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Small methods. 2024 Jun 21:e2400287. doi: 10.1002/smtd.202400287 Q19.12025

Revealing the Mechanism Underlying 3D-AFM Imaging of Suspended Structures by Experiments and Simulations

实验和模拟揭示悬空结构三维原子力显微镜成像机制 翻译改进

Mohammad Shahidul Alam  1, Marcos Penedo  2, Takashi Sumikama  3, Keisuke Miyazawa  3  4, Kaori Hirahara  5, Takeshi Fukuma  1  3  4

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作者单位

  • 1 Division of Nano Life Science, Kanazawa University, Kakuma-machi, Kanazawa, 920-1192, Japan.
  • 2 École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Institute for Bioengineering, Laboratory for Bio and Nanoinstrumentation, Lausanne, CH 1015, Switzerland.
  • 3 WPI Nano Life Science Institute (WPI-Nano LSI), Kanazawa University, Kakuma-machi, Kanazawa, 920-1192, Japan.
  • 4 Faculty of Frontier Engineering, Kanazawa University, Kakuma-machi, Kanazawa, 920-1192, Japan.
  • 5 Department of Mechanical Engineering, Osaka University, 2-1 Yamadaoka, Suita, Osaka, 565-0871, Japan.

    • DOI: 10.1002/smtd.202400287 PMID: 39031872

    摘要 中英对照阅读

    The invention of 3D atomic force microscopy (3D-AFM) has enabled visualizing subnanoscale 3D hydration structures. Meanwhile, its applications to imaging flexible molecular chains have started to be experimentally explored. However, the validity and principle of such imaging have yet to be clarified by comparing experiments and simulations or cross-observations with an alternative technique. Such studies are impeded by the lack of an appropriate model. Her... ...点击完成人机验证后继续浏览

    3D原子力显微镜（3D-AFM）的发明使得可视化亚纳米级三维水合结构成为可能。同时，其在柔性分子链成像中的应用也开始被实验探索。然而，通过比较实验和模拟或使用替代技术进行交叉观察来澄清这种成像的有效性和原理的工作尚未完成。这类研究受到缺乏适当模型的阻碍。在这里，这一困难通过制造足够灵活、适合3D-AFM，尺寸足够大以适应扫描电子显微镜（SEM），并且简单到可以用于仿真的三维碳纳米管（CNT）结构得以克服。对同一模型进行的SEM和3D-AFM观察提供了明确证据支持成像重叠纳米结构的可能性，例如悬空的CNT和下面的铂（Pt）纳米点。对此类3D-AFM成像进行朗之万动力学模拟阐明了其成像机制，其中柔性CNT横向偏移以允许AFM探针接触底层结构。这些结果一致表明，3D-AFM图像受到CNT与AFM纳米探针之间摩擦的影响，但可以通过振荡悬臂显著抑制这种影响。本研究强化了3D-AFM在生命科学到界面科学等各个领域成像各种三维自组织系统的理论基础。

    关键词： 3D原子力显微镜；碳纳米管；柔性结构；水合结构。

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    期刊名：Small methods

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    ISSN：2366-9608

    e-ISSN：2366-9608

    IF/分区：9.1/Q1

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