《科学》：一滴水引发纳米薄膜测定新思路
水滴产生褶皱的数量和长度与纳米薄膜弹性和厚度成比例关系
设想一下，将一滴水滴在纳米薄膜上会发生什么？美国科学家的一项最新研究表明，很小的水滴置于纳米薄膜上时，毛细张力的作用会导致薄膜上产生星暴状的褶皱。这项实验和所得结果虽然十分简单，但却为研究纳米薄膜的力学性质开辟了一条新的捷径。在此基础上，科学家要测定纳米薄膜材料的弹性和厚度再也不用大费周章。相关论文发表在8月3日的《科学》杂志上。
领导该项研究的是美国马萨诸塞大学（University of Massachusetts）的Thomas Russell。他的小组对“漂浮”于皮氏培养皿中的纳米聚合物薄膜进行了研究，并用普通显微镜观测到了上述现象。进一步的研究表明，对于超薄的纳米膜而言，毛细作用产生的褶皱的数量和长度这两个特征量与纳米薄膜的弹性模量和厚度存在着比例关系。
此外，研究人员还发现，实验中一些纳米薄膜材料上的褶皱会随着时间慢慢消失，这一松弛过程中产生的信息也让科学家对聚合物链高度精确的几何运动有了更深入的了解。
新的研究结果将许多学科和实际应用领域产生广泛的影响，比如微电子学和纳米电子学，以及化妆品行业和涂层材料（如纳米衣料）等。更为重要的是，它为科学家理解和优化纳米薄膜材料的力学特性开辟了一条新的道路。
到目前为止，科学家所使用的纳米薄膜测定方法在时间和金钱上都不经济。使用超级显微镜太过麻烦，而通过研究结构来做一些推测往往又不够准确。Russell表示，“该项研究有望为科学家提供一种简易、经济的方法，来测定几十纳米厚的薄膜的力学性质。”
图片说明：在纳米薄膜上滴一滴小水珠时，薄膜会出现星暴般的褶皱（图片来源：Jiangshui Huan, University of Massachusetts, Amerherst）
相关阅读（英文）
-
项目成果
-
项目成果
-
科技前沿
