廣東表面微納米力學(xué)測試實驗室

來源: 發(fā)布時間:2024-08-01

納米力學(xué)性能測試系統(tǒng)是一款可在SEM/FIB中對微納米材料和結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進行原位、直接而準確測量的納米機器人系統(tǒng)。測試原理是通過微力傳感探針對微納結(jié)構(gòu)施加可控的力,同時采用位移記錄器來測量該結(jié)構(gòu)的形變。從測得的力和形變(應(yīng)力-應(yīng)變)曲線可以定量地分析微納米結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。通過控制加載力的大小和方向,可實現(xiàn)拉伸、壓縮、斷裂、疲勞和蠕變等各種力學(xué)測試。同時,其配備的導(dǎo)電樣品測試平臺可以對微納米結(jié)構(gòu)的電學(xué)和力學(xué)性能進行同步測試。納米機器人研發(fā)中,力學(xué)性能測試至關(guān)重要,以確保其在復(fù)雜環(huán)境中的穩(wěn)定性。廣東表面微納米力學(xué)測試實驗室

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應(yīng)用舉例:納米纖維拉伸測試,納米力學(xué)測試單軸拉伸測試是納米纖維定量力學(xué)分析較常見的方法。用Pt-EBID將納米纖維兩端分別固定在FT-S微力傳感探針和樣品架上,拉伸直至斷裂。從應(yīng)力-應(yīng)變曲線計算得到混合納米纖維的平均屈服/極限拉伸強度為375MPa/706Mpa,金納米纖維的平均屈服/極限拉伸強度為451MPa/741Mpa。對單根納米纖維進行各種機械性能的定量測試需要通用性極高的儀器。這類設(shè)備必須能進行納米機器人制樣和力學(xué)測試。并且由于納米纖維軸向形變(延長)小,高位移分辨率和優(yōu)異的位置穩(wěn)定性(位置漂移?。τ诰_一定測量是至關(guān)重要的。廣東表面微納米力學(xué)測試實驗室在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,納米力學(xué)測試有助于了解細胞與納米材料的相互作用機制。

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借助電子顯微鏡(EM)的原位納米力學(xué)測試法,利用掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡(TEM)的高分辨率成像,在EM 真空腔內(nèi)進行原位納米力學(xué)測試,根據(jù)納米試樣在EM真空腔中加載方式不同分為諧振法和拉伸法。原位測試法的較大優(yōu)點是能夠在 SEM 中實時觀測試樣的失效引發(fā)過程,甚至能夠用 TEM 對缺陷成核和擴展情況進行原子級分辨率的實時觀測;缺點是需在 EM 真空腔內(nèi)對納米試樣施加載荷,限制了其加載環(huán)境,并且加載力的檢測還需其他裝置才能完成。

AFAM 的基本原理是利用探針與樣品的接觸振動來對材料納米尺度的彈性性能進行成像或測量。AFAM 于20 世紀90 年代中期由德國薩爾布呂肯無損檢測研究所的Rabe 博士(女) 首先提出,較初為單點測量模式。2000 年前后,她們采用逐點掃頻的方式實現(xiàn)了模量成像功能,但是成像的速度很慢,一幅128×128 像素的圖像需要大約30min,導(dǎo)致圖像的熱漂移比較嚴重。2005 年,美國國家標準局的Hurley 博士(女) 采用DSP 電路控制掃頻和探針的移動,將成像速度提高了4~5倍(一幅256×256 像素的圖像需要大約25min)。原子力顯微鏡(AFM)在納米力學(xué)測試中發(fā)揮著重要作用,可實現(xiàn)高分辨率成像。

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量子效應(yīng)也決定納米結(jié)構(gòu)新的電,光和化學(xué)性質(zhì)。因此量子效應(yīng)在鄰近的納米科學(xué),納米技術(shù),如納米電子學(xué),先進能源系統(tǒng)和納米生物技術(shù)學(xué)科范圍得到更多注意。納米測量技術(shù)是利用改制的掃描隧道顯微鏡進行微形貌測量,這個技術(shù)已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級測量。安全一直是必須認真考慮的問題。電測量工具會輸出有危險的、甚至是致命的電壓和電流。清楚儀器使用中何時會發(fā)生這些情形顯得極為重要,只有這樣人們才能采取恰當?shù)陌踩婪妒侄巍U堈J真閱讀并遵從各種工具附帶的安全指示。納米力學(xué)測試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,為納米材料的設(shè)計和優(yōu)化提供指導(dǎo)。北京新能源納米力學(xué)測試

在納米力學(xué)測試中,常用的測試方法包括納米壓痕測試、納米拉伸測試和納米彎曲測試等。廣東表面微納米力學(xué)測試實驗室

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。抗細菌實驗表明,該復(fù)合超細水凝膠纖維可有效殺滅陽性和陰性細菌菌株,同時對正常哺乳動物細 胞保持友好性。這種超細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。廣東表面微納米力學(xué)測試實驗室