原子間力顕微鏡(AFM)のアサイラム リサーチ

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 インシチュー機械的テスト&AFMで捕捉された骨の亀裂伝播               
 


O. Katsamenis, T. Boughen, P. J. Thurner,
University of Southampton, UK


全てが組織のような骨は、ナノスケールから始まる構造要素からつくられています。これらの基本要素からなる一般的に複雑かつ階層的な配列を次第に大きな構造体にすることにより、骨を異方性、かつ解剖学的に際立った材料にしています。そしてこの材料は特定の負荷や負荷条件に適合させています。骨の階層構造と複雑性のために、構造機能相関、つまり強度、靱性、そして疲労耐性といった材料特性の起源を解明することは通常容易なことではありません。原子間力顕微鏡(AFM)はこれらの難しさの如何ほどかを解決するアプローチを提供してくれます。AFMでは大気中―水和条件下でも―イメージングが可能になるために、イメージをとりながら、インシチューでのミクロ機械的テスト実験を実施することが可能になります。このアプリケーションノートでは、微小引張試験装置を使用して得た初めてのデータを発表し、その技術の力を実証いたします。



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MFP-3D用ナノラックサンプルストレッチングステージは、高ストレーン、高引っ張り距離を有する最大80N荷重のマニュアル2軸コントロール張力荷重ステージです。



A) AFMのハイト(左)と振幅(右)イメージで、ウシの皮質骨の亀裂が偏向し、最後には層板に亀裂が入っていることを示しています。B) 表面を改善したサンプルでは、骨層板(破線)を明瞭に見ることができます。安定な主要亀裂(白の矢印)が層板構造にジグザグに走り、エネルギー散逸を増大させています。2次的なミクロやナノの亀裂を開くことによって靱性をさらに高めています(黒の矢印)。