布魯克原子力顯微鏡是一種具影響力的科學(xué)工具,它使科學(xué)家能夠以納米級(jí)分辨率觀察和操縱物質(zhì)表面。作為AFM領(lǐng)域的品牌,Bruker的AFM技術(shù)以其高精度和可靠性
為主,尤其是其在力譜測(cè)量上的運(yùn)用,為材料科學(xué)、生物學(xué)及納米技術(shù)的研究提供了強(qiáng)大的支持。本文將解析原子力顯微鏡如何進(jìn)行力譜測(cè)量,以及此技術(shù)對(duì)科學(xué)研究領(lǐng)域帶來的影響。
在布魯克原子力顯微鏡中,力譜測(cè)量是通過探測(cè)探針與樣品表面之間的相互作用力來實(shí)現(xiàn)的。該過程涉及探針逐漸接近樣品表面,然后撤離,期間系統(tǒng)精確記錄下作用力的變動(dòng)。通過這種方法,可以準(zhǔn)確獲得從范德華力到化學(xué)鍵合力等不同作用范圍的力學(xué)信息。
操作開始時(shí),操作者需先準(zhǔn)備樣品并裝載至BrukerAFM的樣品臺(tái)上。隨后,選擇適合的探針和設(shè)置初始掃描參數(shù)是關(guān)鍵步驟。Bruker提供多種類型的探針,如導(dǎo)電探針、磁性探針等,根據(jù)不同的研究需求選擇合適的探針類型對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有直接影響。
一旦探針和樣品就位,AFM系統(tǒng)會(huì)驅(qū)動(dòng)探針緩慢靠近樣品表面。此時(shí),力譜測(cè)量的核心部分開始執(zhí)行,探針將經(jīng)歷逼近、接觸和撤回三個(gè)階段。在此過程中,探針與樣品間的相互作用力隨距離變化而不斷調(diào)整,這些數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)記錄并繪制成力-距離曲線。
分析這些曲線可以獲得多種物理量,包括粘附力、彈性模量、硬度等,它們對(duì)于理解材料的力學(xué)性質(zhì)至關(guān)重要。例如,在新型藥物釋放系統(tǒng)的開發(fā)中,通過測(cè)量藥物載體與載體間的作用力,研究人員能夠設(shè)計(jì)出更加高效的藥物載體。
除了基本的力量測(cè)量外,還具備高分辨率成像的能力,這使得科學(xué)家可以在納米尺度上觀察樣品表面的形態(tài)變化,進(jìn)一步深入理解材料屬性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。這種成像與力譜測(cè)量的結(jié)合,為復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供了更全面的信息。
布魯克原子力顯微鏡的力譜測(cè)量技術(shù)為科學(xué)家們提供了一個(gè)寶貴的研究工具。通過對(duì)微觀力量的精準(zhǔn)測(cè)量和高分辨率成像,它極大地推動(dòng)了納米科技和材料科學(xué)的發(fā)展,幫助科學(xué)家在原子層面上更好地理解物質(zhì)的性質(zhì)及其相互作用。