运用功能化修饰的碳纳米管针尖测量配体-受体的作用力

电弧法自制碳纳米管原子力显微镜针尖,对其末端进行功能化修饰,然后测量配体-受体之间的作用力。运用没有功能化修饰的碳纳米管针尖与修饰有亲和素分子的基底进行接触测量时,没有粘滞力出现;而运用末端修饰生物素分子的碳纳米管针尖测量时,有粘滞力产生。功能化的碳纳米管针尖直接测得的粘滞力均大约200pN,此值符合一对配体生物素和受体亲和素之间的作用力。这一结果很难用传统的针尖获得,功能化修饰的碳纳米管针尖能够克服传统针尖在力测量中的局限,在生物学和化学领域有着广泛的应用前景。     

碳纳米管原子力显微镜针尖对脱氧核糖核酸高分辨率成像研究

运用自制的碳纳米管原子力显微镜针尖,在液体中观察了脱氧核糖核酸（DNA）分子的精细结构。结果表明,运用碳纳米管针尖获得的DNA分子的高度与电子显微镜的结果非常接近,且没有造成样品的变形损伤;碳纳米管针尖得到的DNA分子的宽度与真实值相近,减小了原子力显微镜成像的增宽效应,这是用传统的硅针尖无法获得的。DNA分子精细结构的高分辨率图像的获得为研究其功能提供了有价值的信息。     

失效原子力显微镜硅针尖再生

原子力显微镜的传统商品硅针尖在使用过程中极易因磨损而失效，本文研究了一种在实验室条件下简易可行的回收利用失效硅针尖的方法。在原子力显微镜的敲击模式下使用曲率半径大于100 nm的失效硅针尖对生长单壁碳纳米管的样品表面进行扫描，把样品表面的单壁碳纳米管管束粘接到硅针尖上，可制得直径在5～20 nm的碳纳米管针尖。实验对碳纳米管针尖和新的商品硅针尖进行了成像对比，所制备的碳纳米管针尖不仅在成像分辨率而且在成像稳定性上都优于新的商品硅针尖。     

原子力显微镜针尖和变性DNA链间相互作用

通过原子力显微镜适时记录扫描针尖对变性ＤＮＡ的搬移和切割作用。发现不同扫描范围，影响程度并不一样。针尖对ＤＮＡ链的破坏程度亦与扫描时间有长短有关。由此讨论了ＡＦＭ成象时各种作用力的影响，以及通过控制针尖对ＤＮＡ的作用在结构生物学研究中的意义。     

扫描探针显微术在巯醇自组装单分子膜纳米刻蚀中的应用

介绍了近十年来扫描探针显微术(SPM)在巯醇自组装单分子膜纳米刻蚀中的应用. 依据扫描探针的工作原理, 依次讨论了扫描隧道显微镜、原子力显微镜和导电原子力显微镜的工作特点和适用范围. 同时也讨论了自组装单分子膜纳米刻蚀术在生物分子传感器、超高密度信息存储等领域的应用前景.     

科学家是如何“看到”原子、电子云和共价键的

介绍科学家如何运用扫描隧道显微镜和原子力显微镜“看到”原子、分子和电子云,实现单原子和单分子操纵,并使在分子水平观察化学反应前后物质共价键的构型成为可能。     

基于超平表面的原子力显微镜探针磨损研究

探针磨损是影响原子力显微镜图像质量的关键因素之一。为了研究原子力显微镜(AFM)探针针尖磨损问题,选取超平表面(R_q0.5 nm)作为测试样品,采用材料表面的粗糙度(R_q)评估探针针尖磨损效率。在较低的探针悬臂目标振幅比例(10%),较低反馈回路设定值比例(10%),较低扫描速度(1.0 Hz)以及适中I-gain(1.7)的测试条件下,探针的磨损最小,可以有效地延长探针的使用寿命。最后利用扫描电镜对比了不同测试条件下探针针尖的形貌,推测了探针针尖在连续测试中磨损与断裂的机理。     

有机HTDIOO分子LB膜结构的AFM研究

利用原子力显微镜（AFM）对有机分子HTDIOO单层和多层LB膜结构进行了观察·实验结果表明，针尖与LB膜表面分子间的相互作用力会对成像的膜结构有影响．当悬臂针尖与LB膜表面分子的相互作用力较大时，针尖会扰动HTDIOO分子在单层LB膜中的有序排列．HTDIOO单层LB膜具有有序结构；而在多层LB膜中，HTDIOO分子则聚集在一起形成了一定的畴结构．     

石墨及金红石的原子力显微镜研究

1986年,Binnig等人研制出第一台原子力显微镜(AFM),这是在扫描隧道显微镜基础之上发展起来的又一种表面分析仪器。它通过探测针尖与被测物质表面原子之间微弱的相互作用力,可以实时地得到物质的表面形貌。     

碳纳米管原子力显微镜针尖在结构生物学研究中的应用

碳纳米管以其较小的半径、较高的纵横比和高的柔韧性成为原子力显微镜对结构生物学进行研究的理想针尖。新的制备方法获得了亚纳米级半径的碳纳米管针尖,运用它们得到了生物大分子及其复合物的生物结构,并获得了新的生物信息,这用传统的原子力显微镜针尖是无法实现的。     

扫描探针显微技术中脱氧核糖核酸样品的制备

评述了近年来原子力显微镜和扫描隧道显微镜应用于脱氧核糖核酸研究领域的样品制备过程.主要内容涉及基底的选择与处理、样品的固定与展开方法、优缺点以及改进过程.     

基于扫描探针显微镜（SPM）的高密度信息存储

随着信息技术的飞速发展,高密度信息存储的研究成为国际上备受关注的研究领域。扫描探针显微技术（SPM）通过改变材料的光、电、磁等局域特性可以实现纳米尺度的信息存储,成为提高信息存储密度的最有效手段之一。本文从信息存储材料和技术角度综述了基于SPM的高密度信息存储最近的研究进展,并讨论了其将来的研究和发展方向。     

扫描电子显微镜与扫描隧道显微镜联用装置

在ＫＹＫＹ－１０００Ｂ型扫描电子显微镜上所开发的与其联用的袖珍型扫描隧道显微镜主要有四个部分：（１）减震阻尼装置,（２）隧道探针,（３）探针扫描与逼近装置,（４）电子控制与图象采集系统。它的分辨率约为１ｎｍ,并用它观察了半导体光栅与硅上金膜的细微结构。     

纳米孔阵列阳极氧化铝膜的制备和表征

本文通过在0℃、0.5mol·L^-1的草酸溶液中阳极氧化高纯铝片的方法制得了阳极氧化铝(AAO)膜，并用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对AAO膜的形貌和结构进行了表征。结果表明，阻挡层AAO膜中大小一致的膜胞在铝/氧化铝界面上排成六方形阵列;有孔层AAO膜中含有高度有序的纳米孔阵列和膜胞阵列，并且孔的直径和膜胞的尺寸都具有较窄的分布。另外，考察了阳极氧化电压对膜胞尺寸、孔径大小、孔密度和膜胞密度的影响，表明在一定的电压范围内，膜胞和孔径都随电压的升高而增大，而孔密度和膜胞密度却随电压的升高而减小。     

脂双层膜表面结构与稳定性的原子力显微镜研究

用原子力显微镜研究了1,2－二油酸甘油－3－磷酸－1甘油（DOPG）脂双层膜 的表面结构与稳定性。实验结果表明,原子力显微镜的探针与脂双层膜的相互作用 导致脂双层膜表面产生一个永久的损伤。静电相互作用对脂双层膜结构和稳定性的 影响表明,在NaCl溶液中制成的脂质体,随着NaCl浓度的增加,它们的双层膜更稳 定。在低的NaCl浓度则经常被损伤,在1 mol/L NaCl溶液中制备的指双层变得更稳 定。在KCl溶液中结果恰好相反。在高的KCl浓度中经常被损伤,随着KCl浓度的降 低,它们的双层膜更稳定。葡萄糖和蔗糖对脂双层膜结构有稳定作用。     

Influence of molecular weight on nanoscale modification of poly(methyl methacrylate) due to simultaneous mechanical and chemical stimulation

We report observations of poly(methyl methacrylate) films modified by the synergistic effect of solvent exposure and mechanical stress applied by the tip of an atomic force microscope (AFM). We show that these modifications are sensitive to polymer molecular weight as well as solvent strength and the force applied by the tip. Small-area scanning often produces localized patches of raised material as well as depressed areas. The volume change associated with the depressed areas generally increases with increasing solvent strength, increasing applied normal force, and decreasing polymer molecular weight. In contrast, the volume change associated with the raised patches is greatest for 25-145K Mw films in 60 and 100% ethanol solutions. In each case, the normal force applied by the AFM tip must exceed a threshold to significantly modify the surface; this threshold is associated with an increase in lateral force applied by the AFM tip during small-area scanning. We attribute the raised patches to mechanically enhanced swelling due to diffusion of solvent into near-surface material. Permanent net volume loss, when observed, is attributed to localized polymer dissolution.     

Effect of aminoglycoside on mechanical properties of zwitterionic phospholipid vesicles

The effect of the aminoglycoside (streptomycin) incorporation on the nanomechanical properties of pure dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) vesicles was studied using atomic force microscope (AFM) on mica surface. The vesicles were prepared by extrusion and adsorbed on the mica surface. The forces, measured between an AFM tip and the vesicle, presented that the breakthrough of the tip into the vesicles occurred two times. Each breakthrough represented each penetration of the tip into each bilayer. Force data prior to the first breakthrough were fitted well with the Hertzian model to estimate Young's modulus and bending modulus of the vesicles. It was found that the Young's modulus and bending modulus were not varied with the incorporation of AGs (streptomycins) up to the 1:1 AG/DPPC vesicle system. This result may suggest that the AGs do not lead to the disruption of DPPC packing.     

Influence of attractive force on imaging micro‐droplets of water by atomic force microscope

The shape of micro‐droplets of water on a pure copper surface was investigated using the a.c. non‐contact mode of an atomic force microscope (AFM) by applying different attractive forces between the cantilever tip and the liquid surface. The forces largely influenced the observed radii of micro‐droplets; the influence can be reduced significantly by reducing the force. The same attractive force between the cantilever tip and the micro‐droplets is necessary when comparing the contact angles of micro‐droplets on different surfaces. Furthermore, the values of the contact angles of the micro‐droplets should be the average of those on at least four sides of the droplets. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.