SFA2000表面力儀發展歷史

作為一套測量徼米/納米級尺度下兩表面之間相互作用力(作用能)的技術，SFA 可以準確地獲得兩表面間的實時絕對距離，并且更適用于測量在液相環境中表面與表面間的相互作用。SFA 的最初設想是由Tabor和 Winterton在1969年提出的，初衷是為了設計一種納米尺度下測量表面力的實驗設備。在此之前，Tolansky16在研究表面形貌的工作中使用了多光束干涉(Multiple beam interferometry，簡稱MBI)方法，該方法對距離的敏感度可以達到了埃米級。隨后，Tabor 的學生Israelachvili 給出兩層和三層干涉計模型中多光束干涉方程的完整解"，并將多光束干涉作為表面間距測量方法引入SFA系統。在此基礎上，他以原始的SFA設想為原型設計制造出第一臺實用型SFA，并精確測量了水溶液中的范德華力。經過幾十年的不斷發展，SFA設備本身的設計不斷成熟，從初始的M Ⅰ型，經過MⅡ和Mk IⅢ型發展到最新的SFA 2000型，并衍生出eSFA等具有特定功能的型號。同時，SFA的研究對象也從 DLVO力150、水合力和疏水力等膠體系統內的相互作用，擴展到磷脂雙分子層、脫氧核糖核酸(DNA)等含有自組裝分子結構的生物領域，以及離子流體等T業領域內存在的分子間或表面間相互作用。而且，得益于設備技術的完善，SFA還可以研究分子層間的切向摩擦與潤滑。如今，SFA技術已成為納米科學領域重要的研究工具之一，在微納尺度流體、生物材料等研究方向上得到了廣泛應用。