表面力儀可以直接測(cè)量表面（無(wú)機(jī)、有機(jī)、金屬、氧化物、聚合物、玻璃、生物等）之間的力學(xué)信號(hào)，在分子水平上研究界面和薄膜現(xiàn)象的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力。模塊化設(shè)計(jì)與眾多附件可供選擇和定制擴(kuò)展升級(jí)。界面力學(xué)表面力儀界面力學(xué)表面力儀

應(yīng)用范圍

研究領(lǐng)域以及可檢測(cè)的相互作用力 *

分散科學(xué) – 存在于液體表面和蒸汽的“膠體"力
附著力科學(xué) – 遠(yuǎn)程的膠體力和短程的粘附力
表面化學(xué) – 不同材料之間的表面和電化學(xué)相互作用
清潔,食品研究 – 表面活性劑與脂質(zhì)單層和雙層之間的作用力
生物材料和生物表面 – 蛋白質(zhì)和聚合物修飾過(guò)的表面之間的力
生物醫(yī)藥相互作用 – 配體和受體、蛋白質(zhì)和生物膜之間的相互作用
摩擦學(xué) – 摩擦，潤(rùn)滑和光滑或粗糙的表面磨損，薄膜流變
粉末科技 – 互動(dòng)作用過(guò)程中毛細(xì)效應(yīng)和表面變形
材料研究 – 金屬和氧化物表面和薄膜的機(jī)械性能以及失效分析
* 研究范圍不局限于這個(gè)清單，如有其它需求請(qǐng)聯(lián)系我們。

儀器概況

表面力儀測(cè)試存在于氣體或液體中的兩個(gè)光滑表面之間的力。靈敏度在納牛級(jí)別，距離分辨率為0.1納米。它可以測(cè)量表面之間的介質(zhì)折射率、吸附等溫線、毛細(xì)管冷凝等。表面力學(xué)方面，可以測(cè)試動(dòng)態(tài)相互作用力，如粘彈性和摩擦力以及薄膜流變性，并可以觀察分子（納米）級(jí)別上表面變形之間介質(zhì)折射率的實(shí)時(shí)變化。一些達(dá)到分子級(jí)平整度以及以上的硬材料都可以作為基底的光滑表面材料，比如云母、二氧化硅、藍(lán)寶石、聚合物等;這些基底也可使用表面活性劑、脂質(zhì)、聚合物、金屬、金屬氧化物、蛋白質(zhì)和其它生物分子等進(jìn)行表面修飾。SFA2000摩擦力測(cè)量

用 途

表面力儀技術(shù)可以用于表征和量化各類在液體和氣體中的兩個(gè)表面之間的相互作用（參考文獻(xiàn)）。靜電相互作用包括范德華力和靜電力、溶劑結(jié)構(gòu)變化產(chǎn)生的力（溶劑化和水合力）、毛細(xì)力、疏水相互 作用力、聚合物介導(dǎo)空間的消耗力、表面活性劑的單層和脂質(zhì)雙層、附著力和特定生物基團(tuán)之間的配對(duì)相互作用力。動(dòng)態(tài)和實(shí)時(shí)相互作用力檢測(cè)包括在超薄膜（納米流變）、液體慢松弛、密閉的幾何形狀聚合物、靠近過(guò)程中的表面變形、兩個(gè)表面之間的分離和側(cè)向滑動(dòng)。最近的應(yīng)用包括食品技術(shù)、離合器、壁虎如何在墻壁和天花板爬行、貽貝的生物粘附以及關(guān)節(jié)的生物潤(rùn)滑。

工作原理

右圖是SFA2000的示意圖。相互作用的兩個(gè)表面，它們之間絕對(duì)分離開(kāi)，吸附層表面的厚度通過(guò)白光干涉儀 （精度0.1納米范圍內(nèi)）分析光學(xué)干涉條紋來(lái)獲得。靠近兩個(gè)表面之間的距離是通過(guò)從毫米到埃級(jí)精度的四階 機(jī)械控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。測(cè)力彈簧的剛度可以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)測(cè)量各種不同大小的力。動(dòng)態(tài)測(cè)量在運(yùn) 動(dòng)表面進(jìn)行（垂直、水平或在三維空間中的任何方向），可以通過(guò)使用以下各頁(yè)中描述的附件來(lái)實(shí)現(xiàn)。SFA2000摩擦力測(cè)量

 

表面力儀精確測(cè)量力或存在于兩種材料表面之間（空氣，蒸汽或液體）任何形式的相互作用關(guān)系，包括其原有固定的幾何形狀和變形量，表面力儀可以非凡的將其直接測(cè)量并可視化，具備明確的（亞埃級(jí)） 的精度和熱漂移方面的穩(wěn)定性。不像其他一些表面力學(xué)測(cè)量?jī)x器，如掃描探針顯微鏡和摩擦測(cè)試儀，表面力儀使用白光干涉儀，可以精確檢測(cè)表面在分離時(shí)的實(shí)時(shí)作用力，提供了在交互作用點(diǎn)時(shí)的實(shí)時(shí)局部變形幾何形狀。一些早期型號(hào)的附件（如SFA3）現(xiàn)在已是SFA2000的一部分，而且新的附件允許各種動(dòng)態(tài)測(cè)量，例如，大范圍的速度或剪切速率的摩擦，潤(rùn)滑和粘彈性力。如下圖所示：