100 nmŁańcuchy DNA w jądrze komórkowym

10 mLimfocyt wewnątrznaczynia włosowatego

100 mmZbliżenie na dłoń

1 mŚpiący człowiek

1 mmPojedynczy por skórny

10 mmSkóra na dłoni z widoczną siecią porów

1 nmAtomy węgla i tlenu, cegiełki materii ożywionej

10 nmŚrednica podwójnej spirali DNA

1 mMembrana limfocytu z widocznym jądrem komórkowym

100 mJeszcze bliżej, wielkośćśrednicy ludzkiego włosa

(1)

Świat w skali Świat w skali nanometrównanometrówAndrzej Kowal, Katarzyna Kusak

Laboratorium AFM

Co to jest nanometr ?

R=1000 km

Nanometr [nm] jest jednostką długości. Jest on równy jednej miliardowej części metra.

1 nm=10-9m

Obrazowo można przedstawić, że nanometr do metra ma się tak jak 1 milimetr do 1000 kilometrów.

Mikroskop sił atomowych AFM (Atomic Force Microscope)

którym obserwujemy świat w skali nanometrów. Mikroskop umożliwia uzyskiwanie trójwymiarowych obrazów powierzchni w powiększeniu 1000 razy większym od mikroskopu optycznego. Próbki można badać w próżni, powietrzu i w roztworach.

X,Y

NanoScope E

Uproszczona zasada działania mikroskopu AFM

Pomiar topografii powierzchni próbki wykonany jest z zachowaniem stałej siły oddziaływania mikroskopijnego ostrza z powierzchnią próbki. Próbka umieszczona na skanerze piezoelektrycznym porusza się względem ostrza, które ulega odchyleniu wraz z dźwignią na której jest umieszczone. Zmiany tego odchylenia mierzone są za pomocą laserowego układu detekcji i odzwierciedlają kształt (topografię) powierzchni.

Fotodiody, oświetlone odbitymod dźwigni światłem laserainformują o topografii powierzchni próbki

Układ optyczny

Skaner piezoelektryczny umożliwia ruch we wszystkich trzech kierunkach i to z ogromną precyzją

Ostrze przyciskane dźwigniąjak igła w gramofonieodwzorowuje topografię powierzchni

Laser oświetla dźwignięz ostrzem i umożliwiaprecyzyjne wyznaczenie ich położenia

Elektroniczne serce mikroskopu – - pętla sprzężenia zwrotnego

Nad wszystkim czuwa komputer.Dzięki niemu oglądamy powierzchnię próbkiw trzech wymiarach

próbka

X,Y

Z

A

B

www.powersof10.comwww.veeco.com

www.lib.utexas.edu

świeża po 20 latach

nm

5,2 nm

0 8 nm

5 16

nm

0 100 nm

0 30 μmμm

μm0 2 μm

1,28 μm

Powierzchnia miki (muskowitu), jednego z najbardziej gładkich minerałów. W skali nanometrów obserwuje się regularnie rozłożone tetraedry SiO4

Cząstki (agregaty) złota napylonego na mikę (wysokość-kilka nm, szerokość-kilkanaście nm)

Powierzchnia próbki szkła witrażowego Cząstki lateksu polistyrenowego tworzą regularne struktury na powierzchni miki. Można wyznaczyć ich średnie wymiary

Cząstki katalizatora platynowego na powierzchni grafitu

Mikroskopia AFM umożliwia wyznaczenie wymiarów i struktury powierzchni składników krwi: krwinek czerwonych i leukocytów

świeża po 20 latach