原子力显微镜探针针尖修饰的研究进展
【图文】：
臂在样品表面上的位置关系图，从而得到样品形貌图［１］，其原理图如图１所示。ＡＦＭ不仅仅是样品表面高分辨率成像的一种工具，也用于力与距离的关系曲线，简称力曲线。它能提供材料表面的局部性能，如弹性、硬度、Ｈａｍａｋｅｒ常数、粘附力和表面电荷密度等有价值信息［２－５］。目前ＡＦＭ的另一个发展趋势则是探针针尖修饰，这门技术的迅速发展使得定性定量测量各种表面力更为容易，大力推动了分子间力的测量技术，为特定基团间的相互作用力的测量提供了方法，并可以改善表征微观形貌的清晰度［６，７］。再者，可以运用到分子的单个化学键断裂［８－１１］和高分子链拉伸的力测量，从根本上为微观成键与断键及高分子链柔顺性提供了直接分析资料。如Ｗｅｉ等［１２］采取３－氨基丙基三乙氧基硅烷分子对ＡＦＭ针尖进行修饰，研究了一对氨基间的单键力；或直接用氨基修饰ＡＦＭ针尖来研究目标分子相互作用的生物、物理参数［１３］。ＡＦＭ探针针尖的化学修饰和生物化学修饰技术显著地拓宽了ＡＦＭ的应用范围［１４］。本文主要针对ＡＦＭ探针针尖修饰技术进行了综述，并分析了影响针尖修饰的因素，结合材料领域的发展，对该技术的发展及应用前景进行了分析和预测。SampleImageCantilever-tipLaserQuadphotodiodePiezoscannerX,Y,Z图１原子力显微镜原理图Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆａｎａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ１材料修饰ＡＦＭ探针针尖早期的ＡＦＭ实验是依靠把钻石碎片粘在悬臂的末端，或把微小颗粒粘附到悬臂末端。市售的微加工针尖是由Ｓｉ３Ｎ４或Ｓｉ构成的，在
观摩擦学［１９］等方面。１．１金－巯基涂层修饰ＡＦＭ针尖可靠性最高的是金－巯基涂层在ＡＦＭ探针针尖上的修饰。在用硫醇或二硫化物修饰金涂覆的ＡＦＭ的针尖方面［２０，２１］，Ｆｕｊｉｈｉｒａ等［２２］提出了一种新的两步预清洗工艺，目前广泛市售的金涂层ＡＦＭ探针大都采用这种工序。首先把镀金的针尖进行臭氧处理，然后在高于室温的温度下用乙醇进行还原。两步清洁过后，立即用ＣＨ３Ｃ９ＳＨ或ＨＯＯＣＣ１０ＳＨ对针尖进行修饰，如图２所示，并比较两种修饰后探针在基团间的摩擦力和粘附力，得出后者的粘附力优于前者，通过后者作出的粘附力图几乎都表现为正常，前者只有７０％左右表现为正常。Ｌｉ等［２３］用喷雾法，在真空环境下把金纳米粒子覆盖在ＡＦＭ针尖上，然后再把针尖浸入庚烷硫醇和巯基离子进行修饰，以此烷基－针尖在被活性剂修饰后的石英表面上作力曲线，其结果表明石英表面存在修饰薄膜，并证实了两性离子在石英表面上的吸附机理。还有学者研究了单个主－客体配合物的断裂力［２４］，通过把客体分子（如金刚烷基硫醇、叔丁基苯）吸附在镀金的ＡＦＭ针尖上，在β－环糊精自组装单分子膜上作力曲线，，由力曲线所得数据作统计分析，得到了不同单个主－客体配合物的断裂力。SSSSSSCH3CH3CH3OHOHC=OGoldtipGoldtip图２硫醇修饰的镀金针尖Ｆｉｇ．２Ｔｈｉｏｌｓ－ｍｏｄｉｆｉｅｄＡＦＭｇｏｌｄ－ｃｏａｔｅｄｔｉｐ１．２高分子修饰ＡＦＭ针尖早在１９９４年就出现另一种类型的ＡＦＭ力测量，即单分子实验。拉伸单个高分子的力或使单键
【参考文献】
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1 李晓军,何品刚,方禹之,胡均,李名乾;电化学原子力显微镜的应用[J];分析化学;2004年03期
2 程寒;兰嘉峰;韦光汉;黄卫华;程介克;;单壁碳纳米管修饰电极的抗污染性能研究及其用于五羟色胺检测[J];分析化学;2013年04期
3 闫树华;李宾;;一种实现可控纳米定位沉积的探针修饰新方法[J];核技术;2008年03期
4 张艳丽;张莉莉;侯鹏翔;蒋华;刘畅;成会明;;尖锐端头碳纳米管的制备与场发射特性(英文)[J];新型炭材料;2011年01期
5 徐艺军;Rosa Arrigo;刘晰;苏党生;;碳纳米管的表征和重金属阴离子吸附性能(英文)[J];新型炭材料;2011年01期
【共引文献】
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1 杨亮亮;魏东炜;李复生;马晋毅;江洪敏;;爆炸物检测SAW传感器膜材料研究进展[J];材料导报;2006年10期
2 刘启明;曹英兰;林建清;张亚平;张金丽;黄云风;;Hexavalent Chromium Adsorption from Aqueous Solution by Agricultural Waste Materials[J];Journal of Donghua University(English Edition);2013年01期
3 王磊;苗瑞;吕永涛;刘紫文;冯玲;;AFM微颗粒探针及其在膜的有机物污染机制解析中的应用研究与展望[J];材料导报;2013年13期
4 毛燕龙;王作斌;;原子力纳米操作系统的信号检测技术研究[J];长春大学学报;2013年12期
5 刘瑛岩;李燕;王晶;梁曦东;;绝缘子表面对污秽颗粒的粘附力及长程吸引力[J];高电压技术;2014年04期
6 鲁哲学,张志凌,庞代文;原子力显微镜技术及其在细胞生物学中的应用[J];科学通报;2005年12期
7 LAI TianMao;HUANG Ping;;Study on microscale adhesion between solid surfaces with scanning probe[J];Science China(Technological Sciences);2013年12期
8 宋云鹏;吴森;耿新宇;傅星;;具有溯源性的原子力显微镜探针法向弹性常数标定系统[J];纳米技术与精密工程;2014年04期
9 陈一萍;黄耀裔;;碳纳米管-海藻酸钠复合吸附材料的制备及其对高浓度Cr(Ⅲ)的吸附[J];化工环保;2014年04期
10 朱杰;王国栋;;生物分子LB膜表面结构与物化性质的原子力显微镜分析[J];生命科学仪器;2008年03期
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3 黄进;多功能介孔硅基吸附剂的制备及其对重金属废水的处理研究[D];上海师范大学;2013年
4 康世民;木质素水热转化及其产物基础应用研究[D];华南理工大学;2013年
5 叶春洪;Layer-by-layer自组装蚕丝蛋白微结构的制备与响应性能研究[D];南京林业大学;2013年
6 吴小峰;三重价态钙钛矿型锰氧化物的制备及性能研究[D];吉林大学;2013年
7 韩静;宏微观表面纹理的润滑及摩擦性能研究[D];中国矿业大学;2013年
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【二级参考文献】
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3 张益,陈圣福,欧阳振乾,胡钧,熊启华,李宾,黄一波,李民乾,金承志;单个DNA分子的拉直操纵和成像[J];科学通报;2000年05期
4 李宾,汪颖,武海萍,张益,张志祥,周星飞,李民乾,胡钧;动态组合模式“蘸笔”纳米刻蚀与单个DNA分子上的物理纳米图形制造[J];科学通报;2004年05期
5 佟钰,任文才,赵志刚,刘畅,成会明;真空度对纳米碳管场发射性能的影响[J];新型炭材料;2003年02期
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3 张冬仙,黄峰;卧式原子力显微镜的研制[J];光学仪器;2001年02期
4 吉晓江,田云飞,赵纯培,陈红,王英梅,李志强,陈敏,廖隆理;原子力显微镜和皮革胶原纤维精细结构研究[J];现代仪器;2002年01期
5 张德添,何昆,张飒,杨怡,周涛,张学敏,赵晓光,薛燕;原子力显微镜发展近况及其应用[J];现代仪器;2002年03期
6 ;原子力显微镜[J];物理测试;2002年05期
7 何昆,张德添,张学敏,杨怡,周涛,张飒;原子力显微镜在生物医学中的应用[J];军事医学科学院院刊;2002年02期
8 戴世勋 ,杨建虎;用原子力显微镜揭示晶体生长奥秘[J];激光与光电子学进展;2003年08期
9 施洋,章海军;新型大扫描范围原子力显微镜的研究[J];光电工程;2004年06期
10 张德添,张飒,何昆,杨怡,周涛,张英鸽;原子力显微镜在生物医学中的应用[J];现代仪器;2004年04期
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3 钱建强;李渊;华宝成;李英姿;;火星探测原子力显微镜几个关键技术的研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第六届学术年会暨863计划“深空探测与空间实验技术”重大项目学术研讨会论文集[C];2009年
4 王晓东;纪小龙;;透过原子力显微镜观察细胞看病理学科发展[A];中华医学会病理学分会2010年学术年会日程及论文汇编[C];2010年
5 杨金涛;徐文东;;原子力显微镜系统中的光点跟踪设计[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
6 胡庆泉;陈立群;;原子力显微镜微悬臂梁非线性振动分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下）[C];2007年
7 宋维旭;赵晓云;伍津津;朱堂友;杨桂红;;应用原子力显微镜对不同类型胶原蛋白与细胞粘附的研究[A];中华医学会第十五次全国皮肤性病学术会议论文集[C];2009年
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