FT-MTA03 微力學測試與組裝系統

                FemtoTools是一家瑞士高科技公司，研發團隊依托于瑞士聯邦理工學院-機器人與智能系統研究所（ETH-IRIS）Bradley Nelson 教授課題組，為微納米尺度的機械測試和機器人處理研發超高精度儀器，充分滿足半導體技術、微系統開發、材料科學、微型醫學和生物技術等領域的挑戰性要求。FemtoTools的微機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，這是基于特殊開發的微機電系統（MEMS）的制造工藝成果。其產品及技術以創新系統的無與倫比的靈敏度和準確性重新定義了微米和納米領域中精確定量研究的標準，迄今已獲得多項重要獎項，包括瑞士技術創新大獎、國際機器人與自動化大會頒發的學術貢獻獎（ICRA）等。FemtoTools主要產品有壓力傳感器探針、納米移動平臺和定位系統、數據采集控制系統等等，可以在光學顯微鏡、探針臺或電鏡環境下，結合其獨有的微納力學傳感探針或微鉗，對樣品進行力學性能測試或微納尺度的操縱。產品已經在生物與生物工程、材料科學、MEMS 表征、微型機械手臂、納米技術等廣為應用，不斷為客戶創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械性能和樣品尺寸/幾何結構的測試儀器。其多樣靈活的測試模式能滿足用戶各種不同的應用和要求，為微觀結構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測試系統。

參數配置

FT-MTA03集納米壓痕儀、微拉力儀、輪廓儀和通用微觀結構分析儀的功能于一體，其測力范圍為±200mN，力學分辨率可達0.5nN（9個數量級），可在三軸方向測量0.1nm至29mm的位移（8個數量級）。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。配備3百萬像素CMOS USB相機，可選擇同軸透鏡照明、環形光和漫射背光三種可調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范圍內的測量。除機械測試和分析外，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

力控和偏轉控制納米壓痕

循環測試和動態機械分析（DMA）

2D和3D的圖像測繪

測量數據的可視化，記錄和導出

用于創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）、蠕變和應力松弛試驗、液體內纖維拉伸試驗、微復合材料斷裂試驗、生物纖維拉伸試驗

輪廓儀：

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

微結構分析：

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

應用實例

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  納米壓痕測試

  對小體積材料局部進行測試，FT-MTA03提供位置控制和力控制納米壓痕?？蓛A斜顯微鏡能夠在負載施加期間實時觀察樣品。

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  軟物質材料納米壓痕

  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。除了標準材料參數，原始力-位移-時間數據也可根據不同的材料模型來提供。

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  微觀結構的三維尺寸掃描

  微技術的創新使得能夠制造越來越小，高縱橫比的結構。這種小型化導致尺寸和機械缺陷的增加。FT-MTA03可以測量微結構的尺寸和機械性能，以優化制造工藝。

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  軟懸軟物質品的形貌掃描

  昆蟲翅是超輕的機械結構，由許多縱向靜脈加強，在膜中形成閉合“細胞”的交叉連接。為了分析蝴蝶翼的空氣動力學，需要翼的形狀和力學的準確知識。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。附著力對應納米懸臂在卸載過程中的最小力。

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  PT-PDMS高分子復合材料微電極測試

  針對可植入神經的電極，已經開發了高柔性的鉑微球體填充的PDMS復合材料。在300μm直徑的電極上進行彎曲測試以測量不同應變水平下的彈性和塑性變形。