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纳米级3D打印增强原子力显微镜性能

  近日,EPFL(瑞士洛桑联邦理工大学)的研究人员3D打印出了纳米级的传感器,可应用于提升原子力显微镜性能。这些纳米级的传感器能够提升显微镜的灵敏度和侦测速度。

  3D打印技术应用于显微镜学已经有很长时间。几年前,瑞典公司Scrona就3D打印出一款显微镜,能够让用于看到纳米级3D打印的“自拍图”。据此次打印纳米级传感器的研究团队所说,原子力显微镜的工作原理类似唱片机:纳米级的探针扫过样本表面的每个原子,传感器记录下探针的上下动作数据,这些数据随后被并转换成表面 图形。

  通过最小化探针上的传感器尺寸,能够提升显微镜的整体性能,增加灵敏度和侦测速度。EPFL研究团队使用纳米级3D打印技术,制出了一个5纳米厚的传感器。通过这种方法,使得探针的尺寸减小了100倍。

  由于传感器记录下的探针动作范围都是原子级别的,为此,研究团队研发出的传感器由高导电纳米铂粒子制成,包裹在绝缘碳矩阵中。碳能够阻挡电子,但由 于纳米级别的量子效应,有些电子还是会穿过碳,从一个纳米颗粒跳跃到另一个上。由此会引起传感器形状发生改变,从而记录下相关数据。据研究人员所说,这一 项目中的最大难点在于,3D打印纳米级传感器的同时,还要保证它们的整体机构和性质稳定。

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