聚合物中金纳米网络新方法测量机械张力是什么

为测量聚合物中的机械张力,美国科学家利用镀金的多孔氧化铝(porousalumina)做为压印模,在聚合物表面制作金纳米网络,藉此定义出纳米图案,将测量机械张力的精度推展到次微米等级。测量纳米尺寸下的机械张力,对于了解纳米结构如何影响聚合物复合材料的强度相当重要,但目前为止能在如此微小尺度下进行测量的方法并不多。方法之一为透过数字影像进行比对,但此方法只适用于表面具有无规律图案的材料。美国南卡罗来纳大学的michaelmyrick等人根据这个概念,利用图案化压印的方式,在聚合物表面用制作出无规律图案。研究人员利用孔隙直经仅200nm的多孔氧化铝为材料,溅镀上一层厚约100nm的金薄膜,接着将乙烯一醋乙烯酯(ethylenevinylacetate)为主的热融聚合物加热至190°c,待其稍冷却后,再将先前制作的多孔氧化铝模压印于聚合物表面。当聚合物完全冷却后,再以氢氧化纳溶解氧化铝模,便能将带有图形的金膜转换嵌入聚合物表面。压印在聚合物表面的金网络深度约1-2μm;研究人员同时发现藉由调整聚合物的黏度或施加的压力,可以改变图案的深度,且如此制作的金网络在聚合物表张力变化约10%下仍能附着良好。myrick表示,压印图案的制作一如预期,但由于图案是嵌入聚合物表面之下,在检查与对电性界定上就困难多了。为使电极与金接触,研究团队在聚合物表面添加银漆,银漆沿聚合物孔隙流至位于表面下的金网络,形成接触。当表面机械张力超过阀值约1%时,金网络的电阻开使增加,而当外力移除后,电阻仍维持在未承受张力时的4-7倍,因此可藉由测量电阻值来判断聚合物承受的张力是否超出临界值,将有助于监测结构状况。此外,金网络也可用于表面的加热