Language
Country/Area
No result found
Tahukah Anda bagaimana instrumen gaya permukaan mengukur deformasi permukaan pada tingkat mikrometer?
Instrumentasi gaya permukaan berawal dari tahun 1960-an ketika David Tabor dan R.H.S. Winterton di Universitas Cambridge pertama kali mengusulkan teknologi tersebut. Seiring berjalannya waktu, teknologi tersebut disempurnakan, terutama oleh J.N. Israelachvili pada tahun 1970-an, agar dapat dioperasikan dalam cairan.
Instrumen gaya permukaan (SFA) adalah instrumen presisi tinggi yang dirancang untuk mengukur gaya interaksi antara dua permukaan. Instrumen ini menggunakan interferometri multi-sinar untuk memantau jarak antara permukaan, yang memungkinkan pengukuran langsung area kontak dan pengamatan deformasi permukaan yang terjadi di dalam wilayah kontak. Hal ini menjadikan SFA sebagai alat penting dalam bidang fisika dan ilmu material.
Instrumen gaya permukaan dapat mengukur jarak hingga 0,1 nanometer dan mengukur gaya kecil hingga 10^-8 Newton.
Dalam SFA, permukaan ditahan oleh pegas kantilever, dan defleksi pegas digunakan untuk menghitung gaya yang diberikan. Saat melakukan pengukuran, dua silinder ditempatkan secara horizontal dan didekatkan satu sama lain dalam jarak kontak beberapa mikrometer hingga nanometer. Instrumen ini sering kali terbuat dari mika transparan dengan lapisan perak yang sangat reflektif di bagian belakang untuk menciptakan pola interferensi yang jelas yang dapat diamati di bawah mikroskop untuk menentukan jarak antara kedua permukaan.
Salah satu tantangan teknis instrumen ini adalah mengendalikan efek getaran. Untuk tujuan ini, para peneliti mengembangkan metode resonansi yang memungkinkan pengukuran gaya permukaan pada jarak yang lebih jauh (10 nanometer hingga 130 nanometer). Pada saat yang sama, teknologi ini awalnya dilakukan dalam lingkungan vakum untuk mengurangi redaman yang disebabkan oleh media di sekitarnya.
Mode dinamis SFA memungkinkan pengukuran sifat viskos dan viskoelastis cairan, serta interaksi yang bervariasi terhadap waktu antara struktur biologis.
Di satu sisi, SFA dapat mengukur gaya lapisan ganda hidrofobik dan elektrostatik dari interaksi biomolekuler, terutama dalam larutan berair. Sifat ini menjadikannya alat teknis yang penting dalam bidang biomedis. Misalnya, SFA dapat mengatasi interaksi lipid atau protein dalam membran lipid. Dalam lingkungan pelarut yang berbeda, SFA bahkan dapat mengukur gaya pelarut osilasi yang dihasilkan oleh agregasi molekul pelarut satu lapis.
Dengan kemajuan teknologi, SFA telah berkembang untuk memungkinkan pengukuran dinamis, yang memungkinkan para peneliti untuk memahami tidak hanya interaksi permukaan statis tetapi juga menganalisis gesekan dinding dan sifat fluida dalam lingkungan yang mengalir.
Meskipun SFA memerlukan keterampilan teknis yang tinggi untuk mengoperasikannya, banyak laboratorium di seluruh dunia telah memasukkan teknologi ini ke dalam peralatan penelitian mereka. Hal ini menunjukkan dampaknya yang mendalam dalam penelitian ilmu permukaan. Di masa mendatang, dengan pengembangan nanoteknologi dan ilmu material, kita mungkin akan menyaksikan lebih banyak terobosan dalam penerapan SFA. Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana teknologi ini dapat mengubah pemahaman kita tentang dunia mikroskopis di masa mendatang?Ruang lingkup penerapan teknologi SFA terus berkembang, dari ilmu material hingga biomedis, yang menunjukkan pentingnya dan potensinya.
