ナノトライボロジー
表面力装置(Surface Forces Apparatus、SFA)とは、凝着力、液体や蒸気における毛管力、van der Waals相互作用など、二つの表面の間にはたらく物理的な力を測定する装置である。1969年にこの種の装置が初めて報告されて以来、数々のバージョンが開発されてきた。
SFA 2000はそれまでの表面力装置よりも構成が単純で使いやすくクリーンな機種であり、薄膜、ポリマー、ナノ粒子、多糖類のナノトライボロジー研究に用いられる機器として最先端のものの一つである。SFA2000のカンチレバーはコイルばねによる機械的な粗動機構と圧電素子による電気的な微動機構を備えており、その運動は7桁におよぶ制御が可能である。極めて微細な制御が行えるため、1 Å以下の位置精度を実現できる。試料は分子レベルで平滑な二枚のマイカ表面にエピタキシャルに成長させられる。
二つの表面が間隔 D で静止したとき、垂直力 Fnormal(D) は次の簡単な関係式によって求められる。
F normal ( D ) = k ( Δ D applied − Δ D measured ) {\displaystyle F_{\text{normal}}(D)=k(\Delta D_{\text{applied}}-\Delta D_{\text{measured}})}