Nanoforschung und Flüssigkeiten
Das Rasterkraftmikroskop ist derzeit das wertvollste Tool für Abbildung, Messung und Manipulation von Materie. Mit einer Auflösung von einem Bruchteil eines Nanometers misst es Topografien mithilfe eines Kraftsensors. Der Sensor ist an einem Cantilever mit Mikroabmessungen montiert, und der Radius der Krümmung ist im Grunde der einzige Faktor, der die Auflösung des Mikroskops einschränkt. Das SPOT-NOSED-Projekt hat solche Sensoren für den Einsatz bei elektrischen Messungen in flüssigen Medien entwickelt. Dieser neue Typ eines Rasterkraftmikroskops besteht aus einem an der ebenen Fläche eines Siliziumchips angebrachten Cantilever mit einer Spitze in Schnabelform (dem Sensor) an einem Ende. Die Spitze besteht aus polykristallinem Silizium, der Cantilever aus Siliziumnitrid. Spitze und Cantilever sind mit einer leitenden Goldschicht beschichtet. Um elektrische Messungen zu ermöglichen, ist ein Metall erforderlich, aus Gründen der Biokompatibilität ist Gold am besten geeignet. Rasterkraftmikroskope "sehen" nicht in dem Sinn, dass sie Licht erkennen. Bei Einwirkung intermolekularer Kräfte in der untersuchten Substanz vibriert der Cantilever gemäß dem Hookschen Gesetz. Diese Abweichung stellt das Signal dar, aus dem anschließend ein Abbild der Oberfläche erstellt wird. Folglich werden die Cantilever durch Federkonstanten charakterisiert. Da Proben biologischer Flüssigkeiten untersucht werden sollen, haben die Projektpartner rechteckige und V-förmige Cantilever mit Federkonstanten zwischen 0,01N/m und 1N/m hergestellt. Die im Labor entwickelten Prototypen der Sensoren für Rasterkraftmikroskope wurde umfassend und erfolgreich getestet.
