基于AFM纳米加工机理和方法的研究进展

作者介绍了近期基于AFM纳米加工方法的最新研究进展，探讨了AFM纳米加工过程中的机理，重点分析了利用AFM针尖诱导表面氧化，针尖诱导表面改性，纳米刻蚀加工，纳米化学反应，单分子，单原子操纵及纳米结构组装等6种基于AFM的纳米加工方法，为今后纳米信息产品的研究和开发奠定了基础，纳米加工技术是一门综合性的交叉学科，研究内容涉及到物理学、化学、生物学、材料学以及机械学等许多方面，文中不仅指出了理阶段研究中存在的问题，并提出了今后需要重视的研究方向。     

Hofmeister序列阴阳离子对溶菌酶淀粉样纤维的影响

应用原子力显微镜(AFM)技术和傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对Hofmeister阴阳离子序列中9种阴离子(SO₄^2->F^->COO^->Cl^->Br^->NO₃^->I^->ClO₄^->SCN^-)和9种阳离子(NH₄⁺>K⁺>Na⁺>Cs⁺>Li⁺>Rb⁺>Mg²⁺>Ca²⁺>Ba²⁺)对溶菌酶淀粉样纤维化的影响进行了研究.通过AFM技术研究，发现Hofmeister序列中不同位置的阴离子对溶菌酶淀粉样纤维的微观形貌...     

胶原蛋白在LB膜上的吸附行为研究

基底的性质和制备方法对吸附胶原层的超分子自组装过程有很大的影响,将一种Gemini表面活性剂C18H37(CH3)2N+-(CH2)12-N+(CH3)2C18H37·2Br-(简写为18-12-18)利用LB技术在零压下转移到云母片上制成基底,浸入到pH值为3.0的胶原溶液中37℃恒温吸附不同的时间,样品用原子力显微镜(AFM)进行表征。结果表明:在恒温过程中,LB膜上的表面活性剂分子会发生移动和翻转,胶原分子优先吸附在LB膜上形成单层网状结构,随吸附时间的延长,胶原分子也会在云母上发生吸附,最后两者会交织成无序的胶原纤维。     

Gemini表面活性剂18—3—18与磷脂DPPC在气液界面的混合性质

Gemini表面活性剂作为基因转染的非病毒载体受到国内外学者的广泛关注,其传递过程与细胞膜密切相关。通过Langmuir膜天平测得Gemini表面活性剂18—3—18与磷脂类表面活性剂DPPC混合膜的表面压力与平均分子面积（π-A）等温线,定量分析了平均分子面积（Am）、混合单分子膜的过剩面积（Aex）、过剩吉布斯自由能（△Gex）、混合表面自由能（△Gmix）及相互作用参数等,确定了单层膜的混合性质,并在此基础上研究了18318与DPPC相互作用。用原子力显微镜（AFM）观察了相应LB膜的表面形貌。结果表明：18—3—18与DPPC的物质的量之比及膜压对单层膜的稳定性、热力学特性及它们之间的相互作用有显著影响。特别地,在XDPPC为0．20和0．67时,18—3—18与DPPC混合膜的△Gcx和△Gmix出现了两个极值点,这表明在xDPPC为0．20～0．67之间时,混合膜会出现相分离,与AFM结果一致。     

Formation of domain structure of erythrocyte membrane in Wistar rat fed with CeCl3 per os

To explore the possibility of absorption of lanthanides via digestive duct and their effects on the membrane structure and permeability of erythrocytes,the fine structure of erythrocyte membrane from Wistar rats,fed for 70 days of daily administration per os with 20 mg CeCl3/kg weight,was imaged by means of atomic force microscopy and FT-IR deconvolution spectra.The results show that,although the erythrocytes maintain the intact shape,the change of secondary structure,aggregation and crosslinking of the protein particles of membrane surface and the enlarged lipid regions lead to the domain structure formation.This structure might be responsible for the increasing permeability of erythrocyte membrane.     

Nanomechanics of individual amyloid fibrils using atomic force microscopy

Compression elasticity of glucagon amyloid fibrils in the transverse direction was investigated by a nanoindentation approach based on atomic force microscopy (AFM).With force-volume mapping, we obtained the correlations between radially applied force and compression of amyloid fibrils, from which the radial compressive elasticity can be deduced.The estimated elastic modulus at three typical locations of fibrils varied from (0.72±0.80) GPa to (1.26±0.62) GPa under small external forces, imply-ing the struct...     

面向AFM的纳米目标快速重定位方法

原子力显微镜（atomic force microscope,AFM）具有极高的观测分辨率和作业精度,在纳米材料表征与纳米器件组装方面发挥了不可替代的作用.AFM工作区域的选取依赖于光学显微镜,受可见光波波长的限制,光学显微镜的分辨率一般不超过200 nm,这导致光学显微镜无法有效辨识AFM观测目标样本所在的区域.当样本被移动或者更换AFM扫描探针引起样本与探针针尖的相对位置发生变化时,如何重新将AFM探针精确定位到原观测/操作区域具有非常大的挑战性.本文研究提出了一种新的免标记探针重定位方法,综合考虑了样本角度旋转与位置偏移两个因素,首先利用光学显微镜选取样本基底上易于识别的自然特征作为参照点,基于坐标变换原理实现微米级精度的探针盲定位,进而通过AFM扫描图像的匹配获得X-Y水平方向的位置偏差,通过修改AFM的扫描参数实现纳米目标的原位快速精确重定位.该方法的优点在于不需要在纳米目标样本操作区域上制作特殊的标记,操作过程简单、定位快速、定位范围较广且具有极高的重定位精度.对纳米小球、单壁碳纳米管（single-walled carbon nanotubes,SWCNTs）、纳米划痕等样本的重定位实验验证了该方法的实用性和高效性.     

利用AFM和碱溶液在单晶硅表面微加工及其电化学机理

用AFM在单晶硅片(100)表面上加工出一微结构表面,而且加工过程中单晶硅的表面生成很薄的二氧化硅保护层,使其置于氢氧化钾溶液中刻蚀加工可得到微结构(长×宽:10μm×10μm)。加工过程中利用二氧化硅和单晶硅与氢氧化钾溶液化学反应速率的不同,以及单晶硅不同晶面与氢氧化钾溶液反应速率的各向异性达到加工目的,并应用化学键理论—能带理论对在KOH水溶液中加工反应的机理进行了分析。