含量可用来测定其支化度。另一

高分子领域常用的表征方法之示差扫描量热分析(DSC)

当物质的物理状态发生变化时,如结晶、熔融、相转变,或者发生化学反应,往往伴随着热学性能如热焓、比热容、热导率的变化。示差扫描量热法就是通过测定其热学性能的变化来表征物质的物理或化学变化过程。DSC在聚合物研究中的应用有以下几点:a.玻璃化转变过程的研究:非晶态聚合物的玻璃化转变是与链段微布朗运动解冻

高分子领域常用的表征方法之-凝胶渗透色谱分析(GPC)

凝胶渗透色谱主要应用于高分子材料和蛋白质的分离,可用来分离相对分子质量从几百万到100这样的一个宽相对分子质量范围的分子。由于高分子材料的物理性质与其平均相对分子质量积相对分子质量分布密切相关,所以凝胶渗透色谱成了一个快速鉴定聚合物高、低相对分子质量成分的唯一的分析工具。凝胶渗透色谱能用作表示聚合物

原子力显微镜(AFM)综述

原子力显微镜(AFM)综述最早扫描式显微技术(STM)使我们能观察表面原子级影像,但是 STM 的样品基本上要求为导体,同时表面必须非常平整, 而使 STM 使用受到很大的限制。而目前的各种扫描式探针显微技术中,以原子力显微镜(AFM)应用是最为广泛,AFM 是以针尖与样品之间的属于原子级力场作用力

原子力显微镜概述

原子力显微镜(AFM)概述最早扫描式显微技术(STM)使我们能观察表面原子级影像,但是STM 的样品基本上要求为导体,同时表面必须非常平整, 而使STM 使用受到很大的限制。而目前的各种扫描式探针显微技术中,以原子力显微镜(AFM)应用是最为广泛,AFM 是以针尖与样品之间的属于原子级力场作用力,所

原子力显微镜(AFM)概述

原子力显微镜(AFM)概述最早扫描式显微技术(STM)使我们能观察表面原子级影像,但是STM 的样品基本上要求为导体,同时表面必须非常平整, 而使STM 使用受到很大的限制。而目前的各种扫描式探针显微技术中,以原子力显微镜(AFM)应用是最为广泛,AFM 是以针尖与样品之间的属于原子级力场作用力,所

AFM原子力显微镜可适用于哪些物质结构分析

原子力显微镜可适用于各种的物品,如金属材料、高分子聚合物、生物细胞等,并可以操作在大气、真空、电性及液相等环境,进行不同物性分析,所以AFM 最大的特点是其在空气中或液体环境中都可以操作, 因此,AFM 在生物材料、晶体生长、作用力的研究等方面有广泛的应用。根据针尖与样品材料的不同及针尖-样品距离的

高分子领域常用的表征方法之X射线光电子能谱仪(XPS)

XPS技术已被公认为研究固态聚合物的结构与性能最好的技术之一。它不但可以研究简单的均聚物,而且可以研究共聚物、交联聚合物和共混物聚合物。在对黏结、聚合物降解以及聚合物中添加剂的扩散、聚合物表面化学改性、等离子体和电晕放电表面改性等工艺的应用得到了很多重视,已显示出良好的应用前景。

AFM位置检测

位置检测部分主要是由激光和激光检测系统组成。而反馈系统中主要包含一系列的压电陶瓷管。压电陶瓷是一种性能奇特的材料,当在压电陶瓷对称的两个端面加上电压时,压电陶瓷会按特定的方向伸长或缩短。而伸长或缩短的尺寸与所加的电压的大小成线性关系。即可以通过改变电压来控制压电陶瓷的微小伸缩。通常把三个分别代表X,

AFM应用实例

应用实例1.应用于纸张质量检验。 2.应用于陶瓷膜表面形貌分析。 3.评定材料纳米尺度表面形貌特征陶瓷膜表面形貌的三维图象

AFM工作原理

AFM工作原理         将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定,另一端有一个微小的针尖,其尖端原子与样品表面原子间存在及极微弱的排斥力,利用光学检测法或隧道电流检测法,通过测量针尖与样品表面原子间的作用力获得样品表面形貌的三维信息。图1 AFM 工作原理示意图 下面,我们以激光检测原子力显微镜

什么是AFM

明。AFM 是一種類似於STM 的顯微技術,它的許多元件和STM是共同的,如用於三 維掃描的電壓陶瓷系統以及反饋控制器等。它和STM 最大的不同是用一個對微弱作用 力極其敏感的微懸臂針尖代替了STM 的隧道針尖,並以探測原子間的微小作用力(Van der Walls’ Force)代替了STM 的微

AFM电学测量

电学测量如果微悬臂是用导电材料制成或外层镀有导电金属层,则探针可作为一个移动电极来施加电压和探测电流,从而来研究材料的微区电学性质,该技术通常称为导电原子力显微术(conductive-AFM,C-AFM)。利用导电原子力显微术可以探测样品的表面电荷、表面电势、表面电阻、微区导电性、微区介电特性、非

AFM简谈

原子力显微镜(AFM)虽然名字里有“显微镜”三个字,但它并不像光学显微镜和电子显微镜那样能“看”微观下的物体,而是通过一根小小的探针来间接地感知物体表面的结构,得到样品表面的三维形貌图象,并可对三维形貌图象进行粗糙度计算、厚AFM主要由带针尖的微悬臂、微悬臂运动检测装置、监控其运动的反馈回路、使样品

快速AFM-技术

快速AFM 技术通常的AFM扫描速度较慢,不能满足许多动态现象的研究需求,快速AFM 技术(high speed AFM,HS-AFM)的核心限制因素是微悬臂探针的自然带宽,其在真空、大气及液体环境下分别是几赫兹,几千赫兹和几万赫兹。因此,在液体环境下更容易实现HS-AFM,但还需要具有高带宽(兆赫