AFMによるポリマー複合材料の界面層の特性評価

ポリマー複合材料は、2種類以上の材料から成り、個々の要素よりも優れたバルク材料特性を持つように設計されています。複合材料は、多くの場合、ポリマーマトリクス全体に、フィラー（充填材）が繊維や粒子の形で分散されています。フィラーは、複合材料の強度や耐衝撃性を向上させるために添加されることもあります。複合材料の設計で重要なのは、フィラーとマトリクス材料との界面を制御することですが、例えば、接着性を高めて応力の伝達を改善し、複合材料の強度を向上させるなどが挙げられます。

ここでの界面はフィラー粒子の大きさに比べて小さく、通常、厚さは〜100 nmから数ミクロン程度です。原子間力顕微鏡（AFM）は、ナノメートルスケールの分解能でナノメカニカル特性やモルフォロジーを測定できるため、これらの界面の特性評価において強力なテクニックとなっています。

このアプリケーションノートから、以下について学べます：

• 複合材料の界面を、モルフォロジーと弾性率の両イメージにより可視化する方法
• フォースマッピング、高速フォースマッピング（FFM）、AM-FM粘弾性マッピングモードという、3つの異なる技術を用いたナノメカニカルマッピングの例
• アサイラム・リサーチ独自のナノメカニカルイメージングモードであるAM-FM粘弾性マッピングにより、フォースマッピングやFFMのよりも高い解像度を提供する方法