- 紡織材料大型儀器實(shí)驗(yàn)教程
- 潘志娟
- 5950字
- 2020-07-17 13:09:41
實(shí)驗(yàn)三 使用原子力顯微鏡(AFM)分析紡織材料形貌
一、實(shí)驗(yàn)原理
1665年,光學(xué)顯微鏡首次出現(xiàn),推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,但光的衍射效應(yīng)限制了光學(xué)顯微鏡的分辨率。隨后掃描隧道顯微鏡的發(fā)明提高了所觀察物體的分辨率,但因其工作依靠隧道電流,只能用來(lái)觀察導(dǎo)電材料。為了解決這一問(wèn)題,科學(xué)家在掃描隧道顯微鏡的基礎(chǔ)上發(fā)明了原子力顯微鏡(AFM)。AFM通過(guò)裝有針尖的彈性微懸臂的振動(dòng)檢測(cè)樣品的表面形貌。當(dāng)針尖通過(guò)樣品表面時(shí),針尖與樣品面的相互作用力會(huì)引起微懸臂的形變。照射在懸臂背面的激光束通過(guò)反射鏡反射到對(duì)位置敏感的光電探測(cè)器中,懸臂會(huì)隨樣品表面形貌的起伏而發(fā)生彎曲,同時(shí)探測(cè)器上激光的位置會(huì)發(fā)生相應(yīng)移動(dòng)。最終檢測(cè)器通過(guò)測(cè)量針尖的位移量,并將這些信息輸入計(jì)算機(jī),經(jīng)過(guò)處理即可還原樣品表面的形貌像。當(dāng)前AFM的主要掃描模式為接觸模式(Contact mode)、非接觸模式(Noncontact mode)、輕敲模式(Tapping mode)和自動(dòng)掃描模式(ScanAsyst mode)。
二、樣品準(zhǔn)備
根據(jù)樣品種類(lèi)的不同,各種顯微鏡對(duì)其前處理過(guò)程有不同的要求。比如對(duì)生物樣品進(jìn)行測(cè)定時(shí),電子顯微鏡必須對(duì)樣品進(jìn)行固定、脫水、包埋、切片、染色等一系列處理;激光共聚焦顯微鏡拍攝前須對(duì)樣品進(jìn)行特殊的熒光染色;掃描隧道顯微鏡要求物質(zhì)具有表面導(dǎo)電性,否則要進(jìn)行鍍金處理。而利用AFM觀察樣品時(shí)無(wú)須導(dǎo)電、低溫真空等條件,只需對(duì)樣品進(jìn)行簡(jiǎn)單固定處理便可直接觀察,但是其成像載體、基底的處理等對(duì)成像質(zhì)量有很大的影響。
AFM的成像載體有很多種,如云母片、玻璃片、石墨、二氧化硅、生物膜等。在空氣中觀察時(shí),云母片是應(yīng)用最廣泛的基底。云母片、玻璃及氧化硅在中性條件下帶負(fù)電,所以中性條件下帶正電的樣品可以通過(guò)簡(jiǎn)單吸附進(jìn)行固定。
若是云母片作為基底,一般是用膠帶紙將干凈的云母表面剝離,洗耳球吹凈云母表面由于剝離而可能產(chǎn)生的碎片,得到干凈、平坦且不導(dǎo)電的云母片。若是硅片作為基底,一般先用有機(jī)溶劑將硅片浸泡,處理干凈。
對(duì)于溶液類(lèi)樣品,先將分散好的溶液類(lèi)樣品直接滴加到云母上,吸附一定時(shí)間后,用濾紙吸干、自然晾干或氮?dú)獯蹈傻姆椒ㄈサ舳嘤嗟乃?,就可進(jìn)行觀察。對(duì)于紡織材料中的纖維類(lèi)樣品,需將表面處理達(dá)到測(cè)試要求的樣品裁剪至邊長(zhǎng)不超過(guò)15mm,直接用雙面膠黏附在云母或者硅片基底上,再將云母或者硅片粘貼在儀器配套的尺寸合適的金屬樣品托上進(jìn)行觀察(注意:樣品尺寸不能超出載物臺(tái)大小,粘貼必須平整,避免一端高一端低,且樣品的縱向落差不應(yīng)超過(guò)儀器掃描管的Z軸限定值)。液體環(huán)境下觀察時(shí)需要將樣品放在專(zhuān)用的液體池中。
將提供的磁性樣品盤(pán)固定于樣品臺(tái)上適當(dāng)?shù)奈恢没驅(qū)⒄澈脴悠返臉悠吠形皆诖判詷悠繁P(pán)上(圖1-3-1)。

圖1-3-1 樣品盤(pán)及樣品制備
三、實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)介
本實(shí)驗(yàn)使用儀器為Bruker MultiMode 8原子力顯微鏡(圖1-3-2)。該儀器采用NanoScope V控制器,具有先進(jìn)的數(shù)字架構(gòu)、高數(shù)據(jù)帶寬、低噪聲數(shù)據(jù)采集和良好的數(shù)據(jù)處理能力,使其具有領(lǐng)先的高分辨率和高性能。同時(shí),MultiMode 8原子力顯微鏡擁有獨(dú)特的ScanAsyst模式,采用其先進(jìn)的自動(dòng)圖像優(yōu)化技術(shù),避免了復(fù)雜的參數(shù)調(diào)節(jié)步驟,圖像獲得更加簡(jiǎn)便。

圖1-3-2 MultiMode 8原子力顯微鏡主要部件
四、實(shí)驗(yàn)操作步驟
1.開(kāi)機(jī) 先打開(kāi)計(jì)算機(jī)和顯示器,再打開(kāi)AFM控制器。
2.啟動(dòng)軟件 雙擊桌面Nanoscope 8.15圖標(biāo),進(jìn)入儀器操作界面。選擇掃描模式(ScanAsyst、Tapping、Contact等),然后點(diǎn)擊“Load”,進(jìn)入該模式的界面(圖1-3-3)。

圖1-3-3 AFM聯(lián)機(jī)界面
3.裝樣 將固定在鐵片上的樣品放入帶有磁性的樣品臺(tái)上,使其吸住鐵片和樣品。注意調(diào)節(jié)樣品臺(tái)高度,通常應(yīng)使樣品的上表面不明顯高于探針頭上的支點(diǎn)頂部,以防止裝探針夾時(shí)探針直接壓到樣品上而損壞探針。
(1)選擇合適的探針和探針夾。對(duì)于空氣中的ScanAsyst模式,一般選用ScanAsyst in air探針;對(duì)于空氣中的Tapping模式,一般選擇RTESP探針;對(duì)于空氣中的Contact模式,一般選擇DNP或SNL探針。如果在液體中操作,ScanAsyst模式選用ScanAsyst in fluid探針,而無(wú)論Tapping還是Contact模式,都選擇DNP或SNL探針。需要注意的是,實(shí)際使用的探針?lè)N類(lèi)應(yīng)根據(jù)測(cè)量需求恰當(dāng)選擇,也可以使用其他合適的探針來(lái)代替推薦的探針進(jìn)行成像。
(2)安裝探針。在空氣中測(cè)試時(shí),將探針安裝在tip holder上。安裝時(shí),把holder翻轉(zhuǎn)放在桌面上,輕輕下壓,使里面凹槽內(nèi)的金屬片微微上翹,隨后裝入探針,并松手使金屬片壓緊探針(圖1-3-4)。

圖1-3-4 空氣測(cè)試條件下安裝探針示意圖
(3)安裝探針夾。將探針夾對(duì)準(zhǔn)掃描頭底部的三個(gè)觸點(diǎn)輕輕插入,避免撞到下方樣品,并擰緊位于掃描頭卡槽右側(cè)中部的螺絲,將探針夾固定住。需要注意的是,操作時(shí)務(wù)必注意控制探針和樣品臺(tái)之間的距離。如果探針和樣品臺(tái)距離過(guò)近,請(qǐng)執(zhí)行“Motor”菜單下的“Withdraw”命令多次,向上移動(dòng)Z軸,使探針和樣品臺(tái)保持安全距離。
5.調(diào)節(jié)激光 掃描頭上部右側(cè)有兩個(gè)激光調(diào)節(jié)旋鈕,并有兩個(gè)箭頭標(biāo)明了順時(shí)針旋轉(zhuǎn)激光調(diào)節(jié)旋鈕時(shí)激光光斑位置的移動(dòng)方向,保證將激光打在懸臂前端。
(1)矩形懸臂探針的調(diào)節(jié)激光(圖1-3-5)。取一張白紙置于掃描管正下方,紅色的激光光斑將反映在白紙上。若看不到激光光斑,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕,直到看到激光光斑。在通常情況下,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕可以將激光光斑調(diào)出,但若激光光斑遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離正常位置,可能無(wú)論如何旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕也無(wú)法看到激光光斑。此時(shí)請(qǐng)目測(cè)激光點(diǎn)打在探針夾上的位置,使用兩個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕將激光光斑調(diào)節(jié)到正常位置。
順時(shí)針旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕,直到激光光斑消失。這時(shí),激光應(yīng)該打在探針基底的左側(cè)邊緣上。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕,直到激光光斑剛好出現(xiàn)(位置1)。
順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)左前方的激光調(diào)節(jié)旋鈕,直到激光光斑突然變暗,繼續(xù)旋轉(zhuǎn)旋鈕則又變亮。調(diào)回光斑突然變暗的位置,此時(shí)激光應(yīng)該打在懸臂的后端(位置2)。

圖1-3-5 矩形懸臂探針的調(diào)節(jié)激光
逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕,直到看到激光光斑。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕,直到激光光斑剛好消失,此時(shí)激光應(yīng)該打在懸臂的最前端(位置3)。
(2)三角形懸臂梁探針的調(diào)節(jié)激光(圖1-3-6)。取一張白紙置于掃描管正下方,紅色的激光光斑將反映在白紙上。若看不到激光光斑,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕,直到看到激光光斑。在通常情況下,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕可以將激光光斑調(diào)出,但若激光光斑遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離正常位置,可能無(wú)論如何旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕也無(wú)法看到激光光斑。此時(shí)請(qǐng)目測(cè)激光點(diǎn)打在探針夾上的位置,使用兩個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕將激光光斑調(diào)節(jié)到正常位置。

圖1-3-6 三角形懸臂探針的調(diào)節(jié)激光
順時(shí)針旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕,直到激光光斑消失。這時(shí),激光應(yīng)該打在探針基底的左側(cè)邊緣上。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕,直到激光光斑剛好出現(xiàn)(位置1)。
順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)左前方的激光調(diào)節(jié)旋鈕,直到看到激光光斑被遮擋兩次。調(diào)回兩次相繼遮擋位置的中心位置,此時(shí)激光應(yīng)該打在三角懸臂的鏤空處。勻速旋轉(zhuǎn)旋鈕,可以根據(jù)兩次遮擋出現(xiàn)的間隔來(lái)判斷懸臂的大小(位置2)。
逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕,直到看到激光光斑被擋住后又再次出現(xiàn)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)右后方的激光調(diào)節(jié)旋鈕,直到激光光斑剛好消失,此時(shí)激光應(yīng)該打在懸臂的最前端(位置3)。
6.調(diào)整檢測(cè)器位置 掃描頭左側(cè)有兩個(gè)檢測(cè)器位置調(diào)節(jié)旋鈕,旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)旋鈕調(diào)節(jié)Vert.Defl.和Hori.Defl.到合適的值。對(duì)于ScanAsyst模式,將Vert.Defl.和Hori.Defl.調(diào)節(jié)到0;對(duì)于Tapping模式,將Vert.Defl.和Hori.Defl.調(diào)節(jié)到0;對(duì)于Contact模式,將Hori.Defl.調(diào)節(jié)到0,Vert.Defl.調(diào)節(jié)到-2V。正確調(diào)節(jié)完畢后,對(duì)于無(wú)金屬反射鍍層的探針(如用于Tapping模式的RTESP探針),SUM值應(yīng)在1.5~2.5V;對(duì)于有金屬反射鍍層的探針(如用于ScanAsyst模式的ScanAsyst in air、Contact模式的DNP或SNL探針),SUM值應(yīng)在5V以上(圖1-3-7)。

圖1-3-7 檢測(cè)器調(diào)節(jié)示意圖
7.進(jìn)針 執(zhí)行Motor菜單下的Engage命令,或點(diǎn)擊Engage圖標(biāo)。如果需要更換掃描位置,先執(zhí)行Motor菜單下的Withdraw命令或點(diǎn)擊Withdraw圖標(biāo),使探針遠(yuǎn)離樣品表面,用軌跡球找到待掃描的位置后,再執(zhí)行Engage命令進(jìn)針。
8.掃描圖片 儀器完成自動(dòng)進(jìn)針后,即開(kāi)始掃描圖片。在ScanAsyst模式下,儀器會(huì)全程自動(dòng)實(shí)時(shí)優(yōu)化參數(shù);在Tapping及Contact模式下,需要根據(jù)圖像情況實(shí)時(shí)手動(dòng)調(diào)整Setpoint、Integral Gain和Proportional Gain,優(yōu)化圖像質(zhì)量。
9.存圖 執(zhí)行Capture菜單下Capture Filename命令給需要保存的圖像命名。調(diào)整好掃描參數(shù)后,執(zhí)行Capture菜單下的Capture命令保存圖像。
10.退針 將Scan Size、X Offset、Y Offset和Scan Angle均設(shè)置為0。多次執(zhí)行Motor菜單下的Withdraw命令或者點(diǎn)擊Withdraw圖標(biāo)。該命令可以多次執(zhí)行。待探針遠(yuǎn)離樣品表面后,取下樣品。
11.關(guān)機(jī) 依次關(guān)閉軟件、控制器及計(jì)算機(jī)和顯示器。注意嚴(yán)格按照順序關(guān)閉儀器。
液態(tài)樣品測(cè)試中,裝針、裝樣方式與空氣樣品測(cè)試有區(qū)別,其他步驟相同。
(1)探針選擇。推薦使用V型氮化硅懸臂梁的探針,如NP、SNL等。實(shí)際使用的探針?lè)N類(lèi)應(yīng)根據(jù)測(cè)量需求恰當(dāng)選擇,也可以使用其他合適的探針來(lái)代替推薦的探針進(jìn)行成像。
(2)液體池。液相操作下,探針安裝在液體池內(nèi)。液體池底部有一凹槽,用于放置探針;凹槽處有一鍍金的不銹鋼絲夾,與頂面的小彈簧相連,用于固定探針。

圖1-3-8 液體樣品池裝針
(3)安裝探針。一手拿穩(wěn)液體池,用手指通過(guò)從底部輕輕按壓彈簧將鋼絲夾頂起(圖1-3-8)。用力不要太大而將彈簧完全壓縮,不要將探針夾置于桌面等硬物上壓按。用鑷子輕輕將探針裝入槽內(nèi),松開(kāi)頂起的鋼絲夾使探針固定。確認(rèn)探針位置放正,側(cè)部及底部分別與凹槽的兩邊平齊。
(1)方法一:開(kāi)放體系(不使用O圈)。將樣品固定在樣品托(不銹鋼小圓片)上,并將樣品托放入樣品臺(tái)上通過(guò)磁性吸穩(wěn)。
通過(guò)電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)升高Head,使得Head底部平面基本與樣品表面持平。液體池結(jié)構(gòu)與普通探針夾有所不同,因此在放上液體池之前,Head要升得比在空氣中測(cè)試時(shí)更高。
探針?biāo)诘囊后w池面向上,用注射器在探針位置處滴加1~2滴液體,再將液體池探針面轉(zhuǎn)為向下,這時(shí)可以看到液滴懸于探針?biāo)谖恢?。該操作可防止探針直接接觸樣品表面的液體時(shí)產(chǎn)生氣泡而影響測(cè)試。
將懸著液滴的液體池放在Head里,擰緊Head背部的旋鈕。這時(shí),原來(lái)已經(jīng)調(diào)好的SUM值由于液體環(huán)境引起的光路偏折,會(huì)明顯減小。這時(shí)只需調(diào)節(jié)Head背后的反光鏡,將SUM值重新調(diào)為正常值。然后調(diào)整左側(cè)旋鈕,將Vert和Horz值調(diào)為0。
(2)方法二:封閉體系(使用O圈)。將O圈裝入液體池下部的凹槽上,將樣品固定在樣品托(不銹鋼小圓片)上,并將樣品托放入樣品臺(tái)上通過(guò)磁性吸穩(wěn)。
通過(guò)電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)升高Head,使得Head底部平面基本與樣品表面持平。液體池結(jié)構(gòu)與普通探針夾有所不同,因此,在放上液體池之前,Head要升得比空氣中實(shí)驗(yàn)時(shí)更高。
將液體池放在Head里,擰緊Head背部的螺母。確保O圈穩(wěn)定地扣在樣品上,而沒(méi)有覆蓋任何樣品的邊緣。
用Base上的Up/Down開(kāi)關(guān)降低Head,使O圈能與樣品之間形成一個(gè)封閉空間。
用注射器向液體池的管口注液。注液以后激光的SUM值會(huì)明顯減小。這時(shí)調(diào)節(jié)Head背后的反光鏡,將SUM值重新調(diào)為正常值。然后調(diào)整左側(cè)螺母,將Vert和Horz值調(diào)為0。
1.Flatten 對(duì)于高度圖來(lái)說(shuō),由于掃描管Z電壓的漂移,樣品本身的傾斜,以及掃描管Bow等原因,掃描獲得的原始高度數(shù)據(jù)實(shí)際上偏離了樣品的實(shí)際形貌。所以必須對(duì)這種情況進(jìn)行糾正。Flatten采用X方向逐條處理掃描線的方式對(duì)圖像進(jìn)行糾正。
(1)打開(kāi)相應(yīng)的圖像文件。
(2)點(diǎn)擊“Flatten”按鈕。
(3)選擇相應(yīng)的Flatten Order。
0th:去除Z方向的漂移,將Z中心調(diào)整到零點(diǎn)附近。
1st:糾正樣品和探針之間的傾斜。
2nd:糾正掃描管造成的大范圍掃描的曲面。
3rd:更復(fù)雜的曲面糾正可能會(huì)造成圖像假象,請(qǐng)不要輕易使用。
高階的Flatten包含了低階的Flatten,例如:階處理時(shí)就包含了1階和0階Flatten。
(4)Mask。如有必要可在圖像上選擇相應(yīng)Mask(按住鼠標(biāo)左鍵拖拽),這是為了避免非基線位置干擾基線的確定。如圖像上有大坑或者十分突出的地方需要用Mask。
(5)完成。點(diǎn)擊“Execute”完成Flatten。
2.Plane Fit 對(duì)于構(gòu)成比較簡(jiǎn)單的圖,如玻璃片上的細(xì)胞等,也可以采用Plane Fit對(duì)圖像X、Y方向同時(shí)進(jìn)行糾正。Plane Fit的作用跟Flatten類(lèi)似,但擬合使用的多項(xiàng)式更復(fù)雜。Plane Fit的基本步驟如下。
(1)打開(kāi)相應(yīng)的圖像文件。
(2)點(diǎn)擊“Plant Fit”按鈕。
(3)選擇相應(yīng)的Plane Fit Order。
(4)在圖像上選擇相應(yīng)的區(qū)域定義Plane Fit的區(qū)域(按住鼠標(biāo)左鍵拖拽,處理時(shí)認(rèn)為該區(qū)域是一個(gè)平面,然后進(jìn)行糾正)。
(5)點(diǎn)擊“Execute”完成Plane Fit。
只有高度圖才需要進(jìn)行Flatten或Plane Fit處理。其他的性質(zhì)圖,直接保存原始數(shù)據(jù),除非只想看表面上某性質(zhì)的相對(duì)差別。
(1)點(diǎn)擊3D圖像分析按鈕。
(2)在圖像上按住鼠標(biāo)左鍵拖拽圖像,獲得理想的瀏覽3D視角。
(3)點(diǎn)擊“Export”,設(shè)置相應(yīng)的路徑保存即可。
4.截面分析 點(diǎn)擊截面分析按鈕。在右邊Section數(shù)據(jù)上拖拽兩條垂直虛線選擇分析的位置,在下面可以得到相應(yīng)的結(jié)果。
5.粗糙度分析 點(diǎn)擊粗糙度分析按鈕,從結(jié)果中讀出對(duì)應(yīng)的粗糙度。Image Rq和Image Ra即為整幅圖片的粗糙度數(shù)據(jù)。如果在圖像中選擇相應(yīng)的區(qū)域(按住鼠標(biāo)左鍵拖拽),也可以讀出相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的值。其中,Rq表示均方根粗糙度,Ra表示平均粗糙度。
6.Depth分析 點(diǎn)擊“Depth”分析按鈕,按住鼠標(biāo)左鍵拖拽選取分析的區(qū)域,讀取Peak to Peak Distance值即可。
五、實(shí)例分析
利用AFM可以對(duì)紡織品的微觀形貌進(jìn)行分析,且不需要對(duì)樣品做復(fù)雜前處理,有利于對(duì)樣品真實(shí)微觀形貌的保護(hù)。本實(shí)例分析主要以靜電紡絲纖維膜為拍攝對(duì)象,討論不同參數(shù)下的圖片效果(圖1-3-9)。圖1-3-9(a)顯示了靜電紡纖維膜,當(dāng)認(rèn)為樣品表面清晰度欠佳時(shí),為了使增益與樣品表面的狀態(tài)相符,一般的調(diào)節(jié)方法是在Contact模式中增大Deflection Setpoint,或在Tapping模式下減小Amplitude Setpoint,直到兩條掃描線基本反映同樣的形貌特征,圖像清晰度會(huì)有所增加[圖1-3-9(b)]。隨著掃描范圍的增大,掃描速率必須相應(yīng)降低。對(duì)于大范圍的、起伏較大的表面,掃描速率調(diào)為0.7~2 Hz較為合適。大的掃描速率會(huì)減少漂移現(xiàn)象,但一般只用于掃描小范圍的、很平的表面[圖1-3-9(c)]。當(dāng)掃描速率、Setpoint等都合適的狀態(tài)下,圖像清晰度明顯提高,微觀形貌更加清楚[圖1-3-9(d)]。

圖1-3-9 不同掃描條件下的靜電紡纖維膜表面形貌圖
利用AFM研究纖維與織物的表面粗糙度、模量等相關(guān)物理性能,能夠幫助研究人員從微觀角度了解纖維與織物的物理性能,進(jìn)而有助于對(duì)宏觀性能的調(diào)控。圖1-3-10測(cè)量了納米絲素纖維膜的表面形貌及整個(gè)圖片粗糙度(Image Rq和Image Ra),同時(shí)測(cè)量了所選區(qū)域的粗糙度(Rq為多選區(qū)域的均方根粗糙度,Ra表示平均粗糙度)。

圖1-3-10 納米絲素纖維膜表面粗糙度測(cè)量
近年來(lái),隨著科技發(fā)展,紡織材料日益豐富,應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,人們對(duì)醫(yī)用紡織品的需求也持續(xù)增加,對(duì)生物醫(yī)用紡織品的機(jī)理研究日漸深入。將0.003%的家蠶絲素溶液置于60℃進(jìn)行濃縮[圖1-3-11(a)],濃縮過(guò)程中的形貌變化如圖1-3-11所示,隨著絲蛋白濃度增加,絲蛋白單分子纖維逐漸轉(zhuǎn)變成尺寸不同的納米顆粒,進(jìn)而形成相應(yīng)的納米纖維。當(dāng)濃度增加到0.009%時(shí),溶液中出現(xiàn)大量直徑在45nm和79nm左右的顆粒[圖1-3-11(b)]。繼續(xù)濃縮至0.03%,溶液中顆粒減少,同時(shí)出現(xiàn)了納米纖維[圖1-3-11(c)]。對(duì)絲素溶液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的研究,有助于從微觀領(lǐng)域研究模擬蠶絲吐絲過(guò)程。

圖1-3-11 家蠶絲素溶液濃縮過(guò)程中的絲蛋白納米結(jié)構(gòu)變化
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