7 tipos mais comuns de modos de microscopia de força atômica

Descubra os 7 tipos mais comuns de modos de microscopia de força atômica (AFM) e suas aplicações na pesquisa de superfícies em escala atômica.

Introdução

A microscopia de força atômica (AFM, na sigla em inglês) é uma técnica avançada de imagem que permite a observação e análise de superfícies em escala atômica. Ao contrário da microscopia óptica convencional, a AFM utiliza uma ponta extremamente fina e sensível para mapear as características topográficas de uma amostra, gerando imagens de alta resolução.

Neste artigo, exploraremos os sete tipos mais comuns de modos de microscopia de força atômica, que oferecem diferentes informações sobre as propriedades físicas e químicas das amostras.

1. Modo de Contato

O modo de contato é o mais básico e comum na microscopia de força atômica. Nele, a ponta do microscópio entra em contato direto com a superfície da amostra, exercendo uma força constante. A medida da deflexão da ponta é usada para gerar a imagem topográfica. Esse modo é adequado para superfícies rígidas, mas pode causar danos em amostras mais macias.

2. Modo de Elevação

O modo de elevação, também conhecido como modo de não contato, é usado quando se deseja evitar danos à amostra. Nesse modo, a ponta é posicionada acima da superfície da amostra, sem entrar em contato direto. A detecção é feita medindo-se a força de atração entre a ponta e a amostra. Esse modo é ideal para amostras sensíveis ou com superfícies molhadas.

Continue lendo a segunda parte deste artigo para conhecer os outros cinco modos de microscopia de força atômica.

3. Modo de Fricção

O modo de fricção é utilizado para estudar as propriedades de atrito e aderência de uma superfície. Nesse modo, a ponta do microscópio é arrastada lateralmente sobre a amostra, enquanto a força de atrito é medida. Esse modo permite a investigação de características como rugosidade, dureza e interações superficiais.

4. Modo de Mapeamento de Força

O modo de mapeamento de força é utilizado para visualizar e medir a distribuição da força em uma superfície. Nesse modo, a ponta do microscópio é posicionada em diferentes pontos da amostra, e a deflexão da ponta é medida para cada ponto. Essas medições fornecem informações sobre as propriedades mecânicas da amostra, como a rigidez local.

5. Modo de Imagem de Amplitude

O modo de imagem de amplitude é utilizado para visualizar variações na amplitude de oscilação da ponta do microscópio. A ponta é mantida próxima à superfície da amostra e a sua oscilação é detectada. Esse modo é útil para estudar propriedades como a viscoelasticidade e a aderência em uma escala nanométrica.

6. Modo de Imagem de Fase

O modo de imagem de fase é utilizado para investigar as propriedades ópticas e viscoelásticas da amostra. Nesse modo, a fase do sinal de oscilação da ponta é comparada com a fase de referência. Essa comparação permite mapear a variação da rigidez e das propriedades ópticas na superfície da amostra.

7. Modo de Condutância Elétrica

O modo de condutância elétrica combina a microscopia de força atômica com a medição da condutividade elétrica da amostra. Nesse modo, uma ponta condutora é utilizada para medir a resistência elétrica da superfície. Isso permite a investigação de propriedades eletrônicas, como a condutividade e a distribuição de cargas em uma amostra.

Em resumo, a microscopia de força atômica oferece uma ampla gama de modos de operação, cada um com suas próprias aplicações e informações valiosas. A escolha do modo mais adequado depende das propriedades desejadas da amostra e dos objetivos da pesquisa. Esses modos têm impulsionado significativamente a compreensão e o avanço em áreas como nanotecnologia, ciência dos materiais e biologia molecular.