液中ソフトマテリアルAFMシミュレータ: LiqAFM


このページでは、液中ソフトマテリアルAFMシミュレータLiqAFMをご紹介致します。
各計算モードを示した項目にリンクが張られています。
そのリンクをたどると、その計算モードを使った計算例を見ることが出来ます。
各計算例には、使い方を示した動画やソフトウェアの使用手順を書いた書類が保管されています。
これらの資料を自由に使って、LiqAFMの使用の手助けとして下さい。

LiqAFMは、液体環境中でのAFM実験をシミュレートします。
液体中でのカンチレバーの振動を再現し、共鳴周波数を算出することができます。
LiqAFMでは、カンチレバーは1次元弾性梁モデルとして取り扱われます。
一方、カンチレバーを取り巻く周囲の流体は、カンチレバーの長さ方向をz軸として、z軸に垂直なxy平面内に運動を制限された、 2次元非圧縮性流体として取り扱われます。
さらに、流体の運動は、慣性項より粘性項の方が支配的と考え、ストークス流と見なします。
LiqAFMは、カンチレバーおよび周囲の流体の比較的マクロな性質を再現するのに適しています。
また、LiqAFMには、粘弾性接触力学を解析するモードも備えられています。
これにより、試料の表面張力を考慮した、試料-探針間の凝着現象を調べることが可能です。
粘弾性を持つ試料と探針の接触の様子をシミュレーションし、フォースカーブを求めることも可能です。


[計算モードの選択]　LiqAFMには、以下の3種類の計算モードが用意されています。
以下のリストから、ご自分の目的に近いと思われるものを、お選びください。

パラメータ・スキャンモード(Parameter Scan (Resonance Curve))

 カンチレバーの共鳴曲線を求め、共振周波数を調べます。
あらかじめ定められた範囲内において一定間隔で周波数を取り出し、それら各周波数でカンチレバーの根元を外力により励振させ、カンチレバーの動きの時間発展を調べます。
最終的には、横軸に周波数、縦軸に対応する周波数成分の振幅とした共鳴曲線を求めます。
この曲線から、共振周波数を推定できます。

非粘弾性試料解析モード(Point oscillation, Viscoelasticity off)

 試料表面上の一点において、カンチレバーの根元を外力によって一定の周波数で振動させ、その時間発展を計算します。
この際、試料は粘弾性の性質を持っておらず、探針が試料し接触しても凝着力が生じないと仮定します。

粘弾性試料接触解析モード(Point oscillation, Viscoelasticity on)

 試料表面の一点上において、カンチレバーの根元を外力によって一定の周波数で振動させ、探針が試料に接触し、試料内部に押し込まれてから、引き戻されて離脱する直前までの様子を再現します。

[ドキュメント類]

典型的な材料の物性値(ヤング率、ポアソン比、ハーマーカー定数、密度、表面張力、動粘性係数)は、 こちら にまとめられています。

自分の目的に合った計算モードが見つからない場合は、こちらまでメールでご連絡ください。
なお、このメールには、お客様がどの箇所でつまづいたかを識別するための記号が、「件名」に挿入される仕組みとなっております。




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