Cantilever av ett AFM -mikroskop (spetsen visas inte) är ihålig för att kunna fylla den med kvicksilver och lägga till en känslig kemisk sensor till AFM
Atomic Force Microscope (AFM), som använder en fintippad sond för att skanna ytor i atomskala, kommer snart att förstärkas med en kemisk sensor. Detta innebär användning av en ihålig AFM -fribärare, genom vilken en vätska - i detta fall kvicksilver - passerar under tryck. Droppen kvicksilver vid spetsen fungerar som en sensor. Denna mikroskopiska reservoarpenna utvecklades av forskare vid University of Twentes MESA+ Institute for Nanotechnology.
En AFMs cantilever har en fin spets som kan användas för att kartlägga ytor på nanoskala. Spetsens rörelser övervakas med laserljus som reflekteras från fribärningen. Om du kunde tillverka en ihålig cantilever och passera en vätska genom den, som händer i en reservoarpenna, då kunde du döda två fåglar i en smäll. Förutom att kartlägga ytor, du kan också använda den för att göra mycket lokaliserade mätningar av koncentrationen av specifika kemikalier. Detta koncept var hjärnbarnet till Dr Peter Schön, en forskare som leder "Enabling Technologies" Strategic Research Orientation på MESA+
Den valda vätskan var kvicksilver, eftersom den har de ideala egenskaperna för detta ändamål, som en extremt ren yta. Forskarna har skapat en cantilever med ett mikroskopiskt rör som löper genom det. Rörets foder har speciella mekaniska egenskaper, för att innehålla kvicksilver när det pumpas igenom under högt tryck (6 bar). Med hjälp av detta system, det har visat sig möjligt att skapa en perfekt droppe vid spetsen. Droppen i sig är sensorn, Dessutom kan den enkelt ersättas in situ med en ny sensor - nästa droppe. Det är också viktigt att elektrisk ström endast leds genom kvicksilver i det mikroskopiska röret och inte via delar av cantilever, för att inte påverka mätresultatet. Det här målet, för, lyckades.
En sensor med sådan utsökt känslighet kan användas för att mäta koncentrationer av specifika kemikalier på biomolekyler och biomembraner, till exempel. Den kan också användas i kombination med AFM, att göra mycket lokaliserade mätningar av korrosion samtidigt som man samlar in annan information om ytan i fråga. Detta ger en särskilt kraftfull kombination av mätmetoder.
Detaljer om reservoarpennans verkningsmekanism publicerades nyligen i Analytisk kemi . Forskarna fokuserar nu på sätt att kombinera denna teknik med ett AFM -tips. De utvecklar också en teknik för att effektivt frigöra den använda kvicksilverdroppen för att ge plats för en "ren" sensor.
