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原子力顯微鏡的用途和工作環(huán)境說明

更新時(shí)間:2023-03-20      點(diǎn)擊次數(shù):1257
原子力顯微鏡AFM是一種可用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細(xì)探針與受測樣品原子之間的作用力,從而達(dá)到檢測的目的,具有原子級的分辨率。
 
主要用途:
 
材料表面形貌的觀察和分析;
對生物細(xì)胞的表面形態(tài)觀察;
生物大分子的結(jié)構(gòu)及其他性質(zhì)的觀測研究;
生物分子間力譜曲線的觀測。
 
原子力顯微鏡受工作環(huán)境限制較少,它可以在超高真空、氣相、液相和電化學(xué)的環(huán)境下操作。
 
(1)真空環(huán)境:最早的掃描隧道顯微鏡(STA)研究是在超高真空下進(jìn)行操作的。后來,隨著AFM的出現(xiàn),人們開始使用真空AFM研究固體表面。真空AFM避免了大氣中雜質(zhì)和水膜的干擾,但其操作較復(fù)雜。
 
(2)氣相環(huán)境:在氣相環(huán)境中,AFM操作比較容易,它是廣泛采用的一種工作環(huán)境。因AFM操作不受樣品導(dǎo)電性的限制,它可在空氣中研究任何固體表面,氣相環(huán)境中AFM多受樣品表面水膜干擾。
 
(3)液相環(huán)境:在液相環(huán)境中。AFM是把探針和樣品放在液池中工作,它可以在液相中研究樣品的形貌。液相中AFM消除了針尖和樣品之間的毛細(xì)現(xiàn)象,因此減少了針尖對樣品的總作用力,液相AFM的應(yīng)用十分廣闊,它包括生物體系、腐蝕或任一液固界面的研究。
 
(4)電化學(xué)環(huán)境:正如超高真空系統(tǒng)一樣,電化學(xué)系統(tǒng)為AFM提供了另一種控制環(huán)境,電化學(xué)AFM是在原有AFM基礎(chǔ)上添加了電解雙恒電位儀和相應(yīng)的應(yīng)用軟件,電化學(xué)AFM可以現(xiàn)場研究電極的性質(zhì),包括化學(xué)和電化學(xué)過程誘導(dǎo)的吸附、腐蝕以及有機(jī)和物分子在電極表面的沉積和形態(tài)變化等。

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