Crea sito
AFM-Lego

Questo modello, realizzato con i pezzi Lego, riproduce il principio di funzionamento di un microscopio a Forza AtomicaIn esso l’estremità di una sonda esplora la superficie del campione da esaminare e ogni piccolo movimento della punta è misurato tramite un semplice sistema ottico. Il fascio di un diodo laser colpisce la parte riflettente della sonda e prosegue fino ad arrivare su un fotorivelatore a quadranti.

L’NXT controlla i movimenti dei due motori che spostano opportunamente il campione in modo da esplorare un’area di circa 7x 7 mm.
Durante la scansione ogni piccolo movimento verticale della punta è trasformato in un segnale elettrico che l’NXT invia al PC dove si forma un’immagine tridimensionale del campione.

Una app Android controlla l’AFM-Lego, permettendo di impostare area di scansione, risoluzione e velocità. Le immagini ottenute dal microscopio vengono mostrate sullo schermo del tablet. Scarica l’app AndroidAFM (di Alice Cavaliere)

 

Come funziona un vero microscopio AFM.

Nella microscopia a forza atomica (indicata dalla sigla AFM Atomic Force Microscopy) si rivelano le deboli forze di interazione tra l’estremità di una sonda e la superficie del campione da esaminare.
Il sensore di forza è una levetta (cantilever) molto sottile e flessibile alla cui estremità è realizzata una punta. Generalmente ha una forma rettangolare con lunghezza di circa 100 µm e larghezza 30 µm circa, il suo spessore è tipicamente inferiore ad 1 µm. Un sottile fascio di luce da un diodo laser colpisce il dorso della levetta e si riflette in direzione di un fotorivelatore a quadranti. Se la sonda viene avvicinata al campione la punta risente delle forze d’interazione con la superficie del campione da esaminare e la levetta si flette. Ogni minima deviazione del fascio riflesso, causata da una variazione d’inclinazione della levetta, è trasformata in un segnale elettrico proporzionale alla forza che in quel momento agisce sulla punta.

Con un microscopio AFM si possono osservare dettagli di un campione fino a pochi nanometri di larghezza con una risoluzione verticale inferiore al nanometro.
Il principio di funzionamento descritto sopra si riferisce al microscopio AFM utilizzato in modalità “contatto” che è stata la prima e più comune tecnica utilizzata. Negli strumenti attuali vengono sfruttate altre modalità di funzionamento dello strumento nelle quali cambia il tipo di interazione tra sonda e campione. Tra queste va citata la modalità “dinamica” nella quale viene fatta oscillare la levetta alla sua frequenza di risonanza (tipicamente 100-200 Khz) e il controllo della distanza sonda-superficie è basato sulla ampiezza della oscillazione. Questa modalità è spesso utilizzata per campioni biologico come cellule, batteri, proteine o DNA e in generale per superfici non molto dure come polimeri o fibre naturali.