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石英晶体微天平和传统QCM的区别
2019-06-29作者:浏览次数:25

关于探测外表敏感度的技术,你经常会遇到QCM实时检测的办法。QCM这三个字母是石英晶体微天平的缩写,是针对检测十分小物质质量的天平。假如你关注更多仪器方面的学问,你可能曾经留意到,QCM系列有许多类型,如QCM-D。那么他们之间的区别又是什么呢?不同于传统的QCM,QCM-D中添加一个额外的参数D是耗散因子。耗散因子提供了芯片外表吸附层的软硬度的实时信息,也被称为粘弹性。这意味着,QCM-D可以比传统的QCM提供更多关于研讨系统的信息。


  1. 什么是耗散?


QCM-D丈量耗散,但这个参数是什么,它是由什么组成的,它意味着什么?有时耗散也被称为振荡中的芯片的阻尼。耗散的严厉定义是每个振荡周期内系统能量损失的总和。假如用一个方程来描绘,它能够写成1/Q,其中Q是所用振荡器的质量因子。定义耗散的另一种办法是用每个振荡周期的能量损耗除以系统中的总能量。

说了这么多概念性的东西,但这与实践实验有什么关系呢?如前所述,耗散与芯片外表吸附层的软硬度有关。一个刚性资料堆积在芯片外表将跟随芯片一同振动而不发作形变。在这种状况下,刚性资料不会抑止振荡,检测到的耗散值将是低的。而另一方面,软薄膜将不能完整跟随芯片一同振动。这意味着它将在测试过程中发作形变。软薄膜会抑止振荡并产生高的耗散。因而,耗散参数提供了芯片外表所堆积薄膜的软硬度或粘弹性的实时性质,这使得监测构象变化成为可能。

2. 为什么丈量能量耗散是很重要的?

尽可能多搜集正在研讨的系统的相关信息当然是有利的,但耗散信息真的是必需的么?

耗散参数有三个重要方面:

第一,耗散提醒了研讨的系统随时间定性变化的关系。

其次,它提供了吸附物质的关键信息,如量化的质量,厚度和粘弹性性能。

第三,耗散提醒了一个粘弹性或刚性薄膜的模型能否应该运用。刚性膜的质量能够运用Sauerbrey方程计算,只需求输入一个单一的谐波共振频率;多参数拟合需求至少一段时间F和D值相关于时间的变化。普通来说倍频越多拟合结果就越好。

更深化地讨论方才说到的第一点,即对所研讨系统的时间分辨行为停止定性理解,耗散参数将从搜集到的倍频频率中补充吸附物质的信息。同时捕捉到的两个参数F和D将绘制吸附物质在外表上排列的状态,以及排列如何随时间变化;一个QCM芯片的频率响应反映了它外表上耦合质量的变化,包括被困在分子层间的溶剂的质量。耗散反映了薄膜的软硬度。监测这两个作为时间函数的参数,即可对分子能否平躺在外表(刚性膜和水合水平低);或是伸展构型(软膜和水合水平高);以及假如有重排,例如溶胀(从平躺到延伸)或塌缩(从延伸到平躺)等这些变化停止检测。

3. QCM-D优于QCM的三点

综上所述,相比于传统的QCM,耗散参数提供了三个重要的优势:

1.  它定性提供了与吸附物质薄膜的软硬度相关的信息和软硬度随时间变化的信息。

2.  它提供了量化模型的关键信息。

3.  它提供了粘弹性膜的模型根本要素。

D值还能协助你对你的实验的了解带来了什么额外的信息?你能全面地理解正在研讨的系统中薄膜的溶剂含量、纳米构造或排列方式吗?探究耗散的潜能并在下面的评论中分享你的故事和问题。

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