一层分子有多重?质量是人类几千年来一直感兴趣的一种性质。从对称量珍贵黄金的兴趣开始，我们试图量化整个尺寸范围内物体的质量，从电子到星系，以及任何超出或介于两者之间的物体。不用说，称重的方法取决于要称重的身体的大小。在“纳米”尺度的一端，薄膜的质量可以评估，例如椭圆偏振和药物，这两种常用的表面敏感技术可以测量小的量。然而，这两种技术所提取的质量值往往不相同。那么，这些质量之间的区别是什么?为什么它们不相等?
椭圆偏振质量和QCM质量之间的区别在于测量的物理原理。椭偏仪是一种光学技术，而QCM是一种声学技术。椭偏仪测量光学变化，即光信号的变化，而QCM测量声学变化，即声音信号的变化。所以，问题是，薄膜中的质量如何与光波相互作用以及它如何与声波相互作用?
简而言之，光是由电磁波在介质中传播构成的。波在传播过程中会受到光学特性变化的影响，光学方法可以感知这些特性的变化，通常是相对于背景介质进行测量。例如，当分子吸附到传感器表面时，椭偏仪可以感知折射率的变化。
声音是一种在介质中传播的机械波，它的行为与光波不同。当声波传播时，介质中的分子会移动。介质的机械特性将决定声波传播的难易程度。声学方法将感知相对于参考测量的运动介质的机械特性的变化。例如，QCM可以感知分子何时吸附到传感器表面，以及被吸附的分子何时改变构象。
如上所述，椭偏仪和QCM都能感知分子质量的变化。然而，椭圆偏振法可以测量不包括相关溶剂的质量QCM测量质量包括相关溶剂。这就是为什么光学质量通常被称为“干质量”而声学质量通常被称为“湿质量”的原因。
作为示例，让我们看一看图1中的原理图场景。当分子平躺在表面时，它们会耦合少量的溶剂，而当它们直立时，它们会耦合大量的溶剂。在这两种情况下，表面的分子数是相同的，只是它们以不同的方式排列，因此耦合溶剂的量不同。光学技术测量的是“干”质量，而不是“看到”液体，在两种情况下，测量的质量是相同的。另一方面，声学技术“看到”分子和溶剂，即“湿”质量，并将记录在膨胀状态下比在崩溃状态下更大的质量。
图1。示意图显示了两种不同的情况下，相同数量的分子在两种不同的配置表面。左边的配置允许大量溶剂被捕获，而右边的配置则捕获少量溶剂。
椭偏仪和QCM提供互补信息。下载我们的应用说明，以阅读更多关于如何结合它们来同时表征水合和非水合块。
