SFA2000表面力儀發(fā)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(shù)，SFA 可以準(zhǔn)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(huán)境中表面與表面間的相互作用。SFA 的最初設(shè)想是由Tabor和 Winterton在1969年提出的，初衷是為了設(shè)計一種納米尺度下測量表面力的實驗設(shè)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(dá)到了埃米級。隨后，Tabor 的學(xué)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(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，他以原始的SFA設(shè)想為原型設(shè)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(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，SFA設(shè)備本身的設(shè)計不斷成熟，從初始的M Ⅰ型，經(jīng)過MⅡ和Mk IⅢ型發(fā)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(tǒng)內(nèi)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(jié)構(gòu)的生物領(lǐng)域，以及離子流體等T業(yè)領(lǐng)域內(nèi)存在的分子間或表面間相互作用。而且，得益于設(shè)備技術(shù)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(shù)已成為納米科學(xué)領(lǐng)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(yīng)用。