𝐊𝐚𝐫𝐭𝐤𝐚 𝐳 𝐊𝐚𝐥𝐞𝐧𝐝𝐚𝐫𝐳𝐚
📆 23 lipca – DZIEŃ WŁÓCZYKIJA
Dzisiaj powłóczymy się naukowo z dr Kasią Balin z Instytut Fizyki – Uniwersytet Śląski
👣 Pragnienie poznania i zrozumienia otaczającego nas świata towarzyszy nam każdego dnia. Jesteśmy ciekawi opinii osób, z którymi rozmawiamy, tego jaki będzie widok ze szczytu, na który się wspinamy, czy co się stanie, jak zderzymy ze sobą dwa protony. Ciekawość popycha nas do zadawania pytań – gdzie, jak, co, dlaczego, na które nie można po prostu odpowiedzieć „tak” lub „nie”. Zrozumieć świat, w którym żyjemy, a nawet go kształtować poprzez tworzenie nowej wiedzy i nowych technologii, jest swoistą „wędrówką”. Uniwersalna odpowiedź na pojawiające się pytania nie istnieje, a ścieżki prowadzące do celu nie zawsze są wytyczone. Mimo to nasza ciekawość świata, nieustanne pogłębianie wiedzy i tworzenie nowych technologii, pozwalają nam zmieniać świat. Cytując słowa Włóczykija ze znanych bajek o Muminkach – „Świat jest pełen wielkich, przedziwnych rzeczy, czekających na tych, którzy są na nie przygotowani”.
👣 Aby je odkryć stosujemy różne metody badawcze, prowadzimy obserwacje i testujemy hipotezy. Dysponujemy pulą technik badawczych, które pozwalają nam badać olbrzymie galaktyki, ale też obiekty, których nie można zaobserwować gołym okiem. I właśnie dziś parę słów o badaniach obiektów o bardzo niewielkich rozmiarach i technice pozwalającej je zobaczyć.
👣 Mikroskopia sił atomowych (AFM) to stosunkowo nowa technika badawcza. Historia jej powstania wiąże się z opracowanym w roku 1981 mikroskopem tunelowym (STM). STM był pierwszym mikroskopem, który pozwolił „widzieć” w skali atomowej, ale mógł być używany tylko do obserwacji powierzchni przewodzących, np. metali. W 1986 roku G. Binnig, C. F. Quate i C. Gerber pokonali tę przeszkodę, tworząc mikroskop sił atomowych. AFM w odróżnieniu od klasycznych mikroskopów optycznych czy elektronowych, gdzie powiększony obraz danego obiektu jest dwuwymiarowy, umożliwia bardzo precyzyjne, trójwymiarowe obrazowanie z rozdzielczością sięgającą pojedynczych nanometrów (1 nanometr to jedna miliardowa część metra 10^-9 m).
👣 W mikroskopii AFM sonda w postaci cienkiego ostrza przesuwana jest blisko powierzchni próbki. Ostrze to ma długość rzędu kilku mikrometrów, natomiast średnica jego końcówki jest mniejsza od 10 nm. Siła oddziaływania pomiędzy końcówką sondy i powierzchnią próbki utrzymywana jest przy pomocy specjalnego skanera na stałym poziomie. Skaner ten ma możliwość ruchu we wszystkich kierunkach (XYZ), co pozwala na odwzorowanie trójwymiarowej powierzchni badanej próbki. Za pomocą mikroskopu AFM możemy obrazować pojedyncze molekuły, polimery, nanomateriały, cienkie warstwy, powłoki czy nawet materiały pochodzenia biologicznego. AFM pozwala również na badanie własności fizycznych takich jak twardość, sprężystość, własności magnetyczne czy elektryczne. Ostrze mikroskopu może być stosowane do manipulowania obiektami o rozmiarach nanometrycznych umieszczonych na płaskich powierzchniach, a także do modyfikowania badanej powierzchni, co pozwala na wytwarzanie materiałów i urządzeń nowej generacji.
👣 Mikroskopia AFM ze swoim szerokim spektrum możliwości stała się cenioną i dobrze ugruntowaną techniką w wielu gałęziach przemysłu i nauki – od fizyki i chemii poprzez nanotechnologię i inżynierię materiałową aż po nauki biologiczne i medyczne. „Wędrówka” ostrza po powierzchni badanego materiału okazała się być dobrym sposobem na zgłębianie natury mikro i nano-świata i odkrywanie jego wielkich tajemnic.