Microscoapele cu forță atomică (AFM) sunt un tip de microscop. AFM-urile oferă imagini ale atomilor de pe sau din suprafețe. La fel ca și microscopul electronic de scanare (SEM), scopul AFM este de a examina obiectele la nivel atomic. De fapt, AFM poate fi utilizat pentru a examina atomii individuali. Acesta este utilizat în mod obișnuit în nanotehnologie.
AFM poate face unele lucruri pe care SEM nu le poate face. AFM poate oferi o rezoluție mai mare decât SEM. În plus, AFM nu trebuie să funcționeze în vid. De fapt, AFM poate funcționa în aerul ambiant sau în apă, astfel încât poate fi utilizat pentru a vedea suprafețele probelor biologice, cum ar fi celulele vii.
AFM funcționează prin utilizarea unui ac ultrafin atașat la o bară cantilenă. Vârful acului trece peste crestele și văile din materialul care face obiectul imaginii, "pipăind" suprafața. Pe măsură ce vârful se mișcă în sus și în jos datorită suprafeței, cantileverul se deviază. Într-o configurație de bază, un laser luminează cantileverul la un unghi oblic și permite măsurarea directă a deviației cantileverului prin simpla schimbare a unghiului de incidență a fasciculului laser. În acest fel, se poate crea o imagine care să dezvăluie configurația moleculelor care sunt imaginate de aparat.
Există multe moduri de funcționare diferite pentru un AFM. Unul este "modul de contact", în care vârful este pur și simplu deplasat pe suprafață și se măsoară deviațiile cantileverului. Un alt mod se numește "mod de atingere", deoarece vârful este atins de suprafață pe măsură ce se deplasează de-a lungul acesteia. Prin controlul intensității cu care este bătut vârful, AFM se poate îndepărta de suprafață atunci când acul simte o crestătură, astfel încât să nu se lovească de suprafață atunci când se deplasează. Acest mod este, de asemenea, util pentru probele biologice, deoarece este mai puțin probabil să deterioreze o suprafață moale. Acestea sunt modurile de bază cel mai frecvent utilizate. Cu toate acestea, există nume și metode diferite, cum ar fi "modul de contact intermitent", "modul fără contact", modurile "dinamic" și "static" și altele, dar acestea sunt adesea variații ale modurilor de atingere și de contact descrise mai sus.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este un microscop de forță atomică (AFM)?
R: Un microscop de forță atomică (AFM) este un tip de microscop care oferă imagini ale atomilor pe sau în suprafețe. Acesta poate fi utilizat pentru a examina atomi individuali și este utilizat în mod obișnuit în nanotehnologie.
Î: Cum funcționează AFM?
R: AFM funcționează prin utilizarea unui ac ultrafin atașat la o grindă în consolă. Vârful acului trece peste crestele și văile din materialul care face obiectul imaginii, "pipăind" suprafața. Pe măsură ce vârful se mișcă în sus și în jos datorită suprafeței, cantileverul se deviază. Într-o configurație de bază, un laser luminează cantileverul la un unghi oblic, permițând măsurarea directă a deviației cantileverului prin modificarea unghiului de incidență a acestuia pentru fasciculul laser. Se creează astfel o configurație care dezvăluie imaginea moleculelor care sunt imaginate de aparat.
Î: Care sunt unele dintre avantajele pe care le au AFM-urile față de microscoapele electronice de scanare (SEM)?
R: AFM-urile oferă o rezoluție mai mare decât SEM-urile și nu au nevoie să funcționeze în vid, așa cum fac SEM-urile - pot funcționa în aerul ambiant sau în apă, ceea ce le permite să fie utilizate cu probe biologice, cum ar fi celulele vii, fără a le deteriora.
Î: Care sunt câteva moduri de operare pentru AFM-uri?
R: Modurile de funcționare utilizate în mod obișnuit pentru AFM-uri includ modul de contact, în care vârful este pur și simplu deplasat pe suprafață și se măsoară deflexiunile cantileverului; modul de atingere, în care vârful este atins de suprafață pe măsură ce se deplasează; modul de contact intermitent; modul fără contact; modul dinamic; modul static; și altele - acestea sunt adesea variații ale modurilor de atingere și de contact descrise mai sus.
Î: Prin ce se deosebește modul tapotare de modul contact?
R: Modul de atingere diferă de modul de contact deoarece, atunci când se utilizează modul de atingere, vârful atinge suprafața pe măsură ce se deplasează de-a lungul acesteia în loc să se deplaseze doar de-a lungul ei - acest lucru îi permite să se îndepărteze de suprafață atunci când acul simte o crestătură, astfel încât nu se va lovi de suprafață atunci când se deplasează de-a lungul ei, ceea ce îl face util pentru suprafețele moi, cum ar fi probele biologice, deoarece este mai puțin probabil să le deterioreze în acest mod.
