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納米圖案有助於(yú)機械(xiè)張力的測量 (2005-02-03)

發布時間:2007-12-04 作者: 來源: 瀏(liú)覽:1537
為測量聚合物(wù)中的機械張力,美國科學家利用鍍金的多孔氧化鋁(lǚ)(porous alumina)做為壓印模,在聚合物表麵製(zhì)作金納米網絡,藉此定義出納米圖案,將測量機(jī)械張力的精(jīng)度(dù)推展到(dào)次微米等級。 測量納米尺寸下的機械張力,對於了解納米結構如何影(yǐng)響聚合物(wù)複合材料的強度相當重要,但目前為止能在如此微小尺(chǐ)度(dù)下(xià)進行測量的方法並不多。方法之一為透過數字影像進行比對,但此方法隻適用於表麵具有無規律圖案的材料。美國南卡(kǎ)羅來納大學的Michael Myrick等人根(gēn)據這個概念,利用圖案化壓印的方式,在聚合物(wù)表麵用製作出無規律圖案。 研究人員利用(yòng)孔隙直經僅200 nm的多孔氧化鋁為材料,濺(jiàn)鍍上一層厚約100 nm的金薄膜,接著將乙烯一醋乙(yǐ)烯酯(ethylene vinyl acetate)為主的熱融聚(jù)合物加熱至190°C,待其稍冷卻後(hòu),再將先前製作的多孔氧化鋁模壓(yā)印於聚合物表麵。當聚合物完全冷卻後,再以氫氧化納溶解氧化鋁模,便能將帶(dài)有圖形的金膜轉(zhuǎn)換嵌入聚合物表(biǎo)麵。壓印在聚合物表麵的金網絡深度約1-2 μm;研究人員同時發現藉由調整聚合物的黏度或施加的壓力,可以改(gǎi)變圖案的深度,且如此製作的金網絡(luò)在聚合物表張力變化約10%下仍能附著良好。 Myrick表示,壓(yā)印圖案的製作一如預期,但由於圖案是嵌入(rù)聚合物表麵之下,在檢(jiǎn)查與對電性(xìng)界(jiè)定上就困難多了。為使電極與金接觸,研究團隊在聚合(hé)物表麵添加銀漆,銀(yín)漆(qī)沿聚合物(wù)孔隙流至位於表麵下的金網絡,形(xíng)成接觸。當表麵機械張力超過(guò)閥值約1%時,金網絡(luò)的電阻開使增加,而當外力(lì)移除後(hòu),電阻(zǔ)仍維持在未承受張力時的4-7倍,因此可藉(jiè)由測量電阻值來判(pàn)斷聚合物(wù)承受的張力是否超出臨界值,將(jiāng)有助(zhù)於監測結構狀況。此外,金網絡也可用於表麵的加熱。
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