Руководство к спецпрактикуму по химической термодинамике для студентов химического факультета. Горбачук В.В - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КФУ | Казань

Составители: 

Рубрика: 

34
Частота колебаний кварцевого резонатора связана с массой
нанесенного на его поверхность покрытия. Эту зависимость описывает
уравнение Зауэрбрея (Sauerbrey):
2
0
2
q
f
f
m
A
μρ
Δ=− Δ
⋅
здесь Δf – изменение частоты колебания пьезоэлектрического резонатора
(Гц),
f
0
– его собственная частота колебаний, A – площадь поверхности
электродов,
ρ
q
– плотность кварца (2.65 г/см
3
),
μ
– модуль сдвига кварца
(2.95
x10
11
дин/см
2
) и Δm – изменение массы резонатора при нанесении
покрытия или при связывании субстрата. Радиус электрода резонаторов
применяемых в настоящем практикуме составляет ~0.2553 см, собственная
частота колебаний –
f
0
= 10 МГц. Если рецептор нанесен на центр золотых
электродов, то для кварцевых резонаторов с частотой
f
0
= 10 МГц
выполняется соотношение
Δf /Δm ≈ 1 Гц/нг.
Уравнение Зауэрбрея корректно описывает зависимость изменения
частоты резонатора от изменения его массы при нанесении покрытий с
толщиной до 150 нм для кристаллических веществ или до 80-100 нм для
эластичных полимеров.
Порядок работы с QCM-сенсором.
Первый этап
– подготовка к работе измерительной ячейки.
Необходимо (1) промыть поверхность кварцевых резонаторов
органическим растворителем, (2) высушить резонаторы в токе теплого
воздуха, (3) установить их в крышку измерительной части сенсора, рис. 18,
(4) закрыть этой крышкой стеклянную цилиндрическую ячейку прибора
объемом 53 мл, (5) включить блок питания сенсоров, (6) включить
жидкостный термостат и компьютер, (7) запустить программу обработки
сигналов QCM–сенсоров (
Timer), (8) определить разность частот рабочего
и опорного резонаторов
Δ
F для каждого рабочего канала. 
     Частота колебаний кварцевого резонатора связана с массой
нанесенного на его поверхность покрытия. Эту зависимость описывает
уравнение Зауэрбрея (Sauerbrey):

                                2 f 02
                        Δf = −          Δm
                               A μ ⋅ ρq
здесь Δf – изменение частоты колебания пьезоэлектрического резонатора
(Гц), f0 – его собственная частота колебаний, A – площадь поверхности
электродов, ρq – плотность кварца (2.65 г/см3), μ – модуль сдвига кварца
(2.95x1011 дин/см2) и Δm – изменение массы резонатора при нанесении
покрытия или при связывании субстрата. Радиус электрода резонаторов
применяемых в настоящем практикуме составляет ~0.2553 см, собственная
частота колебаний – f0 = 10 МГц. Если рецептор нанесен на центр золотых
электродов, то для кварцевых резонаторов с частотой f0 = 10 МГц
выполняется соотношение Δf /Δm ≈ 1 Гц/нг.
     Уравнение Зауэрбрея корректно описывает зависимость изменения
частоты резонатора от изменения его массы при нанесении покрытий с
толщиной до 150 нм для кристаллических веществ или до 80-100 нм для
эластичных полимеров.

Порядок работы с QCM-сенсором.
     Первый этап – подготовка к работе измерительной ячейки.
Необходимо     (1)   промыть       поверхность   кварцевых   резонаторов
органическим растворителем, (2) высушить резонаторы в токе теплого
воздуха, (3) установить их в крышку измерительной части сенсора, рис. 18,
(4) закрыть этой крышкой стеклянную цилиндрическую ячейку прибора
объемом 53 мл, (5) включить блок питания сенсоров, (6) включить
жидкостный термостат и компьютер, (7) запустить программу обработки
сигналов QCM–сенсоров (Timer), (8) определить разность частот рабочего
и опорного резонаторов ΔF для каждого рабочего канала.

                                                                       34

Страницы