Language
Country/Area
No result found
هل تعلم كيف تقيس أدوات القوة السطحية تشوه السطح عند مستوى الميكرون؟
جهاز قياس قوة السطح (SFA) هو جهاز عالي الدقة مصمم لقياس قوى التفاعل بين سطحين. يستخدم هذا الجهاز قياس التداخل متعدد الحزم لمراقبة المسافة بين الأسطح، مما يسمح بقياس مباشر لمنطقة التلامس ومراقبة أي تشوه سطحي يحدث داخل منطقة التلامس. وهذا يجعل SFA أداة مهمة في مجالات الفيزياء وعلوم المواد.
تستطيع أجهزة قياس قوة السطح تحديد مسافات تصل إلى 0.1 نانومتر وقياس قوى صغيرة تصل إلى 10^-8 نيوتن.
في SFA، يتم تثبيت السطح بواسطة زنبرك معلق، ويتم استخدام انحراف الزنبرك لحساب القوة المطبقة. عند إجراء القياسات، يتم وضع أسطوانتين أفقيًا وتقريبهما من بعضهما البعض على مسافة بضعة ميكرومترات إلى نانومترات من التلامس. غالبًا ما تكون الأداة مصنوعة من الميكا الشفافة مع طبقة فضية عاكسة للغاية على الظهر لإنشاء أنماط تداخل مميزة يمكن ملاحظتها تحت المجهر لتحديد المسافة بين السطحين.
أحد التحديات التقنية التي تواجه هذه الأداة هو التحكم في تأثيرات الاهتزاز. ولتحقيق هذه الغاية، قام الباحثون بتطوير طريقة رنين تجعل من الممكن قياس القوى السطحية على مسافات أكبر (10 نانومتر إلى 130 نانومتر). وفي الوقت نفسه، تم تنفيذ هذه التقنية في البداية في بيئة فراغية لتقليل التخميد الناتج عن الوسط المحيط.
يتيح الوضع الديناميكي لـ SFA قياس الخصائص اللزجة واللزجة المرنة للسوائل، بالإضافة إلى التفاعلات المتغيرة مع الزمن بين الهياكل البيولوجية.
من ناحية أخرى، يمكن لـ SFA قياس قوى الطبقة المزدوجة الكارهة للماء والكهرباء الساكنة للتفاعلات الجزيئية الحيوية، وخاصة في المحاليل المائية. وتجعل هذه الخاصية منه أداة تقنية مهمة في المجال الطبي الحيوي. على سبيل المثال، يمكن لـ SFA حل التفاعلات الدهنية أو البروتينية في الأغشية الدهنية. في بيئة من المذيبات المختلفة، يمكن لـ SFA حتى قياس قوى المذيبات التذبذبية الناتجة عن تجمع جزيئات المذيبات أحادية الطبقة.
مع التقدم التكنولوجي، تطورت تقنية SFA لتمكين القياسات الديناميكية، مما يسمح للباحثين بفهم ليس فقط التفاعلات السطحية الثابتة ولكن أيضًا تحليل احتكاك الجدار وخصائص السوائل في بيئة متدفقة.
على الرغم من أن SFA يتطلب مهارات تقنية عالية لتشغيله، فقد قامت العديد من المختبرات في جميع أنحاء العالم بالفعل بدمج هذه التكنولوجيا في معداتها البحثية. ويظهر هذا تأثيره العميق في أبحاث علوم السطح. وفي المستقبل، ومع تطور تكنولوجيا النانو وعلوم المواد، قد نشهد المزيد من الاختراقات في تطبيقات SFA. هل تساءلت أيضًا كيف يمكن لهذه التقنية أن تغير فهمنا للعالم المجهري في المستقبل؟يتوسع نطاق تطبيق تقنية SFA باستمرار، من علم المواد إلى الطب الحيوي، مما يدل على أهميتها وإمكاناتها.
