09.11.2017
qCell T auto - die automatisierte QCM-D Plattform für Oberflächen-Analysen
Dr. Adam L.J. Olsson , Dr. Paula Braun , Frank K. Gehring , 3T analytik GmbH & CO. KG
Die hier dargestellte Untersuchung dient zur Einführung des qCell T auto, eine neue vollautomatisierte Quarzkristallmikrowaagen-Plattformtechnologie mit Dissipationsmonitoring (QCM-D). Ein praktisches, verlässliches und effizientes Langzeit-Messinstrument, das die intensive Betreuung durch geschultes Personal überflüssig macht. Demonstriert wird dies hier anhand des graduellen Aufbaus von zwei unterschiedlichen Polyelektrolyt-Multilayer (PEMs). Die kombinierte Frequenz- und Dissipation/Damping-Messung ermöglichte die Erfassung der viskoelastischen Eigenschaften der PEMs sowie deren Schichtdicken.
Was ist QCM-D und wofür kann sie eingesetzt werden?
QCM-D ist eine oberflächenempfindliche Technik, die angewendet wird, um die Adsorption eines Materials an einem oszillierenden Quarzsensor zu erfassen, indem Änderungen in seinem Schwingungsverhalten in Echtzeit beobachtet werden. Sie kann grundsätzlich für Untersuchungen beliebiger Oberflächenadsorptionserscheinungen angewendet werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt, auf molekulare Adsorption, bakterielle Adhäsion oder Nanopartikelanlagerung, wobei neue Anwendungen fortgesetzt entdeckt werden. Negative Verschiebungen der Resonanzfrequenz des Quarzsensors (Δf) korrelieren mit der adsorbierten Masse mit einer Empfindlichkeit von etwa einem Milliardstel eines Gramms.
Die Energie, die erforderlich ist um eine konstante Schwingungsamplitude aufrecht zu erhalten, hängt wiederum von den dissipativen Energieverlusten - alias Dämpfung - (Halbbandbreite des Oszillationspeaks, ΔΓ) ab, induziert durch die adsorbierte Masse. Beide Parameter werden verwendet, um das adsorbierte Material zu charakterisieren.