border=0

Metoaden brûkende feilichheidsgebrûkers

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>

AFM

In breed klasse fan apparaten basearre op AFM binne kontaktlizzende sensor,

mei oerienkomsten mei micro / nanoelektromechanyske systemen (M / NEMS),

de prototype dêr't de metalen oerflak spanningssensors beskôge wurde kinne

films, dy't yn 1909 earst troch Stoney beskreaun waard. MEMS binne converters

de bydrage fan eksterne multifaktor-effekten nei it meganyske reaksje, grûnwize

basearre op meganyske beweging en deformaasje fan stielen of membraanen fan ferskate

formulieren [6]. Troch de yntinsive massa en stevigens fan it MEMS-ûntwerp te ferleegjen

hege sensibiliteit hawwe. [124]. Untwerp fan atomêre krêftmikroskopy

De ûntjouwing fan mikromechanyske sensoren hat in protte stimulearre en it probleem oerset

MEMS yn 'e kategory fan serieuze en profesjonele ûntwikkeling. Mei ûntwikkelferiening

MEMS-technologyen oan in soad ûndersikers dy't wurkje op it mêd fan atoomyske krêft

mikroskoop, waard it yntuivly dúdlik dat de kantileamer net brûkt wurde kin

Net allinich as oerflak profiem, mar ek as in heul sensitive sensor foar

Mienskippen fan ferskate fysiko-gemyske effekten út 'e eksterne omjouwing.

Komponinten fan ien of oare chemyske biogemyske analysers binne

de opfetters dy't mei de oantsjuttende substans ynteraksje, en de detector (fysike

konverter). De stream fan in gemyske reaksje mei in reagens ynmobilisearre op

oerflak fan de opset, wurdt begelaat troch in feroaring yn syn fysike en fysike

(optyske, elektryske, akoestyske eigenskippen en dt.), lykas ek

Massen en frijlitten of opnimmen fan waarmte en strieling. Konverter antwortet

Dizze wizigingen feroarje en feroarje har yn 'e mannichte fan it analysearringssysteem, dat

kinne as numerike gegevens fertsjintwurdige wurde op 'e ynhâld fan' e analyze

[7]. Op it stuit, op grûn fan cantilevers, binne in soad sensorjes makke, dy't hawwe

Yn 't gefal binne twa prinsipes fan opnimmen fan in sinjaal dy't útkomt fan' e opfangstjoer:

de earste fan har komt nei it mjitten fan 'e resonante frekwinsje fan it systeem en de twadde nei

Bestimming fan syn meganyske ferformaasjes (figuer 1.4).

Fig. 1.4. De wichtichste modus fan operaasje fan microcantilever sensor.

De offset fan 'e natuerfrekwinsje fan it oscillating meganyske systeem kin

komme as gefolch fan feroaringen yn 'e romtlike diminsjes fanwege waarmte of

Feroaringen yn 'e jonge modul fan' e sensoryske lagen, dy't liedt ta in feroaring yn 'e steefheid fan' e sensor

[8, 18]. De ferheging of ôfnimming yn 'e selsmassa fan' e oszillator liedt ek ta

offset resonantfrekwinsje. Dizze soarte resonante kantileale sensoren

is de meast foarkommende. De feroaring yn 'e massa fan it systeem kin foarkomme foar

troch adhesion of chemical sorption (desorption) fan 'e teststof op it oerflak

(fanôf it oerflak fan de sensor) [8-10,87,93,111,112]. Om de massa te mjitten wurde selektearre

spesjale konsintraasjes dy't jo in hegefreeslike antwurd op in eksterne krije kinne

opsjenningssignaal om mear geweldigheid yn 'e massenmessing te jaan

De minimale massa δM dy't mei in kanal ferwurke wurde kin wurde útdrukt

sa folgje [124]:

Ut ekspresje (1) foar

de limyt fan gefoelichheid, folget dat om te ferminderjen

dynamyske berik (minimalisearje ynterne systeemlûd), útwreiding

operative frekwinsjeband Δf en ferheging fan sensibiliteit, d. ferheegje wurk

resonatorfrekwinsje en reduksje fan 'e massa.

As wy derfan útkieze dat de amplitude fan 'e kâlde oscillaasje is folle minder as

fan lingte l, dan, mei it gebrûk fan 'e harmonisearjende oszillator, de eigenfrekwinsje

dêr't ρ, E respektivelik de tichtens binne en de Young's modulus fan 'e kantile materiaal, t is de dikte

cantilever. De feroaring fan 'e massa kin fertsjintwurdige wurde as folgjend:

dêr't f0 en f de frekwinsjes fan 'e kanaleil binne foar en nei't de massa oan har net fêst tafoege is

Oan it ein, k is de karmelike stiffness.

External dissipation factors affect the amplitude frequency

systemeigenskippen [11.124]. Dizze faktoaren kinne feilich wêze en

medium viskositeit [8, 14, 19], temperatuerriden en effekten dy't de prosessen ferbûn binne

Sortearring / desorption fan 'e analyze op' e sensorfeart. Dêrom wichtich

De útdaging foar it ûntwikkeljen fan sensitive massensensors is om stabieljen te garandearjen

Dissipaasje kenmerken fan it miljeu en it ûntbrekken fan temperatuerriden

[6.124].

Yn mikrokantylers kinne deformaasjesystemen ynliede

de aksje fan eksterlike elektroastatyske, magnetyske en gravitêre fjilden,

hawwe in krêft op 'e opfettingsschap fan' e sensor. Idee fan skepping

Dizze sensors waarden feroarsake troch de winsk om harren gefoeligens te ferheegjen

de ynfiering fan ekstra eksterne krêften: magnetyske domeinen, oandielen,

massele eleminten binne yn 'e struktuer fan' e sensoryske lagen ynskreaun as labels [27],

dy't ek brûkt wurde yn oare metoaden, lykas radio-immunoassay

(RIA) [28] en enzyme immunoassay (ELISA) [23]. Mei in lyts bedrach

de oanbeane ûnderdielen oan har tags befetsje, en yn guon gefallen

direkte sinjalearje in ferbine sinjaal, wêrtroch de drompel fergrutet

sensibiliteit metoade [27].

Ien fan 'e earste sensors hat de likenis fan in moderne kantilein, dy't

Yn 1925 waard Timisoara beskreaun, in bimetallike stien dy't bestie út

Twa metalen platen ferbûn mei ferskate koeffizers

thermale útwreiding. Sokke kampearders waarden yn 1994 yn gebrûk nommen

kwalitêre thermometers foar it studearjen fan thermyske effekten by

de katalytyske reaksje fan H2 en O2 yn in laach fan wetter ûntstie op in Pt-film dy't besprutsen waard

Kantilever, mei in feiligens temperatuerferoaring fan oant 10-5K [4]. It moat fêststeld wurde dat yn

Yn dit gefal waard de plaat biede, wat proportionearre is oan de thermale útgong fan 'e reaksje, waard feroarsake

bimorph-effekt yn ferbûne Pt- en Si-lagen, dy't op it stuit breed is

brûkt by it scannen fan thermal mikroskopytechniken foar it krijen fan kaarten

lokale thermale ferdieling yn wurksumheden yntegreare circums [50] en yn

ferskate healrjochtingssensors [51, 85].

De magnitude fan de temperatuerfoarming yn in rjochthoekige bimorphyske systeem

Kantilever wurdt útdrukt yn de folgjende foarm:

wêr't α1, α2, λ1, λ2, Е1, E2 - temperatuerkoefficiën fan útwreiding, thermyske liedendheid en

De jonge modul fan in twa-layer-sensor materiaal, respektivelik t1 en t2, binne dikten

Sensor-lagen, l en w binne de lingte en breed fan 'e kantile, respektivelik, ΔT is de wiziging

temperatuer

Signifikante ferdieling yn moderne biosensorapplikaasjes

Sensoren krigen, wêryn as materiaal, de ynisjalisearjende spanning yn

cantilever, advorearre adsorbearre middel molkulêre stoffen (ôfbylding 1.5)

[31,33,34,57-59,64,70,75-77,79,82,97,102,106], molekulêre kompleksen [78-79], antykladen

[87-92], enzyme [83, 84], DNA [93-100], aptamers [105], proteins [80] of swelling

Polymer films [6,29,30,32,66-67,82,107-110].

Fig. 1.5. De arsjitektuer fan 'e macht immunochemyske mikrokantilever sensor.

De betingst foar it goede operaasje fan de krêftmikrocontilever sensor is

de spesifike natuer fan ien fan 'e oerflakten oan' e soarte substân ûnder studie [6].

Sa'n sensor hat ien sorbate-spesifike plan, wylst it oare is

bliuwt inert yn 't hûs (ôfbylding 1.5). Undergrûnskrêften yn molekulêre films op

Fêste substraten kinne feroarsaakje troch elektro-static ynteraksje

yndividuele molekulen [34,76-77,64] of har kompleks [78,106]. Feroare ferwiderje

enerzjy [34], ferbûn mei it proses fan adsorption fan molekulen op ien fan 'e kanten fan' e kanaleil,

wurdt útdrukt troch de Chatelworth-formule [6]:

wêr σ is de oerflakspanning fan 'e film, γ is de frije enerzjy fan' e oerflak, ∂ε -

Koeffizienten fan feroaring fan oerflakgebiet ∂A / A. Tinkend lytse ferformaasjes

beammen yn relaasje ta syn lineêre dimensjes, kin de bydrage fan 'e oerflakspannings wêze

ferwite, dan is de wiziging fan frije enerzjy identike oan de grutte fan it oerflak

spanning [11]. Undergrûnskrêften yn 'e opfetterslagen besteane út

Low molecular weight compounds may also be due to chemicals or

wetterstofbonden [55,67], ultraviolet [53] en thermal [35,52] radiation. Yn

yn it gefal fan biopolymer receptor-lagen, de kompleksiteit fan 'e oerflak efkes

ferheget en ferlett detaillearen [92].

As gefolch fan feroaringen yn 'e oerflakke laach fan' e sensor energie γ yn it

Opresje of oerflak spanningskrêften foarkomme. Yn dit ferbân,

Kantilever knibbeljende rjochtingindikator yn mikromechanyske analysers is

wêzentlik, om't it karakter fan dominante faktoaren ferantwurdlik foar

enerzjystatus fan it systeem as gehiel.

De relaasje fan oerflakspensje mei it bedrach fan ferfeling fan 'e ein fan' e kant,

mei de foarm fan in >

wêr 't Δσ it ferskil fan oerflakspensomaten tusken it boppeneamde fleantich fleantyk mei

Receptorbescherming en boaiem sûnder spesifike linen, l en t - lingte en dikte

rjochthoekige kantine, respektivelik, ν en E - Poisson's ratio en modulus

It materiaal fan 'e jonge fan' e kant, respektivelik, Δz is it bedrach fan 'e ûntbining fan' e kantil.

Formule (6), dy't folget út elemintêre oerienkomsten, kin krije

De magnitude fan de spanningen yn 'e sensor-lagen kwantearje

oerflakkerich.

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>





Sjoch ek:

Graphene

Elektron-optyske apparaten

Meissner-effekt en har praktyske tapassing

Applikaasje fan it ferskynsel fan superkonduktiviteit yn mjittechnology

Quantum-oszillator basearre op elektromechanikaal resonator

Auger Spectroscopy

Apparaten foar de formaasje en kompresje fan komplekse sinjalen op surfens

Carbon nanotubes

Nanoelektronika

Atomic force microscopy

Pulskompressoren

Sensoren en mikroaktuators

Return to Table of Contents: Physical Phenomena

Sjoen: 1983

11.45.9.63 © bibinar.info is net de auteur fan de materialen dy't ynbrocht binne. Mar leveret de mooglikheid fan fergees gebrûk. Is der in fertsjinwurdiging fan 'e autoriteit? Skriuw ús | Feedback .