ソフトマター解析のデファクト・スタンダード!

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QCM-D 測定装置について

QCM は、水晶の薄片に電圧を印加すると一定の周波数で振動
することを利用した非常にシンプルな原理の分子間相互作用解
析装置です。
Biolin Scientific社はこのQCMの基本技術に独自の改良開発を
加え、通常の周波数変動(f)の追跡に加え、独実の散逸係数
(D)の追跡機能を加えた「QCM-D」測定装置を約20年前に
開発し、業界のデファクトスタンダードとなったQCM測定法
のリーディングソリューションを提供しております。

概要と測定原理

一般的なQCM 法ではセンサーを共振させたときに得られる周波数を連続的に観測することで
周波数変化の係数(Δf, f はfrequency の意) のみを計測しています。
これに対しBiolin Scientific 社のQCM-D 法では、上記のΔf に加えて、センサーを共振させた後、
瞬間的に共振を途中で止めることで、振動が段々と衰え、散って、消えていく様子(Dissipation
=消散係数と呼称、散逸ともいう)も観測しており、これをΔf に対しΔD と呼んでいます。
QCM-D 法においてはΔf とΔD の両方を同時且つ連続的に観測しており、Δf からだけでは測定できない粘弾性やソフト膜の膜厚といった測定をΔD を変換することで実施することが可能になります。粘弾性や膜厚が得られることで、センサー表面上の形成物質についての構造的な変化(硬いor 柔らかい)や物理的な表面吸着量(厚み=nm) といったより具体的且つ詳細な物質情報を知ることが可能になります。

QCM-D の活用シーン

QCM-D はDissipation の測定機能があることで、より多様な分野へ応用することが可能になります。
ここでは特に主な活用シーンとして以下3つの分野における事例をご紹介します
case
1

半導体シリコンウェハ表面の洗浄液開発メーカー様

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お悩み

洗浄剤のウェハ表面との相互作用を検証したいが瞬間的な反応故あまりに速すぎて捉えられない。

QCM-Dを使えば

Biolin Scientific 社製QCM-D システムの測定時間分解能は最速で5ms/dpt です。
数秒で終わってしまう反応も十分に追跡が可能です。
(※dpt=datapoint。最速設定時わずか0.005 秒毎に測定を実施可能です!)
case
2

生体適合性材料の開発研究者様

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お悩み

生体適合性材料を新規に開発したり、既存品を改変して独自開発したいが、狙い通り生体内で機能するのかどうかについて研究現場ですぐ検証する術がない。

QCM-Dを使えば

Biolin Scientific 社製QCM-D は模擬センサーを使い、生体に類似した表面を再現できます。
作成した材料を供給し、センサー表面上の微小空間で起きる反応を捉えることにより、
材料の生体適合性をその場で簡易的に模擬し検証可能です。
case
3

潤滑油・潤滑剤の開発メーカー様

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お悩み

潤滑油・潤滑剤を新規に開発したり、既存品を材料配合の組み合わせを改変するなどして独自開発したいが、狙い通り接合部品表面で潤滑効果が得られるのかどうかについて研究現場ですぐ検証する術がない。

QCM-Dを使えば

Biolin Scientific 社製QCM-D は模擬センサーを使い、部品の接合金属界面に類似した表面をセンサー上に再現できます。作成した潤滑油・潤滑剤等を送液供給し、センサー表面金属上の微小空間で起きる反応を捉えることにより潤滑効果をその場で簡易的に検証可能です。( 例: 油が表面に到達するとΔf が上昇する=質量が下がり、表面が軽くなっている→潤滑効果が得られている)
上記以外にも「家庭用洗剤製品、化粧品、乳化剤他の開発」や「ナノセルロース」、「水処理」、
「医薬分野(創薬・製薬)有機エレクトロニクス材料開発」といった分野でもQCM-D は応用可能です。

導入事例

東京理科大学 理工学部 先端化学科

東京理科大学理工学部先端化学科様の導入事例です。QCM-D測定装置「QSense」を導入していただいた決め手や成果等の情報をご紹介します。

国立大学法人 長岡技術科学大学 ナノバイオ研究室

長岡技術科学大学ナノバイオ研究室様の導入事例です。QCM-D測定装置「QSense」を導入していただいた決め手や成果等の情報をご紹介します。

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