石英晶体微天平(QCM)测试
简介
石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance, QCM)是一种极高灵敏度的质量检测技术,其测量精度可达纳克(ng)量级,灵敏度比微克级的电子微天平高出约1000倍。在理论上,该技术能够检测到相当于单分子层或原子层几分之一的微小质量变化。
QCM 基于石英晶体的压电效应,通过监测石英晶体电极表面的质量变化,将其转化为振荡电路输出电信号的频率偏移,并利用计算机等辅助设备进行高精度的数据采集与分析。
该技术可用于分析吸附膜的分子厚度、结构以及含水量等关键信息,并能够实时监测表面吸附层在反应前、反应过程中及反应结束后的动态变化。此外,通过引入耗散因子(Dissipation factor)——即电路断开后振荡晶体频率衰减的速率,可以评估石英晶片表面样品的刚性与柔性,进而计算表面的粘度与弹性模量,实现对界面流变特性的表征。
QCM 支持对任何能在传感器表面形成薄膜的物质进行免标记(Label-free)测试,适用范围涵盖聚合物、金属以及化学改性表面等。实时测试系统的数据采集频率最高可达 200 个数据点/秒。依托 QSense™ 技术,该系统可广泛应用于相关研究领域。
常见问题
**问:石英晶体微天平(QCM)技术可用于研究哪些方面?**
答:QCM技术可用于分析和研究材料的质量变化、吸附行为、降解过程、结构变化、吸胀特性、水含量相互作用、薄膜厚度、交联程度以及耗散因子等关键参数。
**问:什么是耗散因子(Dissipation factor)?**
答:耗散因子是指在电路断开后,晶体振荡频率衰减至零的时间快慢,用于表征系统能量的损耗情况。