17 feb. 1999
2 minuten
De Atomic Force Microscope (AFM), die met een tip een oppervlak op atomaire schaal kan aftasten, is straks uit te breiden met een chemische sensor. Dat kan door het draagarmpje, de cantilever, van de AFM, hol te maken en er een vloeistof, in dit geval kwik, door te persen. De druppel kwik aan het uiteinde fungeert als sensor. Onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de UT hebben deze microvulpen ontwikkeld.
De cantilever van een AFM heeft aan het uiteinde een tip waarmee een oppervlak op nanoschaal in kaart kan worden gebracht. De bewegingen van de tip worden via een laser gevolgd: die reflecteert tegen de cantilever. Zou je zo’n cantilever ook hol kunnen maken en er een vloeistof doorheen laten stromen, als in een vulpen, dan sla je twee vliegen in een klap: je brengt het oppervlak in kaart en je kunt bijvoorbeeld ook heel lokaal de chemische concentratie meten. Dat was de gedachte van onderzoeker dr. Peter Schön, die bij MESA+ de strategische researchoriëntatie ‘enabling technologies’ leidt.
Kwik
Voor de vloeistof viel de keuze op kwik, omdat dit ideale eigenschappen heeft, zoals een extreem schoon oppervlak. De onderzoekers hebben een cantilever gemaakt met daarin een microbuisje omgeven door een speciale mechanische structuur, omdat het kwik er onder hoge druk – 6 bar – door wordt geperst. Het blijkt inderdaad mogelijk om een keurige druppel te creëren aan de tip. Die druppel is de sensor en is ook eenvoudig in situ te vervangen door een nieuwe sensor – de volgende druppel. Het kwik in het kanaal geleidt de elektrische stroom voor de meting.
Dubbele functie
Met zo’n gevoelige sensor zijn chemische concentraties te meten, ook aan bijvoorbeeld biomoleculen of -membranen, maar is ook heel lokaal corrosie te meten in combinatie met AFM, die informatie over het oppervlak geeft. Het is daarmee een krachtige combinatie van meetmethoden.
Na een recente publicatie in ‘Analytical Chemistry’, waarin het werkingsprincipe van de vulpen werd aangetoond, richten de onderzoekers zich nu op de combinatie met een AFM-tip en wordt ook een manier bedacht om de gebruikte druppel kwik op een goede manier los te laten om plaats te maken voor een ‘schone’ sensor.
Voor het onderzoek werkt Schön samen met de micromechanica-experts van de groep Transducers Science & Technology (ook MESA+) en met de spinoff onderneming SmartTip BV (http://www.smarttip.nl/).
Anderen lazen ook
