3D 打印厚度仅 5 纳米的传感器将有效提高原子力显微镜的检测速度

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随着 3D 打印的不断发展，研究微观 3D 打印渐渐成为了一种趋势。近日，瑞士的洛桑理工学院（EPFL）在微观 3D 打印方面取得了重大进展。他们研发出了一款厚度仅为 5 纳米的传感器。这种传感器能够提高原子力显微镜的检测速度和灵敏度。具体操作时，将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它们之间就会产生相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。要提高原子力显微镜的性能，最好的方法之一就是缩小它的悬臂。而 EPFL 制造这个 5 纳米厚传感器所用的纳米 3D 打印技术刚好可以达到这种要求 — 它甚至可以将悬臂缩小 100 倍！这个 5 纳米厚的 3D 打印传感器的主体由高导电的铂纳米颗粒组成，外部则被绝缘的碳基体包裹。正常情况下，碳是可以阻挡住电子的，但在纳米尺度上，这种情况就会被量子效应改变 — 电子会不可思议地穿过绝缘材料，瞬间从一个纳米颗粒转移到另一个纳米颗粒上。于是，当传感器的形状改变时，纳米粒子彼此间的距离就会变大，而电子在它们之间跳跃的次数也会随之减少，而由此形成的电流就透露了传感器的形变程度以及被测物体的组成。

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