O analiză simplificată a avantajelor și dezavantajelor microscopiei cu forță atomică
Microscopul cu forță atomică este un microscop care folosește un micro-consol pentru a detecta și a amplifica forța dintre sonda ascuțită de pe consolă și atomii probei testate, astfel încât să se atingă scopul detectării, cu rezoluție la nivel atomic. Deoarece microscopul cu forță atomică poate observa atât conductori, cât și neconductori, compensează deficiențele microscoapelor cu scanare tunel. Microscopul cu forță atomică a fost inventat de Gerd Binning de la Centrul de Cercetare din Zurich al IBM și Calvin Quate de la Universitatea Stanford în 1985. Scopul său este de a face neconductori similari cu metoda de observare a microscoapelor cu sondă de scanare (SPM). Cea mai mare diferență dintre microscopul de forță atomică (AFM) și microscopul de scanare tunel (STM) este că nu folosește efectul de tunel de electroni, ci detectează contactul dintre atomi, legătura atomică, forța van der Waals sau efectul Casimir etc. Proprietățile suprafeței probei.
Avantajele microscopiei cu forță atomică:
Microscopia cu forță atomică are multe avantaje față de microscopia electronică cu scanare. Spre deosebire de microscoapele electronice, care oferă doar imagini bidimensionale, AFM oferă hărți tridimensionale adevărate ale suprafețelor. În același timp, AFM nu necesită nici un tratament special al probei, cum ar fi placarea cu cupru sau placarea cu carbon, care poate provoca daune ireversibile probei. În al treilea rând, microscoapele electronice trebuie să funcționeze în condiții de vid înalt, în timp ce microscoapele cu forță atomică pot funcționa bine la presiune normală și chiar și în medii lichide. Acesta poate fi folosit pentru a studia macromoleculele biologice și chiar și țesuturile biologice vii.
Dezavantajele AFM:
În comparație cu microscopia electronică cu scanare, dezavantajele AFM sunt că domeniul de imagistică este prea mic, viteza este lentă și este prea mult afectată de sondă. Microscopul cu forță atomică este un nou tip de instrument cu rezoluție înaltă la nivel atomic, inventat după microscopul de scanare cu tunel. Poate detecta proprietățile fizice ale diferitelor materiale și probe din regiunea nanometrică, inclusiv morfologia, sau poate conduce direct manipularea nanometrilor; A fost utilizat pe scară largă în domeniile semiconductoarelor, materialelor nanofuncționale, biologiei, industriei chimice, alimentației, cercetării farmaceutice și diferitelor subiecte legate de nano în institutele de cercetare științifică și a devenit un instrument de bază pentru cercetarea nanoștiințifică.
În comparație cu microscopul cu scanare tunel, microscopul cu forță atomică are o aplicabilitate mai largă, deoarece poate observa probe neconductoare. Microscopul cu forță de scanare, care este utilizat pe scară largă în cercetarea științifică și industrie, se bazează pe microscopul cu forță atomică.
