薄膜技术在现代社会中无处不在。 它是无数设备的基础,包括显示器、晶体管、波导等。 材料科学家继续通过薄膜工程突破可能性的界限。 纳米结构是实现这一目标的一种方法。
纳米结构薄膜在纳米技术领域是独一无二的。 它们可能有几微米厚。 然而,它们具有高浓度的纳米级结构(位错、晶界等)。 这赋予相同成分的散装材料优异的机械性能。 润湿性就是一个例子。
本文深入探讨了确定纳米结构薄膜润湿性的复杂性,强调了光谱椭圆光度法和椭圆偏振孔隙率测定法的重要性。
对于纳米结构表面而言,润湿性是一个至关重要的参数。 它在抗反射涂层、自清洁机制、智能窗户、气体传感装置和薄膜的性能中发挥着至关重要的作用。 虽然确定平面上的接触角 (θ) 是一项常规任务,但它并不一定能转化为纳米结构材料的固有润湿行为。
Semilab 椭圆孔径测定法 (PS-2000) 是一种领先的介孔薄膜表征技术。 它提供了对单层薄膜和多层薄膜的孔隙率、孔径、比表面积和杨氏模量的全面了解。 该方法是纯光学且非破坏性的,可确保样品的完整性不受影响。
椭偏孔隙率测定法 (EP) 可测量薄膜光学特性的变化。 这种变化是由孔中溶剂蒸气的吸附或解吸引起的。 通过这样做,EP 提取了一系列薄膜厚度和折射率,提供了薄膜特性的详细轮廓。
最近的一项研究重点是使用椭偏孔隙率法研究功能化二氧化硅材料的内部润湿性。 研究结果表明,二氧化硅表面的甲基官能化导致体积吸附等温线中的毛细管冷凝延迟。 对于两种极性较大的吸附剂,这种效应尤其明显。 通过比较非功能化和功能化二氧化硅表面,计算所有测试液体的内部接触角值变得可行。

结果如图 1 所示,清楚地展示了表面能的影响 以及吸附极性对内部接触角的影响。
纳米结构薄膜的润湿性原理并不限于单一材料。 他们发现了各种多孔薄膜的相关性,包括 SiO2、TiO2、ZnO 和 WO3。 此外,纳米粒子、低 k 材料、介孔材料和微孔材料也受益于这些见解,为材料科学的进步铺平了道路。
了解纳米结构薄膜的润湿性只是材料科学的众多挑战之一。 但这是一个关键问题。 凭借光谱椭圆测量法和椭圆偏振孔隙率测量法等工具,我们 Semilab 处于这一探索的最前沿。 我们的 PS-2000 证明了我们致力于为介孔薄膜提供最佳表征技术的承诺。
对于那些热衷于深入研究薄膜世界及其各种应用的人,我们邀请您探索 PS-2000 的功能。 让我们共同塑造材料科学的未来。
您可以阅读我们关于此主题的出版物:Máté Füredi 等人,“通过椭圆测孔法对介孔二氧化硅进行内部润湿性研究”,收录于 Science Direct Volume 768,2023 年 3 月 1 日,doi:10.1016/j.tsf.2023.139683。