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让微观变得直观-岛津原子力显微镜

时间:2021-11-17 15:42来源:金利仪器 作者:金利仪器 点击:
对极限微观的不断探索源于人们原始的求知欲。国际度量衡制度的确立为我们指引了探索的方向。从米到毫米,从毫米到微米,从微米到纳米。当物质被我们不断地劈碎。越来越多新性质,新现象,新功能被发现。人们对自然的认识越来越深刻,对物质的操纵也越来越得
  

对极限微观的不断探索源于人们原始的求知欲。国际度量衡制度的确立为我们指引了探索的方向。从米到毫米,从毫米到微米,从微米到纳米。当物质被我们不断地“劈碎”。越来越多新性质,新现象,新功能被发现。人们对自然的认识越来越深刻,对物质的操纵也越来越得心应手。

 
从二十世纪末开始,人类对微观的探索延伸到了纳米领域。在这个从仅比原子高一个层级的尺度范围内,物质展现了一种和宏观截然不同的状态和性质。表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应带来的是超高强度、超高导电性、超流动性、超高催化活性等等无与伦比的属性。
 
碳纳米管作为第一种人工合成的纳米材料,甫一问世,其超高强度就惊艳世人。它的质量是相同体积钢的六分之一,强度却是铁的10倍。
 
在碳纳米管被研制出来以后,双壁碳纳米管、掺杂碳纳米管、复合碳纳米管等多种材料被源源不断制作出来。极小的尺度和样品多样性,迫切需要一种合适的检测工具。
 
在纳米尺度下,光学显微镜的分辨率早已鞭长莫及,电子显微镜则因为严格复杂的制样过程使测试门槛令人高不可攀,激光粒度仪对长径比过大的样品测试误差极大也不适合。这时,较合适的观测工具就是原子力显微镜。
 
原子力显微镜作为专门的纳米材料表征工具,天然具有高分辨率、高环境兼容性、多属性分析种种优势。
 
在生产中,因工艺不同,会产生长短粗细不同的碳纤维。如何有效对这些样品进行归类分析是个大问题。
 
借助岛津原子力显微镜配备的颗粒分析软件,则可以自动分析筛选,并对纤维的各种尺度进行统计分析。
 
同样,对于常见到的纳米材料——纳米颗粒而言,也可以依靠该软件进行统计分析。
 
而且,利用原子力显微镜,还可以有效观察同样粒径下颗粒的不同形貌。例如以下两个颗粒,粒径均在100nm左右,如果用激光粒度仪测试,会被归为一类。但是用原子力显微观察,则可以发现很大的不同。
 
左侧的颗粒是单个粒子,二右侧的则是多个颗粒聚集形成的,在原子力显微镜的小范围观察图像中可以清晰分辨二者的不同。
 
但是,通常的原子力显微镜很难兼顾大视野和高分辨。要想同时观察统计大量颗粒,就需要用大范围观察,这样一来每个颗粒的细节分辨就难以看清。如果聚焦到一个颗粒上细致观察,则无法从整体上评估样品。
 
解决的办法就是提高原子力显微镜图像的分辨率。岛津推出了8192*8192点阵的高扫描能力。可以在大范围观察的同时又看清每一个小细节。
 
原子力显微镜作为人类眼睛的延伸,像一个精细的触手,细致地捕获纳米材料的形貌、机械性能、电磁学性能等等属性,使这个微乎其微的领域直观地展现在我们眼前,为我们更深更广地认识纳米材料提供了有力帮助。
 
 
 
(责任编辑:金利仪器lyh)
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