Тонкие пленки: новый способ определения эластичности

Теперь толщину и эластичность тонкой пленки можно измерить, анализируя количество и длину «морщинок», образующихся на поверхности пленки, когда на нее помещают каплю воды. Точность измерений сопоставима с уже известными, более трудоемкими и дорогими методами – такими как метод рентгеновской рефлектометрии, сообщает PhysicsWorld.

Исследования проводились с тонкими пленками из полистирола известной толщины – от 31 до 233 нанометров. Пленки располагали на поверхности воды и сверху в центр их помещали каплю воды радиусом менее 1 мм.

Действие капиллярных сил приводило к образованию складочек на поверхности пленки, расходящихся лучами от ее центра. Ученые выяснили, что число морщинок зависит от радиуса капли и толщины пленки, что может быть выражено математическим уравнением. Отсюда толщину пленки можно получить, если знать число морщинок и диаметр капли.

Добавляя к полистиролу различные химические компоненты, ученые изменяли эластичность пленки. Измерения длины складок в каждом случае позволили вывести прямую зависимость длины морщинок от эластичности и толщины пленки.

В результате был разработан новый и относительно простой метод измерения толщины и эластичности тонких пленок. Измерения можно проводить даже с помощью недорогого оптического микроскопа, считают ученые. Новая методика подходит и для любых других материалов, из которых можно получить тонкие пленки.