| 液体媒体の画像の固体表面への能力は原子力の顕微鏡検査に液体固体 (AFM)界面現象の調査の魅力的なツールをします。 AFM が有用証明した 1 つのそのような研究分野は固体表面に水様の液体から吸着する生物的分子および小粒子の調査にあります。 AFM は液体の存在はネイティブで吸着された粒子を保つが表面で単一、深い副マイクロメートルの粒子を解決するには十分に大きい拡大を、水和させた状態提供します。 これらの理由により、 AFM はポリマー乳液、ミネラルコロイドおよび蛋白質分子を含むコロイド粒子の吸着の調査で広く利用されています。 慣習的な接触 AFM の画像 表面にしっかりと接続する共有結合が付いているのような慣習的な接触モード AFM の画像の粒子。 ただし、コロイド粒子が固体に吸着するとき、彼らは静電気、 van der Waals、または疎水性相互作用によって表面と非共有関連付けます、従って高い側面移動性があってもいいです。 接触モード AFM では、プローブの先端の抗力動きは緩く吸着された粒子を押すことができる表面の自然な整理の粒子のイメージ投射を防ぐ表面の側面力を出します。 この問題は TappingMode™ AFM の液体のイメージ投射によって避けます。 TappingMode AFM の画像 この特許を取られた技術によって、プローブの先端は各振動のサイクルの底で急速に振動し、表面を軽く叩きます。 断続的な接触はスキャンの先端によって表面の側面力を除去し、表面のそれらを移動しないで吸着された粒子のイメージ投射を可能にします。 図 1 は水で雲母に吸着される正荷電ポリマー乳液の粒子 (amidine の乳液) の TappingMode の液体の画像を示します。 吸着された粒子の層は粒子の動きなしで繰り返し視覚化されます。 
正荷電のポリスチレンの乳液の粒子の液体の画像の図 1. TappingMode は雲母に吸着しました (水で)。 平均粒子の直径は 120nm です。 3μm スキャン 図 2 は接触モードの水で同じ 3μm x 3μm を視覚化された領域少し経ってから示します。 画像の汚された縞はプローブの先端がそれらにスキャンすると同時に吸着された粒子が静止している残らないことを提案します。 
図 1. 3μm スキャンの同じ領域の水の図 2. 接触モードの画像。 図 3 は TappingMode の水で視覚化されたサンプル (7μm x 7μm) のより広い領域を示します。 接触モードスキャンによって引き起こされる吸着された粒子の層への損傷は明確です。 吸着された粒子は前にスキャンされた領域の側面の近くでクラスタに、大抵押されるようで裸の雲母の基板は露出されます。 
水の図 3. TappingMode の画像は得ま、接触モードスキャンからの吸着された層への図 2. 損傷が見られた後粒子がクラスタに押されたところで雲母の基板の裸領域を露出します。 7μm スキャン。 吸着された粒子が TappingMode の振動の先端によって変化しないので、表面の粒子の整理はシステム性質によって周囲の液体のイオン強さのようなどのように影響されるか観察することは可能です。 この情報はコロイド材料の処理および蛋白質の製品の浄化に関連しています。 液体の TappingMode によって、吸着された粒子の層は時間によって調査しどのように育つ、液体固体インターフェイスの吸着された層の構造がエア固体インターフェイスで構造とどのように異なるか見ることはですかまた可能。 プローブの先端の表面の修正 ある特定の実験システムのために、吸着された粒子は TappingMode AFM のプローブの先端に、付着しがちであるかもしれません。 例えば、正荷電の乳液の粒子に水でわずかに否定的な表面電荷がある窒化珪素のプローブに静電気の魅力があります。 そのような粒子はそれに続く画像の人工物に終って先端に接続されるように、なるかもしれません。 この問題はシランのカップリングのエージェント、 4-aminobutyldimethylmethoxy シランが付いているプローブの表面の修正によって逆らわれます。 プローブの副単一層の適用範囲の monoethoxysilane の沈殿物、および接続されたシラン肯定的な表面電荷のアミノグループは修正された先端に相談します。 先端の正電荷は正荷電の粒子の付着を非常に禁じ、イメージ投射のための寿命を水の TappingMode のそのような吸着されたコロイド拡張します。 この先端の修正の技術はまたイメージ投射が空気の TappingMode の吸着された層を乾燥したときによく働きます。 概要 液体の TappingMode イメージ投射は固体表面へコロイド粒子の吸着の調査の理想的な実験技術です。 AFM の先端間の側面力の除去、および TappingMode の表面は液体固体インターフェイスで、粒子が自然な位置を変更しないで視覚化されるようにします。 これは吸着された層の構造に対する支払能力がある条件の効果の調査を可能にします。 |