德國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出可直接3D打印納米級(jí)AFM探針的技術(shù)

原子力顯微鏡（AFM）使科學(xué)家能夠在原子水平上研究表面。該技術(shù)是基于一個(gè)基本的概念，那就是使用懸臂上的一個(gè)探針來(lái)“感受”樣本的形態(tài)。實(shí)際上，人們使用原子力顯微鏡（AFM）已經(jīng)超過(guò)三十年了。用戶(hù)能夠很容易的在他們的實(shí)驗(yàn)中使用傳統(tǒng)的微機(jī)械探針。但為用戶(hù)提供標(biāo)準(zhǔn)尺寸的探針并不是廠(chǎng)家提供服務(wù)的唯一方式。

一般來(lái)說(shuō)，科學(xué)家們需要的是擁有獨(dú)特設(shè)計(jì)的探針——無(wú)論是非常長(zhǎng)的探針，亦或是擁有特殊形狀、可以很容易探到深槽底部的探針等。不過(guò)，雖然微加工可用于制造非標(biāo)準(zhǔn)探頭，但是價(jià)格非常昂貴。如今，德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）的一個(gè)研究小組，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新技術(shù)，該技術(shù)使用基于雙光子聚合的3D直接激光寫(xiě)入來(lái)制造定制的AFM探針

基于雙光子聚合的3D激光直接寫(xiě)入方法適用于創(chuàng)建自定義設(shè)計(jì)的探針。（a）在懸臂梁上使用雙光子聚合打印的示意圖。這張插圖顯示的是探針掃描的電子顯微鏡圖像。

雙光子聚合是一種3D打印技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)具有出色分辨率的構(gòu)建效果。這種工藝使用一種強(qiáng)心紅外飛秒激光脈沖來(lái)激發(fā)可用紫外線(xiàn)光固化的光阻劑材料。這種材料可促進(jìn)雙光子吸附，從而引發(fā)聚合反應(yīng)。在這種方式中，自由設(shè)計(jì)的組件可以在預(yù)計(jì)的地方被精確的3D打印，包括像懸臂上的AFM探針這樣微小的物體。

據(jù)該團(tuán)隊(duì)介紹，小探針的半徑已經(jīng)小到25納米了，這大約是人類(lèi)一根頭發(fā)寬度的三千分之一。任意形狀的探針都可以在傳統(tǒng)的微機(jī)械懸臂梁上使用。除此之外，長(zhǎng)時(shí)間的掃描測(cè)量揭示了探針的低磨損率，表明了AFM探針的可靠性。“我們同樣能夠證明探頭的共振光譜可通過(guò)在懸臂上的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)調(diào)整為多頻率的應(yīng)用�！盚ölscher說(shuō)。

制造最理想的原子力顯微鏡探針可以為樣本分析提供無(wú)限的選擇，也大大提高了分辨率。納米技術(shù)的專(zhuān)家現(xiàn)在能夠在未來(lái)的應(yīng)用程序中使用雙光子聚合反應(yīng)。“我們期望掃描探針領(lǐng)域的其他工作組能夠盡快利用我們的方法，”Hölscher說(shuō)，“它甚至可能成為一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，你能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)設(shè)計(jì)和訂購(gòu)AFM探針�！�

來(lái)源：3ders.org & marker8
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