[发明专利]一种可用于定量测量的AFM探针、修饰方法及其应用

权利要求书

1.一种可用于定量测量的AFM探针，其特征在于，所述的探针结构为：AFM探针针尖处粘附有微米级小球，微米级小球表面无规则分布着大量无定形凹凸结构，形成粗糙表面，纳米颗粒均匀附着于小球的粗糙表面上；所述粗糙表面的粗糙度在纳米级别，粗糙表面凹凸峰谷值小于所要修饰的纳米颗粒尺寸。

2.一种权利要求1所述的可用于定量测量的AFM探针的修饰方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、微米级小球预处理

(1)通过化学刻蚀或机械加工方法对微米级小球进行预处理，形成粗糙的表面微结构，粗糙表面微结构可以增加微米级小球对纳米颗粒的吸附效果；所述化学刻蚀的刻蚀时间在0.05-2h之间，化学刻蚀采用常规酸洗刻蚀的方法；所述机械加工方法为采用球磨机球磨的方法，球磨时间在0.05-10h之间；所述的微米级小球的形状为球形，微米级小球的直径取0.5-2μm；

(2)对预处理后的微米级小球超声处理后，通过与小球直径相当的滤网对超声后的溶液进行过滤，过滤后置于烘箱内干燥，干燥温度为40-120℃之间，干燥时间1-24h；

步骤2、制备纳米颗粒分散液

将纳米颗粒加入分散剂中，并对其进行超声分散处理，得到纳米颗粒分散液，所述的纳米颗粒分散液的浓度为0.1-1mg/ml；所述纳米颗粒尺寸在10-80nm之间；

步骤3、微米级小球吸附纳米颗粒

将步骤1制备好的微米级小球加入纳米颗粒分散液中，其中，微米级小球浓度为0.01-0.1mg/ml，再次进行超声0.2-2h处理得到混合分散液，使纳米颗粒分散液中的纳米颗粒与微米级小球充分接触，从而使纳米颗粒吸附于微米级小球表面；将混合分散液滴在硅片或云母片中央并进行干燥处理置于烘箱内干燥，干燥温度为40-200℃之间，干燥时间为1-48h；

步骤4、AFM探针修饰

此时纳米颗粒已经附着在微米级小球表面，微米级小球的尺度在光学显微镜下清晰可见，通过显微操纵器将微米级小球粘附在AFM探针针尖上。

3.根据权利要求2所述的一种可用于定量测量的AFM探针的修饰方法，其特征在于，所述的微米级小球的材料为碳、钛、二氧化硅、聚苯乙烯。

4.根据权利要求2所述的一种可用于定量测量的AFM探针的修饰方法，其特征在于，所述步骤1中对微米级小球超声处理时间为0.2-2h。

5.根据权利要求2所述的一种可用于定量测量的AFM探针的修饰方法，其特征在于，步骤2中所述的分散剂为去离子水、无水乙醇。

6.一种权利要求1所述的可用于定量测量的AFM探针的应用，其特征在于，AFM探针置于原子力显微镜的探测头上，用于测量单位纳米颗粒与被测物体表面间的相互作用力，能够直接得出纳米颗粒与其他被观测物体的粘附力关键参数。