Исследование полимеров с помощью атомно-силового микроскопа Park XE7

ФЕВ242016

Водорастворимые полимеры, используемые в качестве покрытий

Ферментативная полимеризация самособирающихся амфифильных производных тирозина из алкильных эмульсий позволяет получать водорастворимые полимеры, которые легче обрабатывать по сравнению с полифенолами. DELT полимеры образуют тонкую пленку на поверхности при контакте с водой. Данные пленки могут использоваться для удаления органических растворителей и других токсичных реагентов, используемых в настоящее время в технологиях нанесения полимерных покрытий. Такие покрытия обеспечивают как химическую защиту, так и электрическую изоляцию металлических проводников, покрытых золотом, во время процессов обработки. Такие покрытия в настоящее время представляют больший интерес по сравнению с покрытиями на основе эпоксидных смол, так как они не вредны для окружающей среды и являются более дешевыми.

Такие полимерные покрытия можно исследовать без какого-либо повреждения с помощью атомно-силового микроскопа XE7. Это обеспечивается за счет уникального бесконтактного режима исследования True Non-Contact, запатентованного компанией Park Systems. На рисунке ниже представлены изображения, полученные с помощью данного микроскопа. На них показано, что полимерная пленка представляет собой структуру из полусфер диаметром около 1 мкм.

Рис. 1. Изображение полимера, полученного на АСМ XE7, с помощью метода True Non-Contact. Размер изображения 5 × 5 мкм (слева), 20 × 20 мкм (справа).

На рисунке 2 представлено трехмерное изображение данного полимера. С его помощью можно исследовать данную структуру как целиком, так и каждую полусферу в отдельности, а именно получать информацию о высоте. Такой анализ оказывается даже более подробным и полезным, чем анализ с помощью электронной микроскопии (SEM), так как позволяет исследовать любую желаемую область образца.

Рис. 2. Трехмерное изображение полимерного покрытия, нанесенного на золотую подложку (размер изображения 5 × 5 мкм).

Исследование двуосноориентированных полипропиленовых пленок (BOPP)

Поверхность BOPP имеет волокнистую структуру, которая определяется коэффициентом вытягивания в двух перпендикулярных направлениях, т.е. продольное направление (MD) и поперечное направление (TD). Морфология такой полимерной пленки была изучена с помощью атомно-силового микроскопа XE7.

Для того, чтобы получить полное представление о данном материале, необходимо определить, как именно эта волоконная структура распределена по всей толщине пленки. Используя АСМ XE7, Вы сможете с легкостью получить ответы на все вопросы. А возможность автоматического подведения кантилевера к поверхности образца, чтобы не повредить его, уникальный режим сканирования True Non-Contact и ПЗС-камера высокого разрешения делают эту задачу еще проще.

Атомно силовой микроскоп XE7 выполнен по уникальному дизайну с двумя независимыми сканерами в плоскости XY и вдоль оси Z. В дополнение, ПЗС-камера перемещается одновременно с Z-сканером, что позволяет Вам отслеживать расстояние до поверхности образца и быстро подводить кантилевер к его поверхности (на расстояния до нескольких мм).

После того, как кантилевер подведен достаточно близко к поверхности образца, объектив ПЗС-камеры может двигаться независимо. Таким образом, поверхность образца будет находиться в фокусе камеры, а кантилевер будет находиться еще за фокусным расстоянием. Далее, отдельно подводя кантилевер к поверхности образца, Вы можете подвести его еще ближе к образцу. В итоге Вы можете подвести кантилевер на такое расстояние, чтобы получить хорошее изображение полимерной пленки.

На рисунке ниже представлено полученное изображение полимерной пленки в двух направлениях. Видно, что пленка имеет хорошо различимую волокнистую структуру, а также показано, что данная структура имеет место по всей толщине BOPP пленки. В добавление можно сказать, что в зависимости от направления разреза пленка имеет несколько разную структуру.

Рис. 2. Изображение BOPP пленки вдоль двух направлений разреза: поперечное сечение (слева) и продольное сечение (справа). Изображение было получено в режиме True Non-Contact; размер изображения 10 × 10 мкм.

Подробные характеристики
атомно-силового микроскопа Park ХЕ7