Содержание.

1. Введение. 3

2. Литературный обзор. 5

A. Общие принципы работы сенсоров. 5

B. Полимерные кантилеверы и сенсоры на их основе. 7

3. Экспериментальная часть. 11

A. Метод создания тонких полимерных плёнок 11

B. Исследование резонанса кантилеверов из тонких 13

полимерных плёнок.

C. Создания газового сенсора на основе ПЭГ и 16

полимерного кантилевера.

D. Точность определения отклонения кантилевера. 17

Шумы лазера.

4. Выводы. 19

5. Список литературы. 20

1. Введение.

Сканирующая зондовая микроскопия, и в частности атомно-силовая микроскопия – это мощный инструмент изучения поверхностей исследуемых объектов. Но это не единственное её применение. На основе атомно-силового микроскопа создан целый ряд химических и биологических сенсоров. Обязательным элементом таких сенсоров является кантилевер с модифицированной поверхностью или даже целый набор таких кантилеверов. Кантилевер обычно представляет собой зонд в виде иголочки, выращенной на конце прямоугольной балки, и используется в АСМ. Но для сенсоров необязательно наличие на конце острого зонда. По способу детектирования сенсоры могут работать в статическом или динамическом режиме. В динамическом режиме фиксируется изменение резонансной частоты кантилевера в результате увеличения его эффективной массы или изменения упругих свойств. В статическом режиме наличие детектируемого вещества определяется по отклонению кантилевера.

Общий принцип работы статических сенсоров заключается в следующем. В результате взаимодействия модифицированной поверхности кантилевера и детектируемого вещества, возникает разность сил поверхностного натяжения на противоположных сторонах кантилевера. Под действием этой разности кантилевер изгибается. Его отклонение может фиксироваться при помощи оптической системы. Механизм появления дополнительных сил поверхностного натяжения может быть разный. В данной работе изучались сенсоры, основанные на набухании полимерных соединений. Разность сил поверхностного натяжения возникает за счёт набухания модификатора в парах детектируемого вещества. Также изучались сенсоры, в которых поверхностное натяжение появлялось в результате электростатического отталкивания между молекулами адсорбированного вещества.

Материалом для создания кантилеверов АСМ обычно служит кремний. Целью данной работы являлось создание новых и изучение уже существующих методов изготовления кантилеверов из тонких полимерных плёнок. Также изучались их свойства и применимость для создания химических и биологических сенсоров на их основе.

Основными целями работы являются:

1. изучение принципов создания химических и биологических сенсоров.

2. создание полимерных кантилеверов.

3. создание сенсоров на их основе.

4. в перспективе, создание “электронного носа” с использованием полимерных кантилеверов.

2. Литературный обзор.

2.А. Общие принципы работы сенсоров.

В последнее время проводится много экспериментов по разработке и созданию химических сенсоров. Обычно сенсор состоит из физического преобразователя, который преобразует какую-либо физическую величину в подходящий выходной сигнал, и химически селективного слоя, так чтобы выходной сигнал возникал в результа

Список литературы.

[1] Nickolay V. Lavrik, Michael J. Sepaniak, Panos G. Datskos. Cantilever transducers as a platform for chemical and biological sensors. REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, 2004, №7, pp. 2229-2253.

[2] X. Richard Zhang and Xianfan Xu. Development of a biosensor based on laser-fabricated polymer microcantilevers. Applied Physics Letters,2004, №12, pp. 2423-2425.

[3] M. Calleja, M. NordstroЁ m, M. Alvarez, J. Tamayo, L.M. Lechuga, A. Boisen. Highly sensitive polymer-based cantilever-sensors for DNA detection. Ultramicroscopy, 2005, №105, pp. 215–222.

[4] Hans Peter Lang, Martin Hegner, Christoph Gerber. Cantilever array sensors. Materials today, 2005, №8, pp. 30-36.

[5] Alexander Bietsch, Jiayun Zhang, Martin Hegner, Hans Peter Lang and Christoph Gerber. Rapid functionalization of cantilever array sensors by inkjet printing. Nanotechnology, 2004, №15, pp. 873–880.

[6] Andrew W. McFarland, Mark A. Poggi, Lawrence A. Bottomley and Jonathan S. Colton. Production and characterization of polymer microcantilevers. Review of Scientific Instruments, 2004, №8, pp. 2756-2758.

Примечаний нет.