FT-MTA03 微力學(xué)測試與組裝系統(tǒng)

                FemtoTools是一家瑞士高科技公司，研發(fā)團(tuán)隊依托于瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院-機(jī)器人與智能系統(tǒng)研究所（ETH-IRIS）Bradley Nelson 教授課題組，為微納米尺度的機(jī)械測試和機(jī)器人處理研發(fā)超高精度儀器，充分滿足半導(dǎo)體技術(shù)、微系統(tǒng)開發(fā)、材料科學(xué)、微型醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)等領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性要求。FemtoTools的微機(jī)械處理和測量儀器配備高靈敏度的微力傳感探頭和力傳感微鉗，這是基于特殊開發(fā)的微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的制造工藝成果。其產(chǎn)品及技術(shù)以創(chuàng)新系統(tǒng)的無與倫比的靈敏度和準(zhǔn)確性重新定義了微米和納米領(lǐng)域中精確定量研究的標(biāo)準(zhǔn)，迄今已獲得多項重要獎項，包括瑞士技術(shù)創(chuàng)新大獎、國際機(jī)器人與自動化大會頒發(fā)的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)獎（ICRA）等。FemtoTools主要產(chǎn)品有壓力傳感器探針、納米移動平臺和定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)等等，可以在光學(xué)顯微鏡、探針臺或電鏡環(huán)境下，結(jié)合其獨(dú)有的微納力學(xué)傳感探針或微鉗，對樣品進(jìn)行力學(xué)性能測試或微納尺度的操縱。產(chǎn)品已經(jīng)在生物與生物工程、材料科學(xué)、MEMS 表征、微型機(jī)械手臂、納米技術(shù)等廣為應(yīng)用，不斷為客戶創(chuàng)造令人興奮的新的可能性。

用于精確定量測定微納米尺度的機(jī)械性能和樣品尺寸/幾何結(jié)構(gòu)的測試儀器。其多樣靈活的測試模式能滿足用戶各種不同的應(yīng)用和要求，為微觀結(jié)構(gòu)分析提供了一套全面完整的解決方案，是功能最齊全的一款微力學(xué)測試系統(tǒng)。

參數(shù)配置

FT-MTA03集納米壓痕儀、微拉力儀、輪廓儀和通用微觀結(jié)構(gòu)分析儀的功能于一體，其測力范圍為±200mN，力學(xué)分辨率可達(dá)0.5nN（9個數(shù)量級），可在三軸方向測量0.1nm至29mm的位移（8個數(shù)量級）。FT-MTA03配置高分辨率顯微鏡，具有95mm的極高工作距離，可在樣品上方180°旋轉(zhuǎn)。配備3百萬像素CMOS USB相機(jī)，可選擇同軸透鏡照明、環(huán)形光和漫射背光三種可調(diào)LED照明原理。

FT-MTA03輕巧便捷，尺寸僅有44x39x46（cm），適用于水平測試，垂直測試或從不同角度進(jìn)行測試。通過配備不同類型的FemtoToolsFT-S微動傳感探頭，可用于在nN到mN范圍內(nèi)的測量。除機(jī)械測試和分析外，還可配備FT-G微鑷系列，用于微型組裝或樣品制備。

軟件功能

方便使用的圖形用戶界面（GUI）適用于Windows系統(tǒng)

力控和偏轉(zhuǎn)控制納米壓痕

循環(huán)測試和動態(tài)機(jī)械分析（DMA）

2D和3D的圖像測繪

測量數(shù)據(jù)的可視化，記錄和導(dǎo)出

用于創(chuàng)建自定義測試原理和序列的軟件庫

功能概覽

納米壓痕儀：

納米壓痕、軟材料特性表征、壓痕蠕變試驗、薄膜機(jī)械性能表征、微膠囊/顆粒壓縮試驗、材料失效/斷裂試驗

微拉力測試：

纖維拉伸試驗（靜電紡絲、絲綢、織物）、蠕變和應(yīng)力松弛試驗、液體內(nèi)纖維拉伸試驗、微復(fù)合材料斷裂試驗、生物纖維拉伸試驗

輪廓儀：

表面形貌2D和3D 繪圖、大展弦比結(jié)構(gòu)的尺寸、軟材料或懸浮材料的形貌、微結(jié)構(gòu)的幾何測定、薄膜階梯高度測量、邊緣深度測量

微結(jié)構(gòu)分析：

力-撓度試驗儀、微力分析儀 0.5 nN - 200 mN、面內(nèi)面外微機(jī)械測試、機(jī)械MEMS試驗（剛度、可靠性……）、微驅(qū)動器性能表征（驅(qū)動力）、 粘附力測量（干性粘合劑……）

應(yīng)用實(shí)例

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  納米壓痕測試

  對小體積材料局部進(jìn)行測試，F(xiàn)T-MTA03提供位置控制和力控制納米壓痕?？蓛A斜顯微鏡能夠在負(fù)載施加期間實(shí)時觀察樣品。

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  軟物質(zhì)材料納米壓痕

  大位移和微小力傳感能力使FT-MTA03成為軟材料表征的理想工具。使用球形尖端來壓入PDMS樣品。除了標(biāo)準(zhǔn)材料參數(shù)，原始力-位移-時間數(shù)據(jù)也可根據(jù)不同的材料模型來提供。

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  微觀結(jié)構(gòu)的三維尺寸掃描

  微技術(shù)的創(chuàng)新使得能夠制造越來越小，高縱橫比的結(jié)構(gòu)。這種小型化導(dǎo)致尺寸和機(jī)械缺陷的增加。FT-MTA03可以測量微結(jié)構(gòu)的尺寸和機(jī)械性能，以優(yōu)化制造工藝。

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  軟懸軟物質(zhì)品的形貌掃描

  昆蟲翅是超輕的機(jī)械結(jié)構(gòu)，由許多縱向靜脈加強(qiáng)，在膜中形成閉合“細(xì)胞”的交叉連接。為了分析蝴蝶翼的空氣動力學(xué)，需要翼的形狀和力學(xué)的準(zhǔn)確知識。右圖為蝴蝶翼的形貌圖。

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  微懸臂梁粘附力測試

  現(xiàn)已組裝了一系列用于生物篩選的納米懸臂，在納米懸臂頂端有可變的表面涂層。FT-MTA03 系統(tǒng)是用于測量納米懸臂的彈性以及尖端的附著力。附著力對應(yīng)納米懸臂在卸載過程中的最小力。

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  PT-PDMS高分子復(fù)合材料微電極測試

  針對可植入神經(jīng)的電極，已經(jīng)開發(fā)了高柔性的鉑微球體填充的PDMS復(fù)合材料。在300μm直徑的電極上進(jìn)行彎曲測試以測量不同應(yīng)變水平下的彈性和塑性變形。