بهبود نوک‌ میکروسکوپ‌های نیروی اتمی

دانشمندانی از دانشگاه فردریخ- اسچیلر (جنا) در آلمان موفق شدند که با استفاده از یک فرآیند ساخت جدید نوک میکروسکوپ‌های نیروی اتمی (AFM) را بهبود دهند.

دانشمندانی از دانشگاه فردریخ- اسچیلر (جنا)
در آلمان موفق شدند که با استفاده از یک فرآیند ساخت جدید نوک میکروسکوپ‌های
نیروی اتمی (AFM) را بهبود دهند.

میکروسکوپ نیروی اتمی قادر به پیمایش سطوح است، بطوری که ریزترین
نانوساختارها را مشخصه‌یابی می‌کند. بدست آوردن اطلاعاتی در مورد این
ساختارها مثلاً برای ساخت مواد جدید و سیستم‌های حاملی برای مواد فعال، مهم
است. اندازه نوک این کاوشگر بر کیفیت تصویر گرفته شده توسط آن بسیار موثر
است و ابعادی را که می‌توان مشخصه‌یابی کرد، را محدود می‌کند. هرچه اندازه
این نوک کوچک‌تر باشد، ساختارهای ریزتری را می‌توان مشخصه‌یابی کرد.

 

 
نانولوله‌های کربنی می‌توانند ماده‌ی عالی
برای بهبود نوک این کاوشگرهای پیمایشگر باشند. اگرچه، اتصال آنها به این
کاوشگرها مشکل است و این کاربردشان را محدود می‌کند.

اکنون شیمیدانان آلمانی راهی برای غلبه بر این مشکل پیدا کرده‌اند. این
گروه تحقیقاتی به رهبری آلریخ اسچوبرت فرآیند جدیدی ابداع کرده‌ است که
امکان رشد نانولوله‌های کربنی روی این نوع کاوشگرهای پیمایشگر را فراهم می‌کند.

این دانشمندان در این فرآیند برای رشد بسیار سریع اما منظم نانولوله‌های
کربنی روی این کاوشگرها از پرتوی مایکروویو استفاده کردند. رشد این
نانولوله‌ها روی ذرات ریز کبالت که بوسیله نوک میکروسکوپ نیروی اتمی جذب می‌شوند،
شروع می‌شود. تامارا دروژینینا، یکی از این محققان توضیح می‌دهد: این
نانوذرات فلزی تحت تابش امواج مایکروویو به شدت گرم می‌شوند و به دمایی که
برای تبدیل بخار الکل به کربن مناسب است، می‌رسند. این فرآیند گرم شدن
مشابه گرم شدن یک قاشق که فراموش شده و در دستگاه مایکروویو آشپزخانه باقی
مانده، کار می‌کند. در این حالت این قاشق امواج مایکروویو را به طور بسیار
موثری جذب کرده و گرم می‌شود.

او اضافه می‌کند: نانولوله‌های کربنی بواسطه شرایط ویژه‌ی تحت این امواج
مایکروویو که می‌تواند فشاری بالای 20 بار تولید کند، می توانند بسیار سریع
رشد کنند.

این استاد شیمی به مزایای عملی این فرآیند اشاره می‌کند: این روشی که ما
ابداع کرده‌ایم به طور بالقوه می‌توان منجر به یک فناوری تولید کم هزینه و
بسیار موثر برای تولید برای مثال نوک‌های کاوشگر بسیار دقیقی برای
میکروسکوپ‌های نیروی اتمی شود. این نوع نوک‌ها اخیراً در بازار قابل دسترسی
هستند، اما آنها بسیار گران می‌باشند. با این فرآیند می‌توان قیمت را به
شدت کاهش داد.

این دانشمندان نتایج کار خود را در Nano Letters منتشر کرده‌اند.