| L'abilità alle superfici solide di immagine in un media liquido rende a microscopia atomica della forza (AFM) uno strumento attraente nello studio sui fenomeni interfacciali liquido-solidi. Un tale campo di ricerca dove il AFM ha provato utile è nello studio di piccole particelle e delle molecole biologiche che adsorbono da un liquido acquoso su una superficie solida. Il AFM fornisce le grande di ingrandimenti abbastanza per risolvere le singole, particelle profonde di sotto-micrometro alla superficie, mentre la presenza del liquido tiene le particelle adsorbite nel loro nativo, stati idratati. Per queste ragioni, il AFM sta essendo ampiamente usato nello studio sull'adsorbimento delle particelle colloidali, compreso i lattici del polimero, i colloidi minerali e le molecole di proteina. Immagini Convenzionali del AFM del Contatto Particelle Convenzionali di immagini del AFM di modo di contatto che sono fissate saldamente ad una superficie, quali con le obbligazioni covalenti. Tuttavia, quando le particelle colloidali adsorbono ad un solido, associano non-covalente con la superficie con elettrostatico, van der Waals, o interazioni idrofobe, in modo da possono avere alte mobilità laterali. Nel modo di contatto AFM, il moto di trascinamento del suggerimento della sonda esercita una forza laterale sulla superficie che può comandare a bacchetta le particelle senza bloccare adsorbite, impedente la rappresentazione delle particelle nella loro disposizione naturale sulla superficie. Questo problema è evitato dalla rappresentazione in liquido con TappingMode™ AFM. Immagini di TappingMode AFM Con questa tecnica brevettata, il suggerimento della sonda rapido oscilla e spilla la superficie leggermente al fondo di ogni ciclo di oscillazione. Il contatto intermittente elimina le forze laterali sulla superficie dal suggerimento di scansione e permette la rappresentazione delle particelle adsorbite senza muoverle sulla superficie. Figura 1 mostra un'immagine liquida di TappingMode delle particelle di carica positiva del lattice del polimero (lattice di amidine) adsorbite a mica in acqua. Il livello di particelle adsorbite può essere imaged ripetutamente senza alcun movimento delle particelle. 
Figura 1. TappingMode nell'immagine liquida di positivamente - le particelle fatte pagare del lattice del polistirolo hanno adsorbito a mica (in acqua). Il diametro medio della particella è 120nm. scansione di 3μm Figura 2 mostra gli stessi 3μm x 3μm area, imaged momenti più tardi in acqua con il modo di contatto. Le strisce vaghe nell'immagine suggeriscono che le particelle adsorbite non rimangano stazionarie mentre il suggerimento della sonda scandisce sopra loro. 
Figura 2. immagine di modo di Contatto in acqua della stessa area nella la Figura 1. scansione di 3μm. Figura 3 mostra una più vasta area del campione (7μm x 7μm) imaged in acqua con TappingMode. Il danneggiamento del livello di particelle adsorbite causate dalla scansione del modo di contatto è chiaro. Le particelle adsorbite sembrano essere spinte nei cluster, principalmente vicino ai lati della regione precedentemente scandita ed il substrato nudo della mica è esposto. 
La Figura 3. immagine di TappingMode in acqua si è verificata dopo che la Figura 2. Danneggiamento del livello adsorbito dalla scansione del modo di contatto è veduta dove le particelle sono state spinte nei cluster, esponendo le aree nude del substrato della mica. scansione di 7μm. Poiché le particelle adsorbite sono inalterate dal suggerimento d'oscillazione in TappingMode, è possibile osservare come la disposizione delle particelle alla superficie è influenzata dai beni di sistema, quale la forza ionica del liquido circostante. Questi informazioni sono pertinenti al trattamento dei materiali colloidali ed alla depurazione dei prodotti della proteina. Con TappingMode in liquido, è egualmente possibile studiare come il livello di particelle adsorbite si sviluppa con tempo e vedere come la struttura del livello adsorbito all'interfaccia liquido-solida differisce dalla struttura all'interfaccia resistente all'aria. Modifica Di Superficie dei Suggerimenti della Sonda Per determinati sistemi sperimentali, le particelle adsorbite possono tendere ad aderire al suggerimento della sonda, anche con TappingMode AFM. Per esempio, positivamente - le particelle fatte pagare del lattice avranno un'attrazione elettrostatica alla sonda del nitruro di silicio, che ha una carica superficiale leggermente negativa in acqua. Tali particelle possono essere fissate al suggerimento, con conseguente artefatti nelle immagini successive. Questo problema è ricambiato modificando la superficie della sonda con un agente dell'accoppiamento del silano, silano di aminobutyldimethylmethoxy 4. I depositi del monoethoxysilane con copertura dello sotto-strato monomolecolare sulla sonda ed il gruppo amminico sul silano fissato conferisce una carica superficiale positiva al suggerimento modificato. La carica positiva sul suggerimento inibisce l'aderenza di positivamente - particelle fatte pagare e notevolmente estende la sua vita per la rappresentazione tali colloidi adsorbiti con TappingMode in acqua. Questa tecnica di modifica del suggerimento egualmente funziona bene quando la rappresentazione ha asciugato i livelli adsorbiti con TappingMode in aria. Riassunto La rappresentazione di TappingMode in liquidi è una tecnica sperimentale ideale nello studio sull'adsorbimento delle particelle colloidali alle superfici solide. L'eliminazione delle forze laterali fra il suggerimento del AFM e la superficie in TappingMode, permette che le particelle all'interfaccia liquido-solida siano imaged senza cambiare le loro posizioni naturali. Ciò permette allo studio sugli effetti delle circostanze solventi sulla struttura del livello adsorbito. |