[News] Un microscope à force atomique capable d'opérer en milieu liquide

[Michel]

Des physiciens chinois ont élaboré un nouveau type de microscope à force atomique (AFM) qui opère en milieu liquide. Le dispositif pourra être utilisé pour imager des échantillons biologiques, des matériaux facilement oxydables ou des échantillons dans des environnements dangereux. La plupart des AFM travaillent dans l’air ou dans un vide très poussé mais dans certains cas l'échantillon devrait être maintenu dans un liquide, comme par exemple des échantillons biologiques susc...

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[MOURAD]

Des physiciens chinois ont élaboré un nouveau type de microscope à force atomique (AFM) qui opère en milieu liquide. Le dispositif pourra être utilisé pour imager des échantillons biologiques, des matériaux facilement oxydables ou des échantillons dans des environnements dangereux.

La plupart des AFM travaillent dans l’air ou dans un vide très poussé mais dans certains cas l'échantillon devrait être maintenu dans un liquide, comme par exemple des échantillons biologiques susceptibles de mourir à l’air libre. Bien que les chercheurs aient déjà conçus des AFM opérant dans un liquide auparavant, la plupart de ces dispositifs ne fonctionnent qu’en déposant une goutte de liquide sur l'échantillon à étudier, ce qui limite la dimension de celui-ci et les séquences de prise de vues.

Dongxian Zhang et ses collègues de l'université de la Province du Zhejiang à Hangzhou ont développé un AFM qui peut être complètement immergé dans un liquide et qui est capable d’imager à grandes vitesses pour un large éventail de solutions corrosives. De plus, le microscope n’impose aucune restriction sur la dimension de l'échantillon.

Un microscope à force atomique est (en gros) composé d'un levier surmonté d'une pointe qui suit la surface de l'objet à étudier. La pointe scanne la surface à représenter, et l'on agit sur sa hauteur selon un paramètre de rétro-action. Un ordinateur enregistre cette hauteur et reconstitue une image de la surface. Ceci permet à l'AFM d'enregistrer des images avec une résolution spatiale extrêmement élevée de l’ordre du nanometre. Le nouvel appareil fonctionne de la même manière qu'un AFM conventionnel et se compose d'une sonde, d'une fenêtre transparente et d'une cellule liquide en Plexiglass, qui est résistante à la plupart des acides et alcalis.

Schéma de principe du nouveau microscope à force atomique

La fenêtre permet aux scientifiques d'immerger la sonde dans un liquide et de balayer sous la surface. Ceci signifie que les effets de tension superficielle (qui pourraient être suffisamment élevés pour endommager la sonde) sont éliminés de même que les vibrations provenant de la surface (qui pourraient affecter la stabilité du dispositif). Zhang et ses collègues obtiennent une image de 400x400 pixels en 10 secondes, ce qui rivalise avec les cadences de balayage des AFM fonctionnant à l’air libre ou dans le vide. L'équipe chinoise a également mesuré la corrosion d'un échantillon de plomb in situ et en temps réel (photo du haut, dissolution d’une inclusion de plomb dans de l’acide oxalique, chaque image fait 1500 nm de coté).

Source: NanotechWeb