湖南高校納米力學(xué)測(cè)試服務(wù)

用透射電鏡可評(píng)估微納米粒子的平均直徑或粒徑分布。該方法是一種顆粒度觀察測(cè)定的一定方法,因而具有可靠性和直觀性,在微納米材料表征中普遍采用。原子力顯微鏡的英文名為縮寫(xiě)為AFM。AFM具有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。AFM對(duì)于樣品的要求較低，AFM的應(yīng)用范圍也較為寬廣。在進(jìn)行納米材料研究中，AFM能夠分析納米材料的表面形貌，AFM 可以同其他設(shè)備如相結(jié)合進(jìn)行微納米粒子的研究。實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行觀察、測(cè)量、記錄、分析等多項(xiàng)步驟，電子顯微技術(shù)的作用可以貫穿整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，所以電子顯微鏡的重要性不言而喻。納米力學(xué)測(cè)試可以幫助解決材料在實(shí)際使用過(guò)程中遇到的損傷和磨損問(wèn)題。湖南高校納米力學(xué)測(cè)試服務(wù)

原位納米壓痕儀的主要功能為：安裝于SEM或者FIB中，可以對(duì)金屬材料、陶瓷材料、生物材料及復(fù)合材料等各種材料精確施加載荷、檢測(cè)形變量。在電鏡下進(jìn)行壓痕、壓縮、彎曲、劃痕、拉伸和疲勞等力學(xué)性能測(cè)試；此外，還可研究材料在動(dòng)態(tài)力、熱等多場(chǎng)耦合條件下結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。ALEMNIS原位納米壓痕儀可與多種分析設(shè)備聯(lián)用，如掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡和同步輻射裝置等，并實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用場(chǎng)景。該原位納米壓痕儀是一款能實(shí)現(xiàn)本征位移控制模式的壓痕儀。依托于該設(shè)備的精巧設(shè)計(jì)及精細(xì)加工，對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)景，其均具有靈活性、精確性和可重復(fù)性。廣東科研院納米力學(xué)測(cè)試定制納米力學(xué)測(cè)試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)響應(yīng)機(jī)制，從而推動(dòng)納米科學(xué)的發(fā)展。

AFAM 方法提出之后，不少研究者對(duì)方法的準(zhǔn)確度和靈敏度方面進(jìn)行了研究。Hurley 等分析了空氣濕度對(duì)AFAM 定量化測(cè)量結(jié)果的影響。Rabe 等分析了探針基片對(duì)AFAM 定量化測(cè)量的影響。Hurley 等詳細(xì)對(duì)比了AFAM 單點(diǎn)測(cè)試與納米壓痕以及聲表面波譜方法的測(cè)試原理、空間分辨率、適用性及測(cè)試優(yōu)缺點(diǎn)等。Stan 等提出一種雙參考材料的方法，此方法不需要了解針尖的力學(xué)性能，可以在一定程度上提高測(cè)試的準(zhǔn)確度。他們還提出了一種基于多峰接觸的接觸力學(xué)模型，在一定程度上可以提高測(cè)試的準(zhǔn)確度。Turner 等通過(guò)嚴(yán)格的理論推導(dǎo)研究了探針不同階彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模態(tài)的靈敏度問(wèn)題。Muraoka提出一種在探針微懸臂末端附加集中質(zhì)量的方法，以提高測(cè)試靈敏度。Rupp 等對(duì)AFAM測(cè)試過(guò)程中針尖樣品之間的非線性相互作用進(jìn)行了研究。

將近場(chǎng)聲學(xué)和掃描探針顯微術(shù)相結(jié)合的掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)是近些年來(lái)發(fā)展的納米力學(xué)測(cè)試方法。掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)有多種應(yīng)用模式，如超聲力顯微術(shù)(ultrasonic force microscopy，UFM)、原子力聲學(xué)顯微術(shù)(atomic force acoustic microscopy，AFAM)、超聲原子力顯微術(shù)(ultrasonic atomic force microscopy，UAFM)，掃描聲學(xué)力顯微術(shù)(scanning acoustic force microscopy，SAFM)等。在以上幾種應(yīng)用模式中，以基于接觸共振檢測(cè)的AFAM 和UAFM 這兩種方法應(yīng)用較為普遍，有時(shí)也將它們統(tǒng)稱(chēng)為接觸共振力顯微術(shù)(contact resonance force microscopy，CRFM)。納米力學(xué)測(cè)試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)行為，從而指導(dǎo)納米材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

AFAM 利用探針和樣品之間的接觸共振進(jìn)行測(cè)試，基于對(duì)探針的動(dòng)力學(xué)特性以及針尖樣品之間的接觸力學(xué)行為分析，可以通過(guò)對(duì)探針接觸共振頻率、品質(zhì)因子、振幅、相位等響應(yīng)信息的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)被測(cè)樣品力學(xué)性能的定量化表征。AFAM 不只可以獲得樣品表面納米尺度的形貌特征，還可以測(cè)量樣品表面或亞表面的納米力學(xué)特性。AFAM 屬于近場(chǎng)聲學(xué)成像技術(shù)，它克服了傳統(tǒng)聲學(xué)成像中聲波半波長(zhǎng)對(duì)成像分辨率的限制，其分辨率取決于探針針尖與測(cè)試樣品之間的接觸半徑大小。AFM 探針的針尖半徑很小(5~50 nm)，且施加在樣品上的作用力也很小(一般為幾納牛到幾微牛)，因此AFAM 的空間分辨率極高，其橫向分辨率與普通AFM 一樣可以達(dá)到納米量級(jí)。與納米壓痕技術(shù)相比，AFAM 在分辨率方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，通常認(rèn)為其測(cè)試過(guò)程是無(wú)損的。此外，AFAM 在成像質(zhì)量和速度方面均明顯優(yōu)于納米壓痕。目前，AFAM 已經(jīng)普遍應(yīng)用于納米復(fù)合材料、智能材料、生物材料、納米材料和薄膜系統(tǒng)等各種先進(jìn)材料領(lǐng)域。隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)也在不斷更新?lián)Q代，以適應(yīng)更高精度的測(cè)試需求。湖南高校納米力學(xué)測(cè)試服務(wù)

納米力學(xué)測(cè)試在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，有助于揭示生物分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。湖南高校納米力學(xué)測(cè)試服務(wù)

日本：S．Yoshida主持的Yoshida納米機(jī)械項(xiàng)目主要進(jìn)行以下二個(gè)方面的研究：⑴．利用改制的掃描隧道顯微鏡進(jìn)行微形貌測(cè)量，已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級(jí)測(cè)量；⑵．利用激光干涉儀測(cè)距，在激光干涉儀中其開(kāi)發(fā)的雙波長(zhǎng)法限制了空氣湍流造成的誤差影響；其實(shí)驗(yàn)裝置具有1n m的測(cè)量控制精度。日本國(guó)家計(jì)量研究所（NRLM）研制了一套由穩(wěn)頻塞曼激光光源、四光束偏振邁克爾干涉儀和數(shù)據(jù)分析電子系統(tǒng)組成的新型干涉儀，該所精密測(cè)量已涉及一些基本常數(shù)的決定這一類(lèi)的研究，如硅晶格間距、磁通量等，其掃描微動(dòng)系統(tǒng)主要采用基于柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)的微動(dòng)工作臺(tái)。湖南高校納米力學(xué)測(cè)試服務(wù)