СЗМ Раман Нано ИК системы
Модульные СЗМ
Автоматизированные СЗМ
Специализированные СЗМ
 
 

Принципы работы СЗМ

Отображение Адгезионных Сил

 

  Download Flash (0,4 Mb)
  Download mp4 (1,1 Mb)
Соответствующая отводу зонда часть силовой кривой зачастую соответствует кривой подвода, однако чаще наблюдается гистерезис. Наиболее часто тип гистерезиса соответствует определенному виду адгезии, которая проявляется в силовой кривой как изгиб вниз от исходного равновесного состояния. Источник адгезии может варьироваться в зависимости от образца. В идеальном случае взаимодействующей с плоской поверхностью сферы сила адгезии может быть соотнесена с радиусом сферы и поверхностными энергией обеих поверхностей.
В обычных условиях основной источник адгезии связан с формированием капиллярного «мостика» между зондом и образцом. В воздушной атмосфере большинство образцов покрыты адсорбционным слоем воды толщиной в несколько нм, этот водный слой смачивает кончик зонда и формирует «мостик» между зондом и  образцом. Для разрыва этого мостика требуется существенная сила, обусловленная преодолением поверхностного натяжения. В жидкости сила адгезии зависит от межфазной поверхностной энергии между зондом и образцом и раствором, изменения раствора приводят к изменению силы адгезии.

Другая форма «адгезии» возникает в случае, когда различные виды «адгезии» возникают когда полимер захвачен между АСМ зондом и подложкой. В этом случае существуют очень отличающиеся «адгезионные»  силы, когда происходит отрыв зонда. Обычно эти кривые в начале повторяют кривые подвода вблизи поверхности, однако вдали от поверхности представляют пологий отрицательный изгиб, когда полимер растягивается, пока он не порвется или не оторвется от зонда или подложки, и кантилевер вернется к неизогнутому состоянию. Если несколько молекул полимера прикреплены к зонду и подложке, то может наблюдаться  пилообразная картина отрыва индивидуальных молекул. Ссылки на различные типы адгезионных сил см. в [1,2].

Чтобы быть полезными, силовые кривые должны быть представлены как зависимости силы от расстояния, F(D). Однако  общеупотребительные АСМ не обладают возможностью независимого определения D. Вместо этого зависимость от D строится путем вычитания отклонения зонда из z-перемещения сканера.

В некоторых случаях отрыв зонда при обратном движении сканера оказывается резким, и соответствующая сила (сила адгезии) может быть измерена относительно точно.
 
Соответствующие адгезионные карты обычно строятся выбором наибольшей отрицательной силы детектируемой на кривой отвода в качестве силы адгезии и нанесением этих значений на x–y точку снятия каждой кривой. Могут быть получены несколько типов адгезионных карт, например, пространственное распределение адгезии в системах привитых полимеров. Используя специальные АСМ зонды, модифицированные антителами или лигандами, можно строить карту распределения специфических протеинов на поверхности живых клеток и т.д. 

Ссылки
  1. TIBTECH 17, 143 (1999). 
  2. Israelashvili, J.N. (1992) Intermolecular and Surface Forces, Academic Press.
 
 
Copyright © 2015 - 2017, NT-MDT SI