大扫描范围原子力显微镜

明胶水凝胶的Flex-ANA测量

在过去的十几年中，（干细胞）分化不仅仅依赖于生化因素，这一点越来越明显。环境的机械特性是主导细胞分化的重要因素。因此，可以在化学和机械特性方面进行微调整的水凝胶，现在被广泛用作细胞培养基质，以模仿细胞在其宿主组织中体验的环境。 这里，我们测试了用作细胞培养基质的不同组合物的明胶凝胶的弹性模量。所有凝胶在一次实验运行中都进行了评估。启动实验后，再无需用户执行任何操作。 如预期的那样，分析表明弹性模量随明胶浓度的增加而增加。有趣的是，弹性模量图表明明胶表面不是均匀的，而是显示出相对于弹性模量的局部变化。细胞可以感知周围纳米尺度的弹性模量。因此，对于质量评估而言，异质性与总体模量本身一样重要。

聚合物嵌入碳纤维的导热性

扫描热显微镜(SThM)允许以纳米分辨率测量局部温度或热导率，例如在应用在半导体器件或聚合物科学中。因此，在AFM悬臂尖端的顶点处放置了一个小的温度传感器，例如热电偶。在整个表面上对尖端进行扫描，以记录样品的形貌并同时记录与温度相关的材料特性。 对于许多应用而言，聚合物具有比金属材料的优势，因为重量较低、耐腐蚀性高且通常更容易加工，从而具有更大的设计自由度。然而，聚合物通常导热性差。碳纤维等添加剂被广泛用于为此类聚合物提供导热性。根据添加剂和制造工艺的不同，这些化合物内部的热传输可以是定向的，例如在平面内而不是通过平面，这有助于优化不同环境和应用中的热管理。导热化合物通常存在于 LED 灯具、温度传感器、航空航天和汽车冷却系统以及消费类电子产品中。 这里，我们使用扩展了AppNano VertiSense 热显微镜模块的Flex-Axiom系统，来反映嵌入聚合物树脂中的碳纤维的热导率。

FEBIP引发的Pt(C)的电导率

燃料电池技术中的阴极催化剂层由嵌入碳基质中的铂纳米粒子Pt(C)组成。如果膜中的碳基质为类金刚石结构，则电子传输是通过相邻铂颗粒之间的隧穿来主导的。因此，该膜在低铂颗粒密度下是绝缘的。 在SEM中，可以通过聚焦电子束诱导工艺（FEBIP）修改这些纳米颗粒薄膜。在电子束辐照下，碳被残留水中的氧气氧化并从基质中释放出来。结果，基质变得更致密，从而减小了金属纳米颗粒之间的距离。同时，碳的结构可以改变为本质上导电的类石墨结构。Pt纳米粒子之间的更近距离和石墨状实体的形成都逐渐增加了Pt（C）薄膜的电导率。

海藻酸盐水凝胶的纳米力学分析

由于藻酸盐凝胶的高孔隙率，本质上较低的蛋白质吸附特性，化学适应性以及缺乏与哺乳动物细胞表面受体结合的配体，特别可以被用于许多上述应用。依赖于多价离子的胶凝过程可以直接形成扁平凝胶，但更有趣的是球形颗粒也可以形成。此类颗粒可用于掺入和输送药物，蛋白质以及生物医学应用的细胞。取决于应用，藻酸盐凝胶的孔隙率和机械性能起着重要作用。因此，需要详细表征这些参数，即不仅揭示这种凝胶的总体弹性，而且揭示其弹性的均匀性。 这里我们使用Nanosurf Flex-ANA系统来研究用于细胞培养的扁平藻酸盐凝胶的弹性。在不同分辨率下对凝胶的不同区域的分析揭示了凝胶不管在宏观水平还是在微观水平上都显示着空间异质性。此外，基于力曲线的弹性测量也揭示了关于样品多孔性的初步信息。

SBS-PS聚合物共混物的相图

聚合物共混物而不是单个匀聚物常常用于制备例如薄膜等产品，因为共混物表现出更理想的特性。不幸的是，这些膜的成分通常彼此不相容，并且在膜生产过程中会分离，从而决定了膜的形态。这种形态可能强烈影响膜的最终性能。为了理解不同制备方法对这种聚合物共混物膜形态的影响，需要将不同共混物组分在膜内的分布可视化。 AFM相位成像是一种强大的工具，用于根据材料属性和形貌信息获得对比度。这里我们使用CoreAFM来测量SBS（苯乙烯-苯乙烯-苯乙烯）和 PS（聚苯乙烯）聚合物混合样品。 相位成像模式盒. 为了本应用，在云母上制备了自旋铸聚合物混合膜。

金基板上铝点的EFM

描述了沉积在金基板上铝点样品的静电力(EFM)测量。此样品是EFM 模式盒样品的一部分。 EFM使用悬臂振荡谐振频率的偏移来监测样品和尖端之间的静电场变化。静电力始终具有吸引力，在尖端和样品之间的较大接触电位差异时增加，从而导致悬臂的（固定）振荡频率处的低相位。 在运行尖端电压频谱时，可以优雅地测量作为电位差函数的相移。对于具有不同功函数的不同金属，最大相位时的尖端电压（即最小吸引力）会有所不同。从在金或铝上测得的水平移动相谱可以看出这一点。

通过扫频进行弹簧常数标定

悬臂的弹簧常数和系统的偏转灵敏度是执行定量力谱的重要参数。在软件版本3.7.3中，我们引入了一个 新的标定选项 可从扫频窗口确定悬臂弹簧常数k，并直观地反馈其合适的程度。扫频法与热噪声数据的比较表明，两种方法所发现的k仅有很小的差异。

SrTiO3在动态模式下的形貌

钛酸锶(SrTiO3, STO)是钛和锶的氧化物，具有钙钛矿结构。它具有有趣且部分独特的材料特性。因而被用作氧化物基薄膜和高温超导体生长的基质。 STO形成分层结构的表面。各层的厚度在几埃的范围内。原子力显微镜是成像和测量这些结构的理想工具。

石墨烯上的开尔文探针力显微 (KPFM)

石墨烯属于二维材料范畴，对新设备和新材料的研发具有重要意义。除了对石墨烯进行原子分辨率成像以了解更多的晶体取向、边缘和缺陷外，石墨烯的功能特性也备受关注。 在本应用中，使用CoreAFM的开尔文探针力显微镜对多层石墨烯进行成像，来究单个薄片上的接触电位差变化。

使用Flex-FPM研究细胞间粘附力

原子力显微镜（AFM）已被广泛地用于研究单细胞水平上的细胞-基体和细胞-细胞相互作用[Helenius 等 (2008), Moreno-Encerrado 等 (2017)]。 执行单细胞力谱时细胞通常被化学绑定到悬臂上。但是，此方法存在一些缺点。化学绑定将可获得的最大粘附力限制在几百纳牛顿。此外，它需要很多悬臂才能获得结论性的结果。当在延长的孵育时间（数小时至数天）后研究粘附细胞时，此力范围的限制尤其麻烦，因为力可能超过微牛顿范围。在研究细胞的融合层时尤其如此。在这里，除了通常研究的基体粘附以外，细胞与细胞之间的相互作用力也有贡献。

CVD生长的二硫化钼单层的形貌和KPFM

二硫化钼Molybdenum disulfide (MoS2)是最常被研究的类石墨烯2D材料之一[1]。 原子厚的MoS2 是一个具有独特电气[2]，光学[3]，和机械 [4]特性的半导体，使其成为压电 [5]，光伏[6,7]和其它光电应用的有用材料[8]。 在本应用中，使用Flex-Axiom 的开尔文探针力显微镜 (KPFM)对通过化学气相沉积（CVD）生长; max-width:50%;">

平面外压电响应力显微镜(PFM)在铌酸锂上的应用

铌酸锂Lithium Niobite (LiNbO3)是一种光学透明的压电响应材料，用于压电传感器或手机。我们用CoreAFM测试了LiNbO3样品（FM03，来自爱沙尼亚TipsNano）。样品具有规则的域结构，周期为10-µm。自发极化在相邻域中具有相反的方向。 为了在成像期间测量压电响应，当光栅扫描样品上的悬臂尖端时，将7.5V AC电压施加到微悬臂上。响应于施加的电压，样品周期性地膨胀和收缩，与激发频率同相或反相。虽然测量到的小的RMS粗糙度为0.3 nm，在形貌上却无法识别这些域结构。然而，在平面外压电响应中可以容易地识别它们。

金电极上大量铜沉积过程电化学AFM形貌研究

该报告有效地证明了FlexAFM在电极表面上电沉积材料期间监测形态变化的能力。 在此处所示的数据中，铜沉积在火焰退火的金表面上。 沉积过程显示完全可逆：在低电位下，铜沉积，并且在较高电位下，铜再次溶解。 在一条AFM扫描线内，沉积和溶解非常迅速地发生。

无氧环境下电化学-原子力显微镜（EC-AFM）原位实验

已知环境氧容易溶解在水溶液中并产生干扰许多电极反应的还原波。 因此，通常使用无氧溶液进行电化学实验。 在电化学SPM实验中，脱氧代表了主要的技术挑战，并且研究通常局限于不受溶液中氧气存在影响或仅略微影响的反应。 在本应用简报中，我们描述了如何使用来自Nanosurf的FlexAFM和Electrochemistry Stage ECS 204在无氧水溶液中进行电化学AFM实验。

应用电化学原子力显微镜研究聚乙烯基二茂铁-还原氧化石墨烯 功率/高容量阴极电池材料

描述了由聚（乙烯基二茂铁）（PVFc）和还原氧化石墨烯（rGO）的复合物组成的新阴极电池材料的制备和性能。它显示出有关二茂铁 - 聚合物材料的最高充电/放电效率（以100 A g-1的比率）。该复合材料在比容量密度为114 mAh g-1时具有高达0.21 mAh cm-2（770 mC cm-2,29μm膜厚）的特定容量，并且在300次循环中性能衰减小于5％。复合材料不含粘合剂，电荷存储PVFc占阴极材料总重量的88％。卓越的性能基于（i）氧化石墨烯（GO）上的氧化PVFc的完美自组装，导致PVFc @ GO，（ii）其逐步（n步）转移到集电器（CC）（PVFc @ GO） n @ CC（n =滴铸步骤），和（iii）使用紫精作为均相电催化剂将GO有效电化学转化为复合材料中的rGO。通过zeta电位和原子力显微镜（AFM）研究分析自组装步骤，分别证明GO上的重二茂铁负载和中孔复合结构。完成GO / rGO转换和定量ClO4 - 通过电化学石英晶体微量天平和电化学原子力显微镜发现复合物的离子呼吸。

用Flex原子力显微镜研究细胞 - 细胞粘附力

细胞是生命的基石。 有些人茁壮成长，暂停。 然而，它们中的大多数是粘附在更大的3D矩阵中的细胞，如组织。 这些细胞与相同组织中的相邻细胞或与相邻不同组织的界面处的相邻细胞相互作用。 这可以是肌腱和骨骼之间的自然界面，或者是植入物或生物膜的人造界面。 控制细胞 - 基质和细胞 - 细胞相互作用的力对于它们的结构和功能是重要的，并且它们的量化对于更好地理解组织和界面的机械强度以及其中的相关失效是有意义的。 单细胞力谱测量是以此为目的的强大工具。Flex-FPM - 单细胞粘附力谱的标准工具