Зонд атомно-силового микроскопа (АСМ), сканируя поверхность объекта, может раскрыть подробности в разрешении в 1000 раз больше, чем оптический микроскоп. Это делает АСМ лучшим инструментом для анализа физических параметров материала, но он не может сказать что-нибудь о его химии, из-за чего ученые обращаются к масс-спектрометру.

Теперь исследователи Oak Ridge National Laboratory объединили эти фундаментальные возможности в одном приборе, который может «прощупать» образец в трех измерениях и сразу представить информацию о топографии поверхности, механическому поведению вблизи поверхности и химии на и под поверхностью.

Такие мультимодальные изображения позволяют ученым исследовать тонкие пленки полимеров.

Ведущий автор Olga Ovchinnikova говорит:

«Объединение двух возможностей соединяет лучшее из обоих миров. По одному материалу, вы сразу же получаете не только точное местоположение и физические характеристики, но и точную химическую информацию». Соавтор исследования Van Berkel сказал: «Впервые мы показали, что можно использовать несколько методов, с помощью атомно-силового микроскопа. Мы показали, что вы могли бы собрать разнообразные наборы данных одновременно, не меняя датчиков и без изменения образца».

В прошлом ученые измеряли физические и химические свойства на различных инструментах, из-за чего данные отображались в разных масштабах разрешения. Ширина пикселя данных АСМ может быть 10 нм, в то время как ширина пикселя данных MS может быть 10 микрон — в тысячу раз больше.

«Разрешение химической идентификации был намного беднее», подчеркнула Овчинникова. «Вы должны были взять изображения от различных методов и попытаться выстроить их и создать размытое изображение. Поскольку размеры пикселей сильно отличались, выравнивание было затруднено». Инновация решила эту проблему. «Сейчас при использовании одной установки, размеры пикселей очень похожи друг на друга. Вы можете определить один пиксель и соотнести его с другим пикселя в изображении», сказала Овчинникова. «Теперь ученые могут наложить данных и безупречно сшить вместе фотографии для создания панорамного изображения».