Dr Stephanie Hoeppener arbetar med ett atomkraftmikroskop för vilket ett Jena -forskargrupp har utvecklat ett nytt förfarande som gör det möjligt att producera vassare sonder. Kredit:Jan-Peter Kasper/University Jena
Forskare från Friedrich-Schiller-Universitetet Jena (Tyskland) har lyckats förbättra en tillverkningsprocess för Atomic Force Microscopy (AFM) sondspetsar.
Atomic Force Microscopy kan skanna ytor så att även de minsta nanostrukturer blir synliga. Kunskapen om dessa strukturer är till exempel viktig för utvecklingen av nya material och bärarsystem för aktiva substanser. Storleken på sonden är mycket viktig för bildkvaliteten eftersom den begränsar de dimensioner som kan visualiseras – ju mindre sonden, desto mindre strukturer som avslöjas.
Kolnanorör antas vara ett överlägset material för förbättring av sådana avsökningssonder. Dock, det är svårt att fästa dem på skanningssonder, vilket begränsar deras praktiska användning.
Kemister vid Friedrich-Schiller-University Jena hittade ett sätt att övervinna dessa problem. Forskargruppen för professor Dr. Ulrich S. Schubert lyckades utveckla en ny typ av process som möjliggör tillväxt av kolnanorör på själva skanningssonden. Dessa innovativa upptäckter publiceras i Nanobokstäver och är tillgängliga online.
Dr Stephanie Hoeppener från Jena University håller en glascylinder med kolnanorör för atomkraftsmikroskopi. Kredit:Jan-Peter Kasper/University Jena
För denna process använder Jena-forskarna mikrovågsstrålning för en skonsam men mycket snabb tillväxt av nanorören. Tillväxten börjar vid små koboltpartiklar, som tas upp med hjälp av AFM-tipset. "Metallpartiklarna värms kraftigt upp i mikrovågsugnen och når en temperatur som är tillräcklig för att omvandla alkoholånga till kol. Uppvärmningsprocessen fungerar ungefär som en bortglömd sked i köksmikrovågen som också absorberar mikrovågsstrålningen mycket effektivt, " förklarar Tamara Druzhinina från Schuberts forskargrupp. "Kolnanorör kan odlas mycket snabbt på grund av de speciella förhållandena inuti mikrovågsugnen som kan generera ett tryck på upp till 20 bar", tillägger hennes kollega Dr. Stephanie Hoeppener.
Jena-kemisten professor Schubert påpekar de praktiska fördelarna med processen:"Metoden vi utvecklat kan potentiellt resultera i en mycket kostnadseffektiv produktionsteknik med exempelvis högupplösta sonder för Scanning Force Microscopy. Dessa finns redan på marknaden men de är mycket dyra för 350 Euro styck. Med processen kan vi nå en prisnivå, det skulle motivera användningen av sådana tips också bara för rutinmätningar. "
