ساخت AFM با قابلیت تصویربرداری زنده از نمونه

میکروسکوپ‌های نیروی اتمی (AFM) برای تصویربرداری در مقیاس نانومتری ساخته شده‌اند. طی سال‌های اخیر، این دستگاه تبدیل به ابزار رومیزی برای مشاهده دنیای نانومتری شده‌است به طوری که از DNA تا پیوندهای هیدروژنی با استفاده از آن قابل مشاهده هستند.
اسکن با AFM بسیار وقت‌گیر بوده و فرآیند تصویربرداری در آن به آهستگی انجام می‌گیرد. برای حل این مشکل، پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) موفق به طراحی میکروسکوپ نیروی اتمی جدیدی شدند که قادر است با سرعت 2000 برابر بیشتر از AFMهای رایج در بازار تصویربرداری کند. این میکروسکوپ جدید با سرعت بالا از نانوساختارها تصویر می‌گیرد، سرعت تصویربرداری با این دستگاه به قدری بالاست که کار، شبیه تصویربرداری زنده می‌شود.
کمال یوسف تومی از محققان این پروژه می‌گوید: «حساسیت و سرعت این دستگاه به قدری است که محققان عملاً می‌توانند فرآیندهای موجود در مقیاس اتمی را با قدرت تفکیک بالا مشاهده کنند، همانند یک فیلم. ما با این میکروسکوپ فرآیند تراکم، هسته‌زایی و رسوب را به‌صورت زنده مشاهده کردیم. این که بتوان این فرآیندها را به‌صورت زنده در مقیاس نانومتری مشاهده کرد، بسیار شگفت‌انگیز است.»
در میکروسکوپ‌های نیروی اتمی معمولاً از پیمایشگرهای بسیار کوچک استفاده می‌شود که روی سطح حرکت می‌کنند. به دلیل کوچک بودن پیمایشگر، سرعت حرکت آن بسیار آهسته است. پیمایشگر باید خط به خط سطح را رصد کند، به همین دلیل باید به آهستگی روی سطح حرکت کند تا آسیبی نبیند. معمولاً یک یا دو خط در هر ثانیه طی می‌شود.
این گروه تحقیقاتی موفق به ساخت پیمایشگر جدیدی شدند که قادر است با سرعت بالا سطح را طی کند. این پیمایشگر هر چند کوچکتر است اما سرعت آن بیشتر بوده و مساحت بزرگتری را طی می‌کند. این گروه تحقیقاتی از چند اسکنر مختلف استفاده کردند که در حین اسکن می‌توانند روی هم برهمکنش داشته باشند. کنترل هر اسکنر به تنهایی دشوار است. برای این که بتوان این اسکنرها را کنترل کرد، محققان از الگوریتم‌های مختلفی استفاده کردند.
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،این گروه تحقیقاتی از این میکروسکوپ برای پیمایش سطح کلسیت استفاده کردند. پیمایشگر 4000 هزار خط را در هر ثانیه طی کرد که سرعت آن 2000 برابر بیشتر از AFMهای رایج است.

No tags for this post.