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【求助】请教力曲线处理问题

扫描探针显微镜SPM/AFM

  • 我得到的力曲线是deflection(nm)-distance(nm),如何转换成defletion(nm)-extension(nm)呢?请xdjm们帮忙。多谢啦!
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  • jespere

    第1楼2009/01/26

    忘了大年初一请教问题,怎么也得说声过年好呀,祝各位xdjm们牛年大吉!阖家幸福!身体健康!心想事成!

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  • hitttr

    第2楼2009/02/04

    如果没有理解错的话,deflection(nm)-distance(nm)与defletion(nm)-extension(nm)应该是等同的,
    不用再进行转换了。
    deflection(nm)-distance(nm)中的distance即是扫描器的位移量,
    defletion(nm)-extension(nm)中的extension是扫描器的伸长量,
    这二者是完全等同的。

    jespere 发表:我得到的力曲线是deflection(nm)-distance(nm),如何转换成defletion(nm)-extension(nm)呢?请xdjm们帮忙。多谢啦!

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  • jespere

    第3楼2009/02/04

    谢谢答复。extension是指针尖到基底的实际距离。我看文献一般都是用distance减去deflection得到extension,是不是直接用X轴(distance)的数值减去Y轴(deflection)的数值,所得一系列差值就是extension,再以extension作为x轴就行了呢?

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  • hitttr

    第4楼2009/02/24

    你说的deflection应该悬臂的形变量(nm)吧,
    我一时还搞不清楚为啥要用distance减去deflection,
    如果要想减的话,得先将Deflection从V换算了nm。


    jespere 发表:谢谢答复。extension是指针尖到基底的实际距离。我看文献一般都是用distance减去deflection得到extension,是不是直接用X轴(distance)的数值减去Y轴(deflection)的数值,所得一系列差值就是extension,再以extension作为x轴就行了呢?

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  • jespere

    第5楼2009/02/25

    deflection 已经转化成nm了,是不是就可以直接减了

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  • hitttr

    第6楼2009/02/27

    这个我也搞不清楚。
    不过你要搞清楚,
    像你这样做出来的defletion(nm)-extension(nm)曲线的具体的物理意义是啥?

    jespere 发表:deflection 已经转化成nm了,是不是就可以直接减了

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  • jespere

    第7楼2009/02/27

    defletion(nm)-extension(nm)只是中间转化的一步,还是要defletion(nm)乘spring constant得到force(nN),最终得到force(nN)- extension(nm)的曲线。现在问题就是不确定distance(nm)到extension(nm)的转化,即如何将scanner的位移量转化成针尖到基底的实际距离。

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    第8楼2009/03/02

    标准的应该是Force(nN)-distance(nm)曲线吧。
    通常情况下,不考虑样品形变量的时候,
    基本上distance(nm)等同于extension(nm)。
    如果考虑样品形变就很麻烦了。

    jespere 发表:defletion(nm)-extension(nm)只是中间转化的一步,还是要defletion(nm)乘spring constant得到force(nN),最终得到force(nN)- extension(nm)的曲线。现在问题就是不确定distance(nm)到extension(nm)的转化,即如何将scanner的位移量转化成针尖到基底的实际距离。

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  • jespere

    第9楼2009/03/02

    不是样品形变,而是针尖产生形变,进而通过针尖产生的形变来计算单分子力。聚合物分子一端粘附在基底,另一端粘附在针尖时,当distance达到一定值时,大分子被最大限度拉伸,而当distance进一步增加时,如果大分子与针尖及基底有足够大的粘附力,就会使针尖产生形变。

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  • hitttr

    第10楼2009/03/03

    终于明白你说的意思了,
    其实就是通过拉伸曲线进行计算,得到作用力大小。
    说到底还是计算Force-distance曲线,和一般的力曲线计算是差不多的。
    因为拉伸过程中样品有形变,所以Distance与extension是需要换算的。
    Distance:扫描器的位移量,
    extension:样品(即大分子)的形变量;
    Distance-Deflection=extension
    即:扫描器的位移量-悬臂形变量=样品形变量(总算理解为啥要相减了吧,累!)。
    Deflection(nm)=(T-T0)*Kc
    T:悬臂的弯曲时的电压值值,单位V,
    T0:悬臂自由状态时电压值,单位V。
    Kc:通过在硬质基地上做力曲线获得,即力曲线的斜率的负倒数,单位nm/v。


    另外还需要对force进行计算一下,即从电压单位转换成力学单位。
    与类似extension的计算过程类似,force的计算可从以下公式获得:
    Fn = (T-T0 )Kc×S
    Fn:作用力:单位nN;
    T,T0,Kc定义参考上段,
    S:悬臂的力常数,单位N/m;

    这样得出的force-extension曲线是样品的受力-形变量曲线,
    反映的是样品的物理特征。
    与常规力曲线的物理意义是不同的,但是计算方法是差不多的。

    和你沟通好累,下次提问题的时候最好一开始就把问题阐述清楚,
    不要搞得这像这次这样了。





    jespere 发表:不是样品形变,而是针尖产生形变,进而通过针尖产生的形变来计算单分子力。聚合物分子一端粘附在基底,另一端粘附在针尖时,当distance达到一定值时,大分子被最大限度拉伸,而当distance进一步增加时,如果大分子与针尖及基底有足够大的粘附力,就会使针尖产生形变。

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