聚苯乙烯纳米微球单层膜的制备表征及其力学性能的-中国表面工程.PDF

第 23 卷 第 2 期 中 国 表 面 工 程 Vol.23 No.2 2010 年 4 月 CHINA SURFACE ENGINEERING April 2010 50 中 国 表 面 工 程 2009 年 doi: 10.3969/j.issn.1007−9289.2010.02.018 聚苯乙烯纳米微球单层膜的制备、表征及其力学性能的研究* 王元元 ，郭 丹 （清华大学 摩擦学国家重点实验室 ，北京 100084 ） 摘 要：通过对硅片基底亲水处理和改善纳米微球胶体溶液与硅片基底之间的浸润性 ，利用毛细管制得单层紧密排列 的聚苯乙烯纳米微球，探讨了成膜机理与关键因素 ，和与其它方法相比 ，制样成功率高 ，操作简单 ，成膜速度快。利 用 AFM 对纳米微球的力学性质进行了研究，着重分析了 AFM 力曲线的测量过程与分析方法 ，建立了 AFM 针尖与纳 米微球之间的接触模型并测得室温下 200 nm 聚苯乙烯纳米微球的弹性模量为 3.400 ±0.492 GPa 。 关键词：纳米微球 ；单层膜 ；AFM力曲线 ；弹性模量 中图分类号：TG156.88 ；TB114.2 文献标识码：A 文章编号：1007–9289(20 10)02–0086–04 The Fabrication of PP-nanoparticles Monolayer and the Measurement of Elastic Properties WANG Yuan–yuan, GUO Dan (State Key Laboratory of Tribology, Tsinghua University, Beijing 100084) Abstract: In order to obtain monolayer of polystyrene nanoparticles, hydrophilicity treatment to silicon substrate and the improvement of the surface wettability of the nanoparticles colloidal suspension has been used. The film forming mechanics and key factors were also investigated in this paper. Compared with other methods, it is more convenient and more likely to be successful. Besides, AFM was employed to measure the mechanical properties of the PP-nanoparticles due to its capability of locating individual particle precisely and applying ultra low loads on the nanospheres. Moreover, the experiment results show that the elastic modulus of 200 nm–diametered nanoparticles is 3.400 ±0.492 GPa. Key words: nanoparticles; monolayer; AFM force–displacement curve; elastic modulus 0 引 言 类常用的方法是LB膜技术[4] ，此方法通常用于制备 位于气/液界面的微球层。然而 ，上述方法是实际应 良好密排的