Атомно-силовой микроскоп принцип работы и сфера применения
Одна из основных проблем микроскопии – увеличение разрешающей способности приборов. В поисках ее решения были созданы такие приборы как электронный микроскоп. Но настоящим прорывом в этой области стали атомно-силовые микроскопы, позволившие визуализировать даже отдельные атомы вещества.
Принцип работы устройства
Первый АСМ был разработан в 1986 году на основе технологии сканирующей зондовой микроскопии. Главное отличие АСМ от СЗМ состоит в том, что зонд прибора регистрирует не туннельный эффект, а силы межмолекулярных взаимодействий. Это позволило значительно расширить сферу использования этого научного инструмента, так как он способен исследовать непроводящие материалы.
Принцип работы прибора состоит в том, что сверхчувствительные датчики регистрируют малейшие отклонения зонда двигающегося вдоль поверхности образца. Кончик зонда имеет толщину порядка нескольких нанометров и находится в непосредственной близости от исследуемого материала. Это позволяет регистрировать воздействие электростатических и Ван-Дер-Ваальсовых сил, которые отталкивают или притягивают кантилевер (сверхтонкую иглу-зонд).
Полученные данные оцифровываются и обрабатываются компьютерными системами визуализации. Это позволяет получить трехмерное изображение изучаемого образца в сверхвысоком разрешении.
Для изучения влияния различных элементов на образцы проводящих материалов, например металлов, используются потенциостаты и гальваностаты — https://ilpa-tech.ru/produktsiya/potentsioastaty-galvanostaty-impedansnaya-spektroskopiya.
Основные сферы использования
АСМ широко используется при проведении физических исследований, в разработке новых типов электроники и материаловедении. Например, прибор позволяет контролировать качество и вносить модификации в современные электронные чипы.
Также прибор позволил значительно углубить фундаментальные знания о свойствах и структуре материи, выяснить структуру многих сложных молекул и уточнить данные о структуре кристаллических решеток.
Применение в биологии
АСМ позволяет проводить сканирование в жидких средах. Благодаря этой возможности прибор широко используется в биологии и медицине. С его помощью изучают как цельные клетки различных организмов, так и отдельные молекулы белков. Направления исследований отличаются огромным разнообразием, в их число входят:
- Внутриклеточная морфология.
- Изучение воздействия различных веществ на клеточные структуры.
- Визуализация единичных молекул.
Благодаря АСМ удалось разработать новые формы введения лекарственных веществ, способные легко и без побочных эффектов проникать сквозь клеточные мембраны.
Учитывая то, что метод АСМ появился относительно недавно – это одно из самых перспективных направлений в микроскопии. Приборы постоянно совершенствуются, позволяя получать все больше ценных данных о микромире. В ближайшие годы ожидается заметное увеличение разрешающей способности таких приборов и снижение их цены.
Официальным поставщиком оборудования Bio-logic, в том числе потенциостатов и гальваностатов в Хабаровске является компания ИлПа Тех.
