روشی برای تصویربرداری از سطح تماس سیال/سیال در AFM

پژوهشگران بریتانیایی روشی برای تصویربرداری از سطح تماس سیال/سیال با استفاده از AFM ارائه کردند. در این روش نیاز به زیرلایه صلب برای گرفتن تصویر با قدرت تفکیک نانومتری وجود ندارد.

به‌صورت سنتی و رایج، از زیرلایه‌های صلب برای تصویربرداری با میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) استفاده می‌شود. یک نوک بسیار تیز روی کانتالیور میکروسکوپ قرار می‌گیرد تا نیروی برهم‌کنشی میان نوک و نمونه اندازه‌گیری کند. لیزر به کانتالیور برخورد کرده و با شناسایی میزان خمش در آن می‌تواند برهم‌کنش میان نوک و سطح را شناسایی کند. این کار در نهایت منجر به تولید نقشه توپوگرافی از سطح شده و میزان زبری در مقیاس ‌نانومتری را ارائه می‌‌دهد.
اما بسیاری از پدیده‌ها و فرآیندهای طبیعی در سطح تماس سیال/سیال اتفاق می‌افتد؛ جایی که میکروسکوپ AFM برای پایش آن طراحی نشده است. سلول را در نظر بگیرید که باید روی زیرلایه‌ای فیکس شود تا تصویر با قدرت تفکیک بالا از آن گرفته شود که این کار منجر به تغییر شکل سلول می‌شود. البته از مود غیرتماسی نیز می‌توان برای شناسایی شکل سلول استفاده کرد؛ بدون این که نیاز به تماس باشد. البته این مود نیز با محدودیت‌های زیادی روبرو است.
برای حل این مشکل، محققان بریتانیایی با همکاری پژوهشگرانی از فرانسه موفق به ارائه‌ی روشی برای تصویربرداری از نمونه‌های نرم و سطح تماس مایع شدند؛ بدون این که نیاز به زیرلایه صلب باشد. برای این کار لایه‌ی پایدار کننده‌ای از جنس نوعی کوپلیمر (polystyrene-block-poly(methyl-methacrylate))، لیپید (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) یا تک لایه‌های ایجاد شده توسط نانوذرات سیلیکا در سطح تماس، ساخته شد.
filereader.php?p1=main_0cc175b9c0f1b6a83

قدرت تفکیک در این فرآیند، بستگی به ضخامت زیرفاز دارد که در اینجا آب استفاده شده‌است. جاذبه نقش نگهدارنده نیرو به اختلالات خارجی در سطح تماس سیال را ایفا می‌کند، اختلالاتی که منشاء نویز در تصویر هستند. با استفاده از لایه ‌نازک‌های سطح تماس که در این پروژه مورد استفاده قرار گرفت، امکان ایجاد قدرت تفکیک در مقیاس‌نانومتری فراهم شد. ضخامت 100 میکرونی سیال برای ایجاد اطمینان از تصویربرداری با کیفیت بالا ضروری است.
با استفاده از این روش می‌توان سامانه‌های مولکولی را در سطح تماس سیال/ سیال به‌صورت مستقیم مطالعه کرد.