Här är en uppdelning av hur det fungerar:
Nyckelkomponenter:
* cantilever: En liten, flexibel stråle med en skarp spets i slutet.
* tips: Den skarpa, spetsiga änden av utskjutningen som interagerar med provytan.
* skanner: En anordning som rör sig på utkanten över provytan på ett kontrollerat sätt.
* sensor: En anordning som mäter avböjningen eller böjningen av utskjutningen.
* Feedbacksystem: En mekanism som justerar spetshöjden för att upprätthålla en konstant kraft mellan spetsen och provet.
Hur det fungerar:
1. skanning: Spetsen är rasterskannad över provytan.
2. Interaktion: När spetsen möter funktioner på provytan upplever den krafter som van der Waals -krafter, elektrostatiska krafter eller kemisk bindning.
3. Avböjning: Dessa krafter får utskjutningen att böja eller avböja.
4. detektion: Sensorn mäter utskjutningens avböjning.
5. Feedback: Återkopplingssystemet justerar spetshöjden för att upprätthålla en konstant kraft mellan spetsen och provet.
6. Avbildning: Höjdinformationen används för att generera en tredimensionell bild av provytan.
Fördelar med AFM:
* Hög upplösning: Kan bildfunktioner så små som några nanometer.
* Ytkänslighet: Kan användas för att studera både topografin och de mekaniska egenskaperna hos ytor.
* mångsidig: Kan användas för att studera ett brett utbud av material, inklusive metaller, keramik, polymerer och biologiska prover.
* Icke-förstörande: Avbildningsprocessen skadar inte provet.
Applikationer av AFM:
* Materialvetenskap: Karakterisera ytmorfologin hos material, studera tillväxten av tunna filmer och undersöka de mekaniska egenskaperna hos material.
* nanoteknologi: Studera strukturen och egenskaperna hos nanomaterial, manipulera enskilda molekyler och tillverka nano-skala.
* biologi: Avbildning av ytan på celler, virus och andra biologiska strukturer, studera interaktioner mellan molekyler och manipulera DNA.
Sammantaget:
Atomic Force Microscope är ett kraftfullt verktyg för att studera nanoskalavärlden. Dess förmåga att tillhandahålla högupplösta bilder av ytor, i kombination med dess mångsidighet, gör det till ett värdefullt verktyg i ett brett spektrum av vetenskapliga discipliner.
