Программа курса "Аналитическая наноскопия"
Лектор: доктор физико-математических наук Яминский Игорь
Владимирович
Вводная часть.
- Современная нанотехнология. Микроминиатюрные машины. Наномеханика. Наноэлектроника. Аналитическая нанобиология. История и хронология сканирующей зондовой микроскопии. Основные тенденции и перспективы развития методов и аппаратуры зондовой микроскопии.
Основная часть.
- Туннельный эффект. Сканирующая туннельная микроскопия. Туннельные спектроскопические исследования. Зонды для туннельной микроскопии. Нанолитография и модификация поверхности с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Электронные свойства и структура поверхности графита и золота по данным туннельной микроскопии. Электрохимический микроскоп.
- Природа межмолекулярных сил. Феноменологические теории. Силы отталкивания. Обменное взаимодействие. Потенциал парного взаимодействия. Энергия взаимодействия молекул в свободном пространстве и в средах. Классификация межмолекулярных сил. Взаимодействие неполярных молекул. Силы Ван-дер-Ваальса.
- Поверхностные силы между макроскопическими телами. Экспериментальные исследования поверхностных сил. Работы Б.В. Дерягина. Теория Е.М. Лифшица расчета сил Ван-дер-Ваальса. Постоянная Гаммакера.
- Взаимодействие тел в жидких средах. Новейшие представления о гидрофобных силах. Структура жидкости вблизи гидрофобной поверхности. Структурные силы. Взаимодействие между полимерными поверхностями.
- Теория адгезионного контакта. Поверхностная энергия. Краевой угол смачивания. Влияние капиллярной конденсации на адгезию тел.
- Атомно-силовая микроскопия. Методы и аппаратура. Измерения структуры поверхности и сил взаимодействия. Контактная мода. Режим трения. Резонансные методы атомно-силовой микроскопии. Типы кантилеверов.
- Пьезокерамические манипуляторы. Артефакты в зондовой микроскопии.
- Современные методы обработки графической информации. Методы фильтраци.
- Сканирующая зондовая микроскопия чистых поверхностей и тонких пленок. Пленки Ленгмюр-Блоджетт, самоорганизующиеся органические пленки. Исследования морфологии и локальных свойств полимеров.
- Аппаратура зондовой микроскопии: магнитно-силовой микроскоп, ЯМР-микроскоп, оптический микроскоп ближнего поля. Пример конструирования зондового микроскопа.
- Термонаноскопия и микромеханический анализ полимеров.
- Аналитическая бионаноскопия. Зондовая микроскопия нуклеиновых кислот, белков, белок-мембранных комплексов, липополисахаридов, вирусов и бактериальных клеток. Медицинские аспекты зондовой микроскопии.