《科學(xué)》：一滴水引發(fā)納米薄膜測定新思路
2007-08-07 來源：中國聚合物網(wǎng)
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圖片說明：在納米薄膜上滴一滴小水珠時，薄膜會出現(xiàn)星暴般的褶皺。
（圖片來源：Jiangshui Huan, University of Massachusetts, Amerherst）
設(shè)想一下，將一滴水滴在納米薄膜上會發(fā)生什么？美國科學(xué)家的一項最新研究表明，很小的水滴置于納米薄膜上時，毛細(xì)張力的作用會導(dǎo)致薄膜上產(chǎn)生星暴狀的褶皺。這項實驗和所得結(jié)果雖然十分簡單，但卻為研究納米薄膜的力學(xué)性質(zhì)開辟了一條新的捷徑。在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家要測定納米薄膜材料的彈性和厚度再也不用大費(fèi)周章。相關(guān)論文發(fā)表在8月3日的《科學(xué)》雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)該項研究的是美國馬薩諸塞大學(xué)（University of Massachusetts）的Thomas Russell。他的小組對“漂浮”于皮氏培養(yǎng)皿中的納米聚合物薄膜進(jìn)行了研究，并用普通顯微鏡觀測到了上述現(xiàn)象。進(jìn)一步的研究表明，對于超薄的納米膜而言，毛細(xì)作用產(chǎn)生的褶皺的數(shù)量和長度這兩個特征量與納米薄膜的彈性模量和厚度存在著比例關(guān)系。
此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，實驗中一些納米薄膜材料上的褶皺會隨著時間慢慢消失，這一松弛過程中產(chǎn)生的信息也讓科學(xué)家對聚合物鏈高度精確的幾何運(yùn)動有了更深入的了解。
新的研究結(jié)果將許多學(xué)科和實際應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛的影響，比如微電子學(xué)和納米電子學(xué)，以及化妝品行業(yè)和涂層材料（如納米衣料）等。更為重要的是，它為科學(xué)家理解和優(yōu)化納米薄膜材料的力學(xué)特性開辟了一條新的道路。
到目前為止，科學(xué)家所使用的納米薄膜測定方法在時間和金錢上都不經(jīng)濟(jì)。使用超級顯微鏡太過麻煩，而通過研究結(jié)構(gòu)來做一些推測往往又不夠準(zhǔn)確。Russell表示，“該項研究有望為科學(xué)家提供一種簡易、經(jīng)濟(jì)的方法，來測定幾十納米厚的薄膜的力學(xué)性質(zhì)！
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