Atomar Kraft Mikroskopi

Atomar Kraft Mikroskopi

Vi følger PhD-studerende Jes Dreiers brug af atomar kraft mikroskopi i forsøget på at karakterisere pollen fundet på en 5300 år gammel mumie, den såkaldte Ötzimand. Mikroskoperingen skal være med til at fastslå Ötzimandens herkomst.

I 1986 gik Nobel prisen i fysik til Gerd Binnig og Henrich Rohrer fra IBM's forskningslaboratorium i Zürich for deres udvikling af Scanning Tunneling Mikroskopet (STM) nogle år tidligere. Og det var fuldt fortjent!

STM/AFM mikroskopet gjorde det pludseligt muligt at se nanostrukturer direkte, og STM har sammen med Atomic Force Mikroskopet (AFM) - som de to nobelpristagere udviklede i 1986 - revolutioneret vores evne til at se og manipulere med atomer i overfladen af materialer. Mikroskoperne kan endda følge kemiske reaktioner på overflader live - mens tingene sker!  STM og AFM kaldes med en fælles betegnelse for Scanning Probe Mikroskoper (SPM).

Atomart opløst billede af siliciumoverflade AFM billeder af virus.

Et Atomic Force Mikroskop (AFM) er en fætter til det mere kendte STM mikroskop, og de grundlæggende principper er faktisk også de samme.

AFM er overlegent i nogle sammenhænge, fordi mikroskopet kan undersøge en plan overflade af et hvilket som helst materiale, mens STM mikroskopi kræver, at overfladen kan lede en elektrisk strøm. Som teknologien de seneste år har udviklet sig har det vist sig, at opløsningsevnen i nogle tilfæde endda kan være lige så høj som med STM.

AFM mærker de meget svage kræfter, der virker mellem mikroskopets spidse nål og overfladens atomer i en afstand på få nanometer. AFM mikroskopet minder om en gammeldags grammofon, og nålen bevæger sig op og ned i takt med, at den scanner overfladen. Bevægelsen kan måles ekstremt præcist og omsættes til et billede af overfladen.

Mange anser AFM mikroskopet for at være det ultimative værktøj indenfor nanoteknologi, fordi dets anvendelse spænder meget vidt: Overfladefysik, kemi, materialeforskning, biologi og medicin.

Samtidig er AFM uhyre fleksibelt. Mikroskopet kan tunes til at vise strukturen af molekyler og enkelte atomer i overflader, eller til at undersøge polymerer eller biologiske prøver som virus, bakterier, celler og cellemembraner i deres naturlige vandige miljø.
 

Læs mere her:

Enkeltmolekyletagfat - Ved hjælp af mekaniske målemetoder kan man nu tage fat i et enkelt molekyle og måle på kraften mellem to molekyler. Det giver forskerne adgang til at studere molekylære processer i levende organismer under mere realistiske forhold. - Af Ole G. Mouritsen, Esben Thormann og Adam Cohen Simonsen

May the force be with you  - Den nyeste instrumentelle udvikling har gjort det muligt direkte at måle de fysiske kræfter, som virker mellem ganske små partikler (kolloider) samt mellem enkelte makromolekyler. Hermed er der åbnet et nyt vindue til en forståelse af....  - Af Ole G. Mouritsen, Esben Thormann og Adam Cohen Simonsen

Oles slides til AFM i Power Point - Pædagogisk velfungerende slideshow om AFM-kraftmålinger samt Hookes lov

Opgaver til AFM (udarbejdet af Adam Cohen Simonsen)

 

Eksterne link

Preservation of 5300 year old red blood cells in the Iceman

Iceman photoscans

Gerd Binnigs tale ved overrækkelsen af Nobelprisen i 1986

Mars opsendelsen i 2007 med AFM-mikroskopet