| La capacité sur les surfaces solides d'image dans un support liquide effectue à microscopie atomique de force (AFM) un outil attrayant dans l'étude des phénomènes dièdres liquide-solides. Un tel domaine de recherche où l'AFM a utile prouvé est dans l'étude des petites particules et des molécules biologiques qui adsorbent d'un liquide aqueux sur une surface solide. L'AFM fournit des agrandissements assez grands pour résoudre les particules uniques et profondes de sous-micromètre sur la surface, alors que la présence du liquide maintient les particules adsorbées dans leurs conditions indigènes et hydratées. Pour ces raisons, l'AFM est très utilisé dans l'étude de l'adsorption des particules colloïdales, y compris des latex de polymère, des colloïdes minéraux, et des molécules de protéine. Images Conventionnelles d'AFM de Contact Particules Conventionnelles d'images d'AFM de mode de contact qui sont fixées ferme à une surface, comme avec les liaisons covalentes. Cependant, quand les particules colloïdales adsorbent à un solide, ils s'associent non-covalently à la surface par électrostatique, van der Waals, ou interactions hydrophobes, ainsi ils peuvent avoir des mobilités transversales élevées. En contact le mode AFM, le mouvement de frottement de l'extrémité de sonde exerce une force transversale sur la surface qui peut pousser autour desserré les particules adsorbées, évitant la représentation des particules dans leur arrangement naturel sur la surface. Ce problème est évité par la représentation dans le liquide avec TappingMode™ AFM. Images de TappingMode AFM Avec cette technique brevetée, l'extrémité de sonde rapidement oscille et filète la surface légèrement au bas de chaque cycle de vibration. Le contact intermittent élimine les forces transversales sur la surface par l'extrémité de lecture, et permet la représentation des particules adsorbées sans les déménager sur la surface. Le Schéma 1 affiche une image liquide de TappingMode des particules positif-chargées de latex de polymère (latex d'amidine) adsorbées au mica dans l'eau. La couche de particules adsorbées peut être imagée à plusieurs reprises sans n'importe quel mouvement des particules. 
Le Schéma 1. TappingMode dans l'image liquide franchement - des particules chargées de latex de polystyrène adsorbées au mica (dans l'eau). Le diamètre moyen de particules est 120nm. échographie de 3μm Le Schéma 2 affiche les mêmes 3μm x 3μm zone, imagée quelques instants plus tard dans l'eau avec le mode de contact. Les stries brouillées dans l'image suggèrent que les particules adsorbées ne demeurent pas stationnaires pendant que l'extrémité de sonde balaye au-dessus de elles. 
Le Schéma 2. image de mode de Contact dans l'eau de la même zone sur le Schéma 1. échographie de 3μm. Le Schéma 3 affiche une zone plus grande de l'échantillon (7μm x 7μm) imagé dans l'eau avec TappingMode. Les dégâts à la couche de particules adsorbées provoquées par l'échographie de mode de contact sont clairs. Les particules adsorbées semblent avoir été poussées dans des batteries, en grande partie près des côtés de la région précédemment balayée, et le substrat nu de mica est exposé. 
Le Schéma 3. image de TappingMode dans l'eau a obtenu après que le Schéma 2. les Dégâts à la couche adsorbée de l'échographie de mode de contact soit vu où des particules ont été poussées dans des batteries, exposant des zones nues du substrat de mica. échographie de 7μm. Puisque les particules adsorbées sont inchangées par l'extrémité de oscillation dans TappingMode, il est possible d'observer comment l'arrangement des particules sur la surface est affecté par des propriétés de système, telles que la concentration ionique du liquide environnant. Cette information est appropriée au traitement des matériaux colloïdaux et à la purification des produits de protéine. Avec TappingMode dans le liquide, il est également possible d'étudier comment la couche de particules adsorbées se développe avec du temps, et de voir comment la structure de la couche adsorbée à la surface adjacente liquide-solide diffère de la structure à la surface adjacente air-solide. Modification Extérieure des Extrémités de Sonde Pour certains systèmes expérimentaux, les particules adsorbées peuvent tendre à adhérer à l'extrémité de sonde, même avec TappingMode AFM. Par exemple, franchement - les particules chargées de latex auront une attraction électrostatique à la sonde de nitrure de silicium, qui a une charge extérieure légèrement négative dans l'eau. De Telles particules peuvent devenir fixées à l'extrémité, ayant pour résultat des artefacts dans des images ultérieures. Ce problème est contré en modifiant la surface de sonde avec un agent de couplage de silane, silane de l'aminobutyldimethylmethoxy 4. Les dépôts de monoethoxysilane avec la couverture de sous-couche unitaire sur la sonde, et le groupement aminé sur le silane joint s'entretient une charge extérieure positive à l'extrémité modifiée. La charge positive sur l'extrémité empêche l'adhérence de franchement - les particules chargées et étend grand sa vie pour la représentation de tels colloïdes adsorbés avec TappingMode dans l'eau. Cette technique de modification d'extrémité fonctionne bien également quand la représentation a séché des couches adsorbées avec TappingMode en air. Résumé La représentation de TappingMode dans les liquides est une technique expérimentale idéale dans l'étude de l'adsorption des particules colloïdales sur les surfaces solides. L'élimination des forces transversales entre l'extrémité d'AFM, et la surface dans TappingMode, permet à des particules à la surface adjacente liquide-solide d'être imagées sans changer leurs positions naturelles. Ceci active l'étude des effets des conditions dissolvantes sur la structure de la couche adsorbée. |