Magnetisk aktivering muliggør nanoskala termisk analyse

Polymer nanofilm og nano-kompositter bruges i en lang række applikationer fra mademballage til sportsudstyr til bil- og rumfartsapplikationer. Termisk analyse bruges rutinemæssigt til at analysere materialer til disse applikationer, men den voksende tendens til at bruge nanostrukturerede materialer har gjort bulkteknikker utilstrækkelige.

I de senere år er der anvendt en atomkraftmikroskopbaseret teknik kaldet nanoskala termisk analyse (nanoTA) til at afsløre materialets temperaturafhængige egenskaber på sub-100 nm skalaen. Typisk, nanotermisk analyse fungerer bedst for bløde polymerer. Forskere ved University of Illinois i Urbana-Champaign og Anasys Instruments, Inc. har nu vist, at de kan udføre nanoskala termisk analyse på stive materialer som epoxy og fyldte kompositter.

"Denne nye teknik lader os hurtigt måle temperatur og frekvensafhængige egenskaber af materialer over en bred båndbredde, "bemærkede William King, College of Engineering Bliss Professor i Institut for Mekanisk Videnskab og Teknik i Illinois, der ledede forskningen. Teknikken virker ved at strømme en strøm omkring de U-formede arme i et selvopvarmende atomkraftmikroskop (AFM) udligger og interagere denne strøm med et magnetfelt. Magnetfeltet gør det muligt at modulere spids-prøvekraften tæt på spidsen af ​​AFM.

"Vi er i stand til at opnå nanometer-skala kraftstyring, der er uafhængig af opvarmningstemperaturen, "ifølge Byeonghee Lee, første forfatter til papiret.

"Konventionel nanotermisk analyse har kæmpet med meget fyldte, stærkt tværbundne materialer og sub-100 nm tynde film. Denne nye teknik har givet os mulighed for pålideligt at måle og kortlægge glasovergange og smelteovergange på klasser af materialer, der tidligere var meget udfordrende, "sagde Craig Prater, teknologichef hos Anasys Instruments og medforfatter på papiret.