La Tabla 2.2 menciona varios modos de funcionamiento del AFM: 1. Modo de fricción: cuando la punta de la sonda entra en contacto con la superficie, se aplica una fuerza lateral para doblar el voladizo. La fuerza de flexión registrada es la fricción entre la punta de la sonda y la superficie del objeto. 2. Modo de golpeteo: al usar cualquier frecuencia en el propulsor piezoeléctrico para vibrar con el haz en voladizo, la punta de la sonda puede producir cambios en amplitud, frecuencia y fase mientras escanea la superficie del objeto. 3. Modo sin contacto: este modo, al igual que el modo de percusión, utiliza propulsores piezoeléctricos y voladizos para vibrar. Se registrarán amplitud, frecuencia y fase. Este método es útil a la hora de guiar algunas puntas de detección (sesgadas o magnéticas). Este patrón de transducción se puede utilizar para describir la imagen de fuerzas magnéticas o eléctricas que atraviesan la superficie de un objeto.
Muchas de las fuerzas mencionadas en la Tabla 2.2 tienen un amplio rango de valores, por lo que no disminuyen rápidamente cuando cambia la distancia (pero son diferentes cuando el túnel actual). Por lo tanto, la sensibilidad del AFM es muy inferior a la del STM, lo que da como resultado que la resolución del AFM sea generalmente inferior a la del STM (alrededor de unos pocos nanómetros o decenas de nanómetros). En algunos casos especiales, se ha logrado la resolución atómica.
El AFM también puede detectar fuerzas químicas. Esto requiere que la punta de la sonda tenga una composición química conocida. Muchos voladizos están hechos de Si3N4. El Si3N4 expuesto no es adecuado para detectar fuerzas químicas porque se corroe fácilmente. Sin embargo, existen métodos que se pueden utilizar para modificar la punta de la sonda para que contenga una composición química conocida. La punta de la sonda se puede cubrir con una capa de moléculas de oro y alcanotiol, y se pueden utilizar técnicas de autoensamblaje (consulte el Capítulo 5 para obtener más detalles) para transferir estas moléculas terminales y varios grupos funcionales. ) a la punta de detección. También se pueden realizar (¿transferir?) fijaciones de esferas de sílice. La sílice es una enzima versátil en una variedad de biomoléculas orgánicas y puede usarse como tapa protectora para sondas. Takano (et al.) revisó gran parte de la literatura sobre modificación de sondas.
Lieber y sus socios han encontrado otras modificaciones prometedoras de la sonda. Utilizaron catálisis para crear nanotubos de carbono en un voladizo. Los nanotubos aportan dos ventajas al AFM. 1. Composición química de la punta de la sonda. 2. La alta relación de aspecto de los nanotubos puede mejorar la resolución, especialmente para aquellos con espacios estrechos y profundos en la superficie de los objetos. El radio de la sonda AFM tradicional es de 30 a 50 nm y el radio del nanotubo es de sólo 9 nm (para reducir algunos errores innecesarios).
Una vez modificada cuidadosamente la punta de la sonda, se puede estudiar la actividad de las moléculas en la superficie. Esto abre posibilidades en muchos campos, especialmente en bioquímica y biomedicina. Debido a que las sondas de composición química para mediciones de fuerza pueden ser específicas de elementos conocidos, estas imágenes de fuerza química se pueden utilizar para delinear composiciones de enzimas biológicas.
Nota: No sé si el “sustrato” mencionado aquí es la enzima o el medio de cultivo. Para aprender química, es necesario conocer los usos de la sílice. Después de sílice, lo traduzco como "enzima". Si es un medio de cultivo, entonces la "enzima" de la última frase también es un medio de cultivo.