原子力显微镜在纳米生物材料研究中的应用-论文.pdf

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1、第25卷第1期化学进展Vo1．25No．12013年1月PROGRESSINCHEMISTRYJan．，2013原子力显微镜在纳米生物材料研究中的应用术马梦佳'陈玉云闫志强丁剑何丹农一钟建一(1．上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240；2．纳米技术及应用国家工程研究中心上海200241)摘要在过去的20年里，原子力显微镜(AFM)在纳米生物材料领域有着广泛的应用。AFM可有力地揭示纳米生物材料的表面结构与力学性质，并且可作为纳米加工工具对其进行操作与处理。本文综述了ArM在纳米生物材料中的最新应用进展，包括纳米生物材料的成像与表征，力学性能

2、测量和纳米加工。AFM可用来观察纳米生物材料的表面形貌并对其特征高度和表面粗糙度进行分析，还可对其动态过程进行原位观察。通过AFM相图还可得到有时候高度图无法获取的一些表面特征。ArM力曲线可用于测量针尖与纳米生物材料之间的黏附力及分子内外的相互作用力。AFM纳米压痕技术可用来测量材料的相关力学性质(弹力，杨氏模量，硬度，纳米断裂行为等)。此外，AFM也已经被探索用于精准、可控、可重复地加工纳米生物材料。总之，作为一个强大的纳米技术工具，AFM已成为纳米生物材料相关研究领域的一个理想的表面分析和表面加工工具。关键词原子力显微镜纳米生物材料形貌成像相位成像力学性能纳米加工中图分

3、类号：0657；Q6-33；TB383文献标识码：A文章编号：1005—281X(2013)01-0135—10ApplicationsofAtomicForceMicroscopyinNanobiomaterialsResearchMaMengfia‘ChenYuyunYahZhiqiangDingJianHeDannong·ZhongJian(1．StateKeyLaboratoryofMetalMatrixComposites(SKLMMC)，CollegeofMaterialsScienceandEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversi

4、ty，Shanghai200240，China；2．NationalEngineeringResearchCenterforNanotechnol0gy，Shanghai200241，China)AbstractInthepasttwodecades，atomicforcemicroscopy(AFM)hasbeenwidelyusedforstudyingnanobiomaterialsrelatedresearch．AFMisapowerfultoolthatcanrevealthesurfacestructureandmechanicalpropertiesofnano

5、biomaterials，andisalsoknownasananofabricationtoolto：manipulateandprocessnanobiomaterials．ThefocusofthisreviewisontherecentprogressintheapplicationsofAFMfornanobiomaterials，whichmainlyincludesimaging，forcemeasurements，andnanofabricationofnanobiomaterials．AFMcanbeusedtoimagethetopographyofnan

6、obiomaterialsandanalyzethefeatureheightandsurfaceroughness，imagethedynamicprocessofnanobiomaterialsrelatedprocessesinsitu．AFMphaseimagingcanbeusedtoimagesomesurfacefeaturesofnanobiomaterialsthoseAFMheightimagingcannotdetect．AFMforcecurvescanbeappliedtomeasuretheadhesionforcebetweentipandnan

7、obiomaterials，andmeasuretheintermolecularandintramolecularforcesofnanobiomaterials．AFMnanoindentationcanbeappliedto：measurethemechanicalproperties(elasticity，Young’Smodulus，hardness，nanofracturebehavior，etc)ofnanobiomaterials．Inaddition，AFMhasbeenexplore