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マイクロ材料の純度をテストするための新しいNanoanalysis方法

Published on November 25, 2010 at 12:42 AM

国立標準技術研究所(NIST)の研究グループによって開発された新たな化学分析技術は、材料のわずか数マイクログラムの純度をテストするために、小さな水晶振動子のシフト超音波ピッチを使用しています。

それは同等の商業的な楽器よりも小さい千倍に近いサンプルを処理するので、新しい技術は、NISTのチームによると、ナノテクノロジーのための測定ツールの成長武器の重要な追加してください。

NISTの研究者がマイクロ熱重量分析のためのカーボンナノチューブのサンプルと水晶振動子マイクロバランスディスクを準備します。典型的なサンプルサイズは、約2リットル、または約1マイクログラムです。

科学研究の、オブジェクトが小さく、ナノテクノロジーや遺伝子に小さく、得ているとして、治療にこれらのものを測定する方法について心配の人が同等のインストゥルメンテーションを開発するためにかなりの工夫を適用している。この新しいNISTの技術は、熱重量分析(TGA)、かなり簡単な概念のための印象的な名前でリフです。材料のサンプルは非常にゆっくりと慎重に、加熱され、その質量の変化は、温度の上昇として測定されています。テクニックは、分解酸化、脱水するために必要な反応のエネルギーを測定する、またはその他の化学的な熱でサンプルを変更してください。

TGAは、さまざまなコンポーネントが異なる温度で気化するので、複雑なバイオ燃料の混合物を特徴づけるために、例えば、使用することができます。 、もう一度、別の成分が分解したり、様々な温度で気化するため、有機試料の純度は、TGAのプロットの形でテストすることができます。従来のTGAは、しかし、それは難しいのサンプル- suchような薄いフィルムなどのナノ粒子、または非常に小さい界面化学の特徴としては非常に小さく、実験室規模の粉末を測定するためにする材料、いくつかのミリグラム以上のサンプルを必要とします。

必要なのは、大量の微細な変化を測定するために非常に敏感な"天秤"です。 NISTのグループは、水晶振動子マイクロバランス法の1つ、2つの電極間に挟まれた石英の本質的に小さな圧電ディスクを発見した。電極間の交流電流は、安定した正確な超音波の周波数の水晶時計と同じ原理で振動する水晶を引き起こす。付加質量(マイクロサンプル)は、マイクロサンプルが加熱されるように戻って登ってと分解共振周波数を、低下させる。

新しい論文では、NISTの材料科学グループは、その天秤TGAは基本的に従来のTGA測定器と同じ結果を生成しますが、小さく千回程度の試料でいることを示しています。彼らは、カーボンブラック、酸化アルミニウムおよびサンプル有機液体だけでなく、混合物の複雑な曲線のための特性曲線ではないだけを検出することができます。

"我々は小さなカーボンナノチューブサンプルの純度を分析したいので、我々はこの仕事を始めた、"分析化学エリザベートマンスフィールド氏は説明します。最近では、彼女が言うには、彼らは特定のアプリケーションのためにそれらを変更するには、金ナノ粒子を置く有機表面コーティングの生物を測定する手法を適用しました。 "粒子の表面は今すぐにやるべきことは非常に難しいですどのくらいの材料のコートの測定、"彼女は"それはこのテクニックのための本当にユニークなアプリケーションになるだろう"と語る。

試作装置では、周波数の測定は加熱とは別のステップで作成されている必要があります。現在、チームは、プロセスが同時にできるようにするために発熱体を微量天秤のディスクを統合する作業になります。

ソース: http://www.nist.gov/

Last Update: 7. October 2011 18:15

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