Атомно-силовая микроскопия как эффективный инструмент исследования структуры и механических свойств полимерных материалов на микро- и наноуровне

Авторы

  • О.К. Гаришин Институт механики сплошных сред УрО РАН

DOI:

Ключевые слова:

атомно-силовой микроскоп, наноиндентация, полимер, нанокомпозит

Аннотация

Описаны основные принципы работы атомно-силового микроскопа( АСМ-) одного из наиболее перспективных инструментов изучения наноструктурированных материалов. Представлены экспериментальные результаты исследования структуры и локальных механических свойств полимерных материалов и нанокомпозитов на их основе. Приведены результаты теоретического моделирования контактного режима работы АСМ, необходимые для адекватной обработки и расшифровки экспериментальных данных. Определены условия применимости стандартных методик, используемых при расшифровке АСМ-сканирования для случая полимерных материалов.

Поддерживающие организации
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Министерства промышленности, инноваций и науки Пермского края (гранты 11-08-96001-р_урал_а, 13-08-00065)

Биография автора

  • О.К. Гаришин, Институт механики сплошных сред УрО РАН
    доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник

Библиографические ссылки

  1. Schuh C.A. Nanoindentation studies of materials // Materials Today. - 2006. - Vol. 9. - № 5. - P. 32-40.
  2. Binnig G., Quate C.F., Gerber C. Atomic force microscope. Surface studies by scanning tunneling microscopy // Phys. Rev. Lett. - 1986. - Vol. 56. - № 9. - P. 930-933.
  3. Чвалун С.Н. Полимерные нанокомпозиты // Природа. - 2000. - № 7. - С. 22-30.
  4. Bhushan B. Handbook of micro-mano-tribology. - Springer, 1999. - 433 p.
  5. Relating elastic modulus to indentation response using atomic force microscopy / M.R. Vanlandingham, S.H. McKnicht, G.R. Palmese, R.F. Eduljee, J.W. Gillepie, Jr.R.L. McCulough // J. Mater. Sci. Let. - 1997. -Vol. 16. - P. 117-119.
  6. Computational modeling of the forward and reverse problems in instrumented indentation / M. Dao, N. Chollacoop, K.J. Van Vliet, T.A. Venkatesh, S. Suresh // Acta Mater. - 2001. - Vol. 49. - № 19. -P. 3899-3918.
  7. Fischer-Cripps A.C. Nanoindentation and indentation measurements // Mater. Sci. Eng. - 2004. - Vol. 44. -P. 91-102.
  8. Carlsson S., Larsson P.-L. On the determination of residual stress and strain fields by sharp indentation testing. Part I: theoretical and numerical analysis // Acta Mater. - 2001. - Vol. 49. - № 12. - P. 2179-2191.
  9. Fischer-Cripps A.C. Nanoindentation. - Springer, 2002. - 217 p.
  10. Головин Ю.И. Введение в нанотехнологию. - М.: Машиностроение, 2003. - 112 с.
  11. Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. - Н. Новгород: изд-во Ин-та физики микроструктур РАН, 2004. - 115 с.
  12. Derjaguin B.V., Muller V.M., Toropov Yu.P. Effect of contact deformations on the adhesion of particles // J. Colloid. Interface Sci. - 1975. - Vol. 53. - № 2. - P. 314-326.
  13. Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Муллер В.М. Поверхностные силы. - М.: Наука, 1985. - 398 с.
  14. Гаришин О.К., Морозов И.А., Шадрин В.В. Экспериментальные исследования полимер-силикатных нанокомпозитов с помощью атомно-силового микроскопа // Вестник ПНИПУ: Механика. - 2013. -№ 2. - C. 84-95.
  15. Изюмов Р.И., Свистков А.Л. Картографический метод анализа свойств поверхности // Вестник Пермского университета. Серия: Физика. - 2012. - Т. 22. - № 4. - С. 69-72.
  16. Тимошенко С.П. Теория упругости. - М.: Наука, 1975. - 576 c.
  17. Морозов И.А., Солодько В.Н. Исследование областей трещин каучуковых вулканизатов методами атомно-силовой микроскопии // Вестник Пермского университета. Серия: Физика. - 2012. - Т. 22. -№ 4. - С. 158-165.
  18. Свистков А.Л., Лауке Б. Дифференциальные определяющие уравнения несжимаемых сред при конечных деформациях // ПМТФ. - 2009. - Т. 50. - С. 158-170.

Загрузки

Опубликован

2014-09-12

Выпуск

№ 2 (2014)

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

Как цитировать

Гаришин, О. (2014). Атомно-силовая микроскопия как эффективный инструмент исследования структуры и механических свойств полимерных материалов на микро- и наноуровне. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 2, 23-33. https://journal.permsc.ru/index.php/pscj/article/view/PSCJ2014n2p3