[发明专利]一种化学力显微镜技术探针及其制备方法

说明书

本发明公开了一种化学力显微镜技术探针及其制备方法。该探针包括镀金的原子力显微镜探针和单分子吸附层组成；所述镀金的原子力显微镜探针为原子力显微镜探针表面包覆镀金基底层；所述单分子吸附层为修饰分子与所述镀金基底层通过金‑硫化学键形成。本发明采用单分子自组装的方法探针表面的化学修饰，该方法可在镀金表面，利用金硫键形成不同的单分子吸附层；可根据需要对所修饰的分子的特征官能团进行调节；利用本发明用来定量测量特殊基底与特定功能化针尖之间的粘附力作用；实现针对特征官能团分子间相互作用力的直接原位测定。该方法操作简单，成本低，绿色环保，能满足一般工业生产要求。

技术领域

本发明涉及一种化学力显微镜技术探针及其制备方法，属于原子力显微镜力学应用领域。

背景技术

单分子自组装技术((self-assembled monolayers，简称SAMs技术)是通过分子特殊端基与基底之间产生化学吸附，在界面上自发形成有序的分子组装层。它具有原位自发形成、较高的有序性和取向性、高密度堆积、缺陷少以及结构稳定等优点。在科学研究和生产、生活等诸多领域有极为广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种化学力显微镜技术探针及其制备方法，本发明方法操作简单，成本低，绿色环保，能满足一般工业生产要求。

本发明提供的一种化学力显微镜技术探针，该探针包括原子力显微镜探针、镀金基底层和单分子吸附层组成；

所述原子力显微镜探针表面包覆所述镀金基底层；

所述单分子吸附层为修饰分子与所述镀金基底层通过金-硫化学键形成。

上述的探针中，所述修饰分子为结构式中一端含有巯基，另一端含有特征官能团的特征分子。

上述的探针中，所述修饰分子的结构简式为下式Ⅰ所示，

HS-(CH₂)_n-R式Ⅰ；

式Ⅰ中，R为氨基、羧基、甲基和苯基中的至少一种；

n为1～18的自然数。

上述的探针中，所述镀金基底层的厚度为50～70nm。

本发明中，所述镀金基底层的基底材料为本领公知的材料，所述镀金基底层具体可为金镀层。

本发明化学力显微镜技术探针可根据需要对所修饰的分子的特征官能团进行调节；利用本发明能用来定量测量特殊基底与特定功能化针尖之间的粘附力作用；实现针对特征官能团分子间相互作用力的直接原位测定。

本发明还提供了一种化学力显微镜技术探针的制备方法，包括如下步骤：将镀金的原子力显微镜探针在所述修饰分子的溶液中浸泡，然后取出干燥，即得到化学力显微镜技术探针。

上述的制备方法中，所述修饰分子的溶液的溶剂乙醇、甲苯和丙酮中的至少一种。

上述的制备方法中，所述待修饰分子的溶液的浓度可为2～5mM。

上述的制备方法中，所述浸泡的时间可为18～36h，具体可为24h。

本发明具有以下优点：

本发明采用单分子自组装的方法实现原子力显微镜(简称AFM)探针表面的化学修饰，该方法可在镀金表面，利用金硫键形成不同的单分子吸附层。本发明所采用的化学力显微镜技术(简称CFM)的可根据需要对所修饰的分子的特征官能团进行调节；利用本发明能用来定量测量特殊基底与特定功能化针尖之间的粘附力作用；实现针对特征官能团分子间相互作用力的直接原位测定。该方法操作简单，成本低，绿色环保，能满足一般工业生产要求。

附图说明