سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
نانومتر واحد بسیار بسیار کوچکی برای اندازه گیری طول است که در ابعاد اتمی و مولکولی کاربرد دارد. 1 نانومتر فاصله ی بسیار کوچکی است. برای درک میزان کوچکی این واحد طولی خوب است بدانیم که تار موی انسان حدوداً 80 هزار نانومتر قطر دارد...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : نفیسه مدانلو
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

آشنایی با میکروسکوپ نیروی اتمی

نانومتر واحد بسیار بسیار کوچکی برای اندازه‌گیری طول است که در ابعاد اتمی و مولکولی کاربرد دارد. 1 نانومتر فاصله ی بسیار کوچکی است. برای درک میزان کوچکی این واحد طولی خوب است بدانیم که تار موی انسان حدوداً 80 هزار نانومتر قطر دارد، بنابراین برای مشاهده پدیده‌ ها و درک اثراتی که در این اندازه بسیار کوچک وجود دارد، نه ‌تنها به چشم غیرمسلح نمی‌ توان تکیه کرد، بلکه حتی از میکروسکوپ‌های معمولی که در آزمایشگاه‌ ها وجود دارند نیز، نمی ‌توان استفاده کرد؛ چرا که با این میکروسکوپ ‌ها فقط تا ابعاد "میکرومتر" را می‌ توان دید.

 

آشنایی با میکروسکوپ نیروی اتمی

به همین دلیل با پیشرفت علم و فنون، دانشمندان به فکر ساختن وسایلی افتادند که بتوانند ابعاد اتمی را هم اندازه‌گیری کنند. بنابراین برای دیدن نمونه های با ابعاد نانو، باید از ابزارهای دقیق تر و پیشرفته تر استفاده شود. یکی از این ابزارها، میکروسکوپ نیروی اتمی AFM (Atomic Force Microscopy)  می باشد. این میکروسکوپ، با استفاده از انبرک و نوکی که از یک تک اتم الماس ساخته شده است، اطلاعاتی از نمونه ها به شیوه ی غیر مستقیم ، به دست می دهد.

آشنایی با میکروسکوپ نیروی اتمی

میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) سیستمی با تکنولوژی بسیار بالا و پیچیده است که قادر به تصویربرداری با تفكیك مكانی اتمی می باشد. این سیستم قادر به تصویر برداری از سطوح نارسانا نیز می باشد. این سیستم در دو حالت تماسی و غیر تماسی تصویر برداری می نماید.

 

وسایل زیادی با روش‌های مختلف برای تصویربرداری نانو ذرات ساخته شده است که خیلی از آنها کامل شده نمونه‌های قبلی است. اما میکروسکوپ نیروی اتمی جزو جدیدترین دستاوردهای دانشمندان در زمینه اندازه‌گیری در ابعاد و مقیاس نانو است که در پاییز سال 1980 یعنی حدود سی و چهار سال پیش توسط جرد بینینگ، کریستوف جربر و کوایت در شرکت IBM زوریخ ساخته شد و به علت این کشفشان برنده جایزه نوبل در سال 1986 شدند.

آشنایی با میکروسکوپ نیروی اتمی

دستگاهی که بینینگ و همکارانش ساخته بودند، از نظر عملکرد و کارایی مشابه میکروسکوپ‌های نیروی اتمی جدید است و در طی این سی سال، تنها دقت و روش فهم نهایی اندازه‌ها پیشرفت کرده است. با استفاده از این دستگاه می ‌شود طول هایی تا حدود "سیصد آنگستروم" یا "سی نانومتر" را اندازه گرفت. با گذشت زمان این دستگاه کامل تر شد و امروزه می ‌توان با دقتی بیش از پانصد برابر دقت میکروسکوپ بینینگ، سطوح مواد را مشاهده نمود.

آشنایی با میکروسکوپ نیروی اتمی

می‌دانیم که تمامی اجسام هر اندازه هم که به ظاهر صاف و صیقلی باشند، باز هم در سطح خود دارای پستی و بلندی و ناصافی ‌هایی هستند. به عنوان مثال سطح شیشه بسیار بسیار صاف و صیقلی به نظر می‌ رسد، اما اگر در مقیاس خیلی کوچک به آن نگاه کنیم، خواهیم دید که سطح شیشه پر از ناصافی ‌ها یا به عبارتی "دست انداز" است.

کار میکروسکوپ نیروی اتمی نشان‌دادن این ناصافی‌ ها و اندازه‌گیری عمق آنهاست. ثبت چگونگی قرارگیری و نشان دادن عمق و ارتفاعِ پستی و بلندی‌ها در یک سطح خاص از ماده را "توپوگرافی" می‌نامند. این دستگاه قابلیت نشان دادن توپوگرافی را در سه بعد دارد.

آشنایی با میکروسکوپ نیروی اتمی  آشنایی با میکروسکوپ نیروی اتمی

 در شکل زیر دو نمونه از تصاویر گرفته شده توسط دستگاه AFM نشان داده شده است که به وضوح ناهمواری ها بر روی سطح آن قابل مشاهده می باشد.

 

مطالب مرتبط:

باران سنج

آشنایی با دستگاه تبخیر روتاری

دستگاه استخراج سوکسله

اتوکلاو

سیم پیچ ها

 

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: نفیسه مدانلو

تنظیم: نسرین صادقی

 

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین