島津SPM-8100FM的應用領域

       原子力顯微鏡經過三十年的發展，技術趨於成熟，在真空下可以達到「原子級」解析度。但是在實際應用中，絕大多數實驗環境需要大氣環境甚至液體環境。這兩種環境下探針固有的低Q值使圖像解析度急劇變差，甚至無法達到納米水平。SPM-8100FM真是為了解決此困境而生。運用創新性的調頻技術，SPM-8100FM突破了複雜環境影響解析度的瓶頸，在液體環境下也能達到傳統原子力顯微鏡在真空中的解析度，極大地擴展了原子力顯微鏡的應用範圍。
       1. 在納米材料中的應用
        納米材料是原子力顯微鏡的傳統應用領域。作為具有納米級解析度的觀察工具，原子力顯微鏡在此領域的作用無可替代。SPM-8100FM在大氣環境下即可實現亞納米級的解析度，相比起傳統模式真空型原子力顯微鏡，既節省了費用，又降低了操作複雜程度，同時獲得了更清晰的圖像。

 
       觀察在大氣中解理的聚丁二炔結晶表面。將廣域圖像（左圖）中觀察到的臺階擴大，如右圖，沿著與b軸平行的間隔0.75nm的丁二炔主鏈，可以觀察到相隔0.5nm排列的PTS側鏈。因為可以觀察到原子缺陷，所以通過圖像處理可證明不是傅立葉變換周期像而是實際形貌像。
 

       上圖是在純淨水中對方解石表面結構的原子級解析度觀察。在左圖中可以觀察到方解石表面的缺陷。
       2. 在高分子材料及薄膜類材料中的應用
       高分子材料及薄膜類材料往往比較柔軟，表面楊氏模量較小。因此傳統的掃描模式，無論接觸模式還是調幅模式，探針都無法避免與樣品間的作用，對樣品的表面有損傷。在此條件下用原子力顯微鏡進行楊氏模量掃描也往往誤差很大。SPM-8100FM基於頻率的高靈敏度個高速率反饋，實現了非接觸掃描，在掃描過程中，探針能很好地保持與樣品間的距離，不碰觸樣品，實現了對高分子材料及薄膜材料的無損檢測。
  

 
        N，N-雙（烷基）-萘二醯亞胺是個四環結構，在液體環境中觀察小區域的分子結構，可以清楚看到這種四環結構重複。

        3. 生物高分子
        在現有條件下，無法實現在生理環境下對生物高分子的高分辨掃描。因為生物高分子只有在嚴格的緩衝液環境中才有活性，如果進行乾燥處理，此類分子會發生變性從而失去活性。而在液體環境中，傳統的調幅模式受制於水的粘滯阻力導致的振動質量因子降低，無法實現高分辨成像。SPM-8100FM不受液體環境的影響，無疑為生物高分子在生理環境下的檢測提供了完美的解決方案。
 

       在生理環境下（PBS溶液），觀察DNA的雙螺旋結構。可以清晰地看到大溝小溝的區分。測量螺距為3.7nm，與理論值3.6nm幾乎完全吻合。
 

       在一個螺距的兩條鏈上做剖面線，可以的到鹼基的分布，每條鏈上部的4個鹼基清晰可見，證明該圖達到了分子基團級別的解析度。
       4. 界面物理與界面化學
       絕大多數反應都需要分散體系，液體分散系是最常用的。物理化學及界面化學對反應發生的固液交界面結構多有分析，也形成了很多固液界面結構的理論。但是長久以來，這樣的理論只能通過數理計算和宏觀統計予以支持，雖然也提出了很多模型，但都止步於具體觀測。常規的紅外光譜或者X射線分析，只能通過譜線分析含量與類型。
       SPM-8100FM因為具有極高的信號靈敏度和反饋速度，因此可以獲取固液交界面及界面以上一段距離內的勢能場分布，並形成一張直觀的三維分布圖。利用此圖像，不僅可以得到界面不同高度的物質分布，還可以與其他分析儀器一起，分析得到電荷作用，鍵的行成與斷裂等信息。對於分子自組裝、膠體化學、催化機理、化學鍵理論等的研究都有直接的促進。
 

       固液界面處液體的分層是物理化學理論中被廣為接受的認識。但是一直沒有直接的實驗數據給與驗證。SPM-8100FM因為具有極高的對作用力的解析度，因此可以分辨這種液體分層現象。依據固體與液體的不同，分層一般為2-5層，總厚度在0.5nm以內。這是原子力顯微鏡首次可以掃描液體，突破了只能針對固體表面測試的界限。
       依託SPM-8100FM卓越的解析度和廣泛的應用，相信該儀器會在眾多科研領域中佔有一席之地，為科學進步技術發展貢獻一份力量。

關於島津

    島津企業管理（中國）有限公司是（株）島津製作所於1999年100%出資，在中國設立的現地法人公司，在中國全境擁有13個分公司，事業規模不斷擴大。其下設有北京、上海、廣州、瀋陽、成都分析中心，並擁有覆蓋全國30個省的銷售代理商網絡以及60多個技術服務站，已構築起為廣大用戶提供良好服務的完整體系。本公司以「為了人類和地球的健康」為經營理念，始終致力於為用戶提供更加先進的產品和更加滿意的服務，為中國社會的進步貢獻力量。

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