Nature.com ಗೆ ಭೇಟಿ ನೀಡಿದ್ದಕ್ಕಾಗಿ ಧನ್ಯವಾದಗಳು. ನೀವು ಸೀಮಿತ CSS ಬೆಂಬಲದೊಂದಿಗೆ ಬ್ರೌಸರ್ ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಿದ್ದೀರಿ. ಉತ್ತಮ ಅನುಭವಕ್ಕಾಗಿ, ನೀವು ನವೀಕರಿಸಿದ ಬ್ರೌಸರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬೇಕೆಂದು ನಾವು ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡುತ್ತೇವೆ (ಅಥವಾ ಇಂಟರ್ನೆಟ್ ಎಕ್ಸ್‌ಪ್ಲೋರರ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿ). ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ನಡೆಯುತ್ತಿರುವ ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ನಾವು ಶೈಲಿಗಳು ಮತ್ತು ಜಾವಾಸ್ಕ್ರಿಪ್ಟ್ ಇಲ್ಲದೆ ಸೈಟ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತೇವೆ.
ಮೂರು ಸ್ಲೈಡ್‌ಗಳ ಕ್ಯಾರೋಸೆಲ್ ಅನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದೇ ಬಾರಿಗೆ ಮೂರು ಸ್ಲೈಡ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸಲು ಹಿಂದಿನ ಮತ್ತು ಮುಂದಿನ ಬಟನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ, ಅಥವಾ ಒಂದೇ ಬಾರಿಗೆ ಮೂರು ಸ್ಲೈಡ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸಲು ಕೊನೆಯಲ್ಲಿರುವ ಸ್ಲೈಡರ್ ಬಟನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ.
ವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಾಧನಗಳು ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ ಹೊಸ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಮೃದು ವಸ್ತುಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯೊಂದಿಗೆ, ಅವುಗಳ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಸಮಗ್ರ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸವಾಲಿನದ್ದಾಗಿದೆ. ಕವಲೊಡೆದ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಗಳ ಪದರದಿಂದ ಲೇಪಿತವಾದ ಹೊಸ ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ ಎ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ಸಿಲಿಕೋನ್ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಲೆನ್ಸ್‌ನ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಮೇಲ್ಮೈ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ಪರಮಾಣು ಬಲ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕ (ಎಎಫ್‌ಎಂ) ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ತಂತ್ರವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕವಲೊಡೆದ ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳನ್ನು ಸಮೀಪಿಸುವಾಗ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯ ಹೊರತೆಗೆಯುವಿಕೆಯ ಪರಿಣಾಮಗಳಿಲ್ಲದೆ ಸಂಪರ್ಕ ಬಿಂದುಗಳ ನಿಖರವಾದ ನಿರ್ಣಯವನ್ನು ಈ ವಿಧಾನವು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಪೊರೊಎಲಾಸ್ಟಿಸಿಟಿಯ ಪರಿಣಾಮವಿಲ್ಲದೆ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಬ್ರಷ್ ಅಂಶಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಇದು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಮೃದುವಾದ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಮಾದರಿಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಲು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸೂಕ್ತವಾದ ವಿನ್ಯಾಸದೊಂದಿಗೆ (ತುದಿ ಗಾತ್ರ, ಜ್ಯಾಮಿತಿ ಮತ್ತು ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ ದರ) ಎಎಫ್‌ಎಂ ಪ್ರೋಬ್ ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣದಲ್ಲಿ (2 ಕೆಪಿಎ ವರೆಗೆ) ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವದ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಮತ್ತು ಆಂತರಿಕ (ಬಹುತೇಕ 100%) ಜಲೀಯ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅತ್ಯಂತ ಮೃದುವಾದ ವಸ್ತು ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ ಎ ಯ ನಿಖರವಾದ ಮಾಪನಕ್ಕಾಗಿ ಈ ವಿಧಾನವು ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆ ಮತ್ತು ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಮೇಲ್ಮೈ ಅಧ್ಯಯನದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ ಎ ಲೆನ್ಸ್‌ನ ಅತಿ-ಮೃದು ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿದ್ದಲ್ಲದೆ, ಕವಲೊಡೆದ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ಗಳ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಸಿಲಿಕಾನ್-ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ. ಈ ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಣಲಕ್ಷಣ ತಂತ್ರವನ್ನು ಇತರ ಅತಿ-ಮೃದು ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು.
ಜೀವಂತ ಅಂಗಾಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ನೇರ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ವಸ್ತುಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಜೈವಿಕ ಪರಿಸರದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಪರಿಪೂರ್ಣ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯು ಪ್ರತಿಕೂಲ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡದೆ ವಸ್ತುವಿನ ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ1,2,3. ಬೃಹತ್ ಏಕರೂಪದ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ, ಪ್ರಮಾಣಿತ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷಾ ವಿಧಾನಗಳ ಲಭ್ಯತೆಯಿಂದಾಗಿ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸುಲಭವಾಗಿದೆ (ಉದಾ, ಮೈಕ್ರೋಇಂಡೆಂಟೇಶನ್4,5,6). ಆದಾಗ್ಯೂ, ಜೆಲ್‌ಗಳು, ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್‌ಗಳು, ಬಯೋಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳು, ಜೀವಂತ ಕೋಶಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿಗಳಂತಹ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಮೃದುವಾದ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ, ಮಾಪನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಮಿತಿಗಳು ಮತ್ತು ಕೆಲವು ವಸ್ತುಗಳ ಅಸಮಂಜಸತೆಯಿಂದಾಗಿ ಈ ಪರೀಕ್ಷಾ ವಿಧಾನಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸುವುದಿಲ್ಲ7. ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಮೃದು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಮಾರ್ಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಅನೇಕ ವಿಧಾನಗಳು ಇನ್ನೂ ಅವುಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುವ ಗಂಭೀರ ನ್ಯೂನತೆಗಳಿಂದ ಬಳಲುತ್ತವೆ8,9,10,11,12,13. ಸೂಪರ್‌ಸಾಫ್ಟ್ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಪದರಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹವಾಗಿ ನಿರೂಪಿಸುವ ವಿಶೇಷ ಪರೀಕ್ಷಾ ವಿಧಾನಗಳ ಕೊರತೆಯು ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ತೀವ್ರವಾಗಿ ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ನಮ್ಮ ಹಿಂದಿನ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ, ನಾವು ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ ಎ (CL) ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಲೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿದ್ದೇವೆ, ಇದು ಕಣ್ಣಿನ ಕಾರ್ನಿಯಾದ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ಪ್ರೇರಿತವಾದ ಸಂಭಾವ್ಯ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ವಿನ್ಯಾಸಗಳಿಂದ ಪಡೆದ ಎಲ್ಲಾ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಮೃದು ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮೃದುವಾದ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ. ಈ ಜೈವಿಕ ವಸ್ತುವನ್ನು ಪಾಲಿ(2-ಮೆಥಾಕ್ರಿಲೋಲೋಕ್ಸಿಥೈಲ್ಫಾಸ್ಫೊರಿಲ್ಕೋಲಿನ್ (MPC)) (PMPC) ನ ಕವಲೊಡೆದ, ಅಡ್ಡ-ಸಂಯೋಜಿತ ಪಾಲಿಮರ್ ಪದರವನ್ನು ವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಾಧನಗಳಿಗಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಸಿಲಿಕೋನ್ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ (SiHy) 15 ಗೆ ಕಸಿ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಕಸಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ತುಂಬಾ ಮೃದುವಾದ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಶಾಖೆಯ ಪಾಲಿಮರಿಕ್ ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪದರವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ ಎ CL ನ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ರಚನೆಯು ಸುಧಾರಿತ ತೇವಗೊಳಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕೊಳೆತ ತಡೆಗಟ್ಟುವಿಕೆ, ಹೆಚ್ಚಿದ ನಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆಯಾದ ಕೋಶ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯಂತಹ ಉತ್ತಮ ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಮ್ಮ ಹಿಂದಿನ ಕೆಲಸವು ದೃಢಪಡಿಸಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಈ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ವಸ್ತುವಿನ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಇತರ ಬಯೋಮೆಡಿಕಲ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಮತ್ತಷ್ಟು ವಿಸ್ತರಣೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಅತಿ-ಮೃದುವಾದ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದ ಬೆಳವಣಿಗೆಗಳು ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸಲು ಸಮಗ್ರ ಜ್ಞಾನದ ನೆಲೆಯನ್ನು ರಚಿಸಲು ಕಣ್ಣಿನೊಂದಿಗೆ ಅದರ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸಂವಹನವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಬಹಳ ಮುಖ್ಯ. ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ SiHy ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಲೆನ್ಸ್‌ಗಳು ಏಕರೂಪದ ವಸ್ತು ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳ ಏಕರೂಪದ ಮಿಶ್ರಣದಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಂಕೋಚನ, ಕರ್ಷಕ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪರೀಕ್ಷಾ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅವುಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ಹಲವಾರು ಅಧ್ಯಯನಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ನ ನವೀನ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ವಿನ್ಯಾಸವು ಇದನ್ನು ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ವಸ್ತುವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಶಾಖೆಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು SiHy ಬೇಸ್ ತಲಾಧಾರಕ್ಕಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಮತ್ತು ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸುವುದು ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟ. ಜೈವಿಕ ಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಅಂಗಾಂಶಗಳಂತಹ ಮೃದುವಾದ ವಿಸ್ಕೋಲಾಸ್ಟಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಬಳಸಲಾದ ವಿಧಾನವಾದ ಪರಮಾಣು ಬಲ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದಲ್ಲಿ (AFM) ಅಳವಡಿಸಲಾದ ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪರೀಕ್ಷಾ ವಿಧಾನವನ್ನು ಒಂದು ಭರವಸೆಯ ವಿಧಾನವು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಜೊತೆಗೆ ಮೃದು ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳು22,23,24,25. ,26,27,28,29,30. AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್‌ನಲ್ಲಿ, ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಮೂಲಭೂತ ಅಂಶಗಳನ್ನು AFM ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿನ ಇತ್ತೀಚಿನ ಪ್ರಗತಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಅಂತರ್ಗತವಾಗಿ ಸೂಪರ್‌ಸಾಫ್ಟ್ ವಸ್ತುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿದ ಅಳತೆ ಸಂವೇದನೆ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ31,32,33,34,35,36. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ವಿಭಿನ್ನ ಜ್ಯಾಮಿತಿಗಳ ಬಳಕೆಯ ಮೂಲಕ ಇತರ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಇಂಡೆಂಟರ್ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಬ್ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ದ್ರವ ಮಾಧ್ಯಮಗಳಲ್ಲಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆ.
AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಅನ್ನು ಷರತ್ತುಬದ್ಧವಾಗಿ ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ಘಟಕಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: (1) ಉಪಕರಣಗಳು (ಸಂವೇದಕಗಳು, ಶೋಧಕಗಳು, ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿ); (2) ಅಳತೆ ನಿಯತಾಂಕಗಳು (ಬಲ, ಸ್ಥಳಾಂತರ, ವೇಗ, ರಾಂಪ್ ಗಾತ್ರ, ಇತ್ಯಾದಿ); (3) ಡೇಟಾ ಸಂಸ್ಕರಣೆ (ಬೇಸ್‌ಲೈನ್ ತಿದ್ದುಪಡಿ, ಟಚ್ ಪಾಯಿಂಟ್ ಅಂದಾಜು, ಡೇಟಾ ಫಿಟ್ಟಿಂಗ್, ಮಾಡೆಲಿಂಗ್, ಇತ್ಯಾದಿ). ಈ ವಿಧಾನದ ಗಮನಾರ್ಹ ಸಮಸ್ಯೆಯೆಂದರೆ AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವ ಸಾಹಿತ್ಯದಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಒಂದೇ ಮಾದರಿ/ಕೋಶ/ವಸ್ತು ಪ್ರಕಾರಕ್ಕೆ ವಿಭಿನ್ನ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡುತ್ತವೆ37,38,39,40,41. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಲೆಕ್ಕಾ ಮತ್ತು ಇತರರು. ಯಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಏಕರೂಪದ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಮತ್ತು ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಕೋಶಗಳ ಮಾದರಿಗಳ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಯಂಗ್‌ನ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್‌ನ ಮೇಲೆ AFM ಪ್ರೋಬ್ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಹೋಲಿಸಲಾಯಿತು. ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ತುದಿಯ ಆಕಾರದ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚು ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿವೆ ಎಂದು ಅವರು ವರದಿ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ, ಪಿರಮಿಡ್ ಆಕಾರದ ಪ್ರೋಬ್‌ಗೆ ಅತ್ಯಧಿಕ ಮೌಲ್ಯ ಮತ್ತು ಗೋಳಾಕಾರದ ಪ್ರೋಬ್‌ಗೆ 42 ರ ಕಡಿಮೆ ಮೌಲ್ಯವಿದೆ. ಅಂತೆಯೇ, ಸೆಲ್ಹುಬರ್-ಅಂಕೆಲ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. ACM43 ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್‌ನಿಂದ ಅಳೆಯಲಾದ ಯಂಗ್‌ನ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಮೇಲೆ ಇಂಡೆಂಟರ್ ವೇಗ, ಇಂಡೆಂಟರ್ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಯಾಕ್ರಿಲಾಮೈಡ್ (PAAM) ಮಾದರಿಗಳ ದಪ್ಪವು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮತ್ತೊಂದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಪರೀಕ್ಷಾ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳು ಮತ್ತು ಉಚಿತ ಪರೀಕ್ಷಾ ವಿಧಾನಗಳ ಕೊರತೆ. ಇದು ಆತ್ಮವಿಶ್ವಾಸದಿಂದ ನಿಖರವಾದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪಡೆಯುವುದು ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ವಿಧಾನವು ಸಾಪೇಕ್ಷ ಅಳತೆಗಳು ಮತ್ತು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಮಾದರಿ ಪ್ರಕಾರಗಳ ನಡುವಿನ ತುಲನಾತ್ಮಕ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನಗಳಿಗೆ ತುಂಬಾ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಕ್ಯಾನ್ಸರ್ ಕೋಶಗಳಿಂದ ಸಾಮಾನ್ಯ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು 44, 45.
AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಮೃದುವಾದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸುವಾಗ, ಸಾಮಾನ್ಯ ನಿಯಮವೆಂದರೆ ಮಾದರಿ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಮತ್ತು ಅರ್ಧಗೋಳ/ಸುತ್ತಿನ ತುದಿಗೆ ನಿಕಟವಾಗಿ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವ ಕಡಿಮೆ ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕ (k) ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ರೋಬ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಮೊದಲ ಪ್ರೋಬ್ ಮೃದು ವಸ್ತುಗಳೊಂದಿಗೆ ಮೊದಲ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿ ಮಾದರಿ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ಚುಚ್ಚುವುದಿಲ್ಲ. ಪ್ರೋಬ್‌ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ವಿಚಲನ ಸಂಕೇತವು ಲೇಸರ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವಷ್ಟು ಬಲವಾಗಿರುವುದು ಸಹ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ24,34,46,47. ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಸಾಫ್ಟ್ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಕೋಶಗಳು, ಅಂಗಾಂಶಗಳು ಮತ್ತು ಜೆಲ್‌ಗಳ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಪುನರುತ್ಪಾದಕ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರೋಬ್ ಮತ್ತು ಮಾದರಿ ಮೇಲ್ಮೈ ನಡುವಿನ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವ ಬಲವನ್ನು ನಿವಾರಿಸುವುದು ಮತ್ತೊಂದು ಸವಾಲು48,49,50. ಇತ್ತೀಚಿನವರೆಗೂ, AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್‌ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕೆಲಸವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಗೋಳಾಕಾರದ ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಜೈವಿಕ ಕೋಶಗಳು, ಅಂಗಾಂಶಗಳು, ಜೆಲ್‌ಗಳು, ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಅಣುಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ನಡವಳಿಕೆಯ ಅಧ್ಯಯನದ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದೆ, ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳು (CPs) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. , 47, 51, 52, 53, 54, 55. ಈ ತುದಿಗಳು 1 ರಿಂದ 50 µm ತ್ರಿಜ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬೊರೊಸಿಲಿಕೇಟ್ ಗಾಜು, ಪಾಲಿಮೀಥೈಲ್ ಮೆಥಾಕ್ರಿಲೇಟ್ (PMMA), ಪಾಲಿಸ್ಟೈರೀನ್ (PS), ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (SiO2) ಮತ್ತು ವಜ್ರದಂತಹ ಇಂಗಾಲ (DLC) ಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೃದು ಮಾದರಿ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ CP-AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮೊದಲ ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿದ್ದರೂ, ಅದು ತನ್ನದೇ ಆದ ಸಮಸ್ಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ದೊಡ್ಡ, ಮೈಕ್ರಾನ್-ಗಾತ್ರದ ಗೋಳಾಕಾರದ ತುದಿಗಳ ಬಳಕೆಯು ಮಾದರಿಯೊಂದಿಗೆ ತುದಿಯ ಒಟ್ಟು ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್‌ನ ಗಮನಾರ್ಹ ನಷ್ಟಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಮೃದುವಾದ, ಅಸಮಂಜಸ ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ, ಸ್ಥಳೀಯ ಅಂಶಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ವಿಶಾಲ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಸರಾಸರಿಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿರಬಹುದು, CP ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಸ್ಥಳೀಯ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಅಸಮಂಜಸತೆಯನ್ನು ಮರೆಮಾಡಬಹುದು52. ಎಪಾಕ್ಸಿ ಅಂಟುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ತುದಿಯಿಲ್ಲದ ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್‌ಗಳಿಗೆ ಮೈಕ್ರಾನ್-ಗಾತ್ರದ ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ಗೋಳಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಅನೇಕ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಂದ ತುಂಬಿದ್ದು, ಪ್ರೋಬ್ ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅಸಂಗತತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯು ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್‌ನ ಮುಖ್ಯ ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳಾದ ಅನುರಣನ ಆವರ್ತನ, ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ ಬಿಗಿತ ಮತ್ತು ವಿಚಲನ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ56,57,58. ಹೀಗಾಗಿ, ತಾಪಮಾನ ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯದಂತಹ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ AFM ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳಿಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ವಿಧಾನಗಳು CP ಗೆ ನಿಖರವಾದ ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯವನ್ನು ಒದಗಿಸದಿರಬಹುದು ಮತ್ತು ಈ ತಿದ್ದುಪಡಿಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಇತರ ವಿಧಾನಗಳು ಬೇಕಾಗಬಹುದು57, 59, 60, 61. ವಿಶಿಷ್ಟ CP ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಮೃದು ಮಾದರಿಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ದೊಡ್ಡ ವಿಚಲನ ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಇದು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ವಿಚಲನಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್‌ನ ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯಿಸುವಾಗ ಮತ್ತೊಂದು ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ62,63,64. ಆಧುನಿಕ ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ಪ್ರೋಬ್ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರೋಬ್ ಅನ್ನು ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯಿಸಲು ಬಳಸುವ ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್‌ನ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ಕಣಗಳ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ನಿರ್ಲಕ್ಷಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ವಿಧಾನದ ನಿಖರತೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಅನಿಶ್ಚಿತತೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ38,61. ಅದೇ ರೀತಿ, ಸಂಪರ್ಕ ಮಾದರಿ ಅಳವಡಿಕೆಯಿಂದ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾದ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯೂಲಿಗಳು ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪ್ರೋಬ್‌ನ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತುದಿ ಮತ್ತು ಮಾದರಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ನಡುವಿನ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯು ತಪ್ಪುಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು27, 65, 66, 67, 68. ಸ್ಪೆನ್ಸರ್ ಮತ್ತು ಇತರರ ಇತ್ತೀಚಿನ ಕೆಲವು ಕೆಲಸಗಳು. CP-AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮೃದುವಾದ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸುವಾಗ ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬೇಕಾದ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಹೈಲೈಟ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ವೇಗದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯ ದ್ರವವನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ ಹೆಡ್ ಲೋಡಿಂಗ್ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ವೇಗ ಅವಲಂಬಿತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ಅಳತೆಗಳು30,69,70,71 ಎಂದು ಅವರು ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ.
ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ನಾವು ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಮೃದುವಾದ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ವಸ್ತುವಿನ ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ನ ಮೇಲ್ಮೈ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಈ ವಸ್ತುವಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಹೊಸ ರಚನೆಯನ್ನು ನೀಡಿದರೆ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನದ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯು ಈ ಅತ್ಯಂತ ಮೃದುವಾದ ವಸ್ತುವಿನ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂವೇದನೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ AFM ಪ್ರೋಬ್ ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ತಂತ್ರಗಳ ನ್ಯೂನತೆಗಳು ಮತ್ತು ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿದ ನಂತರ, ದ್ರವ ಧಾರಣ ಅವಲಂಬನೆಯಂತಹ ಮೃದುವಾದ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ವಸ್ತುಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆ, ಹಿನ್ನೆಲೆ ಶಬ್ದ, ಸಂಪರ್ಕದ ಬಿಂದುವನ್ನು ಅಳೆಯಲು, ವೇಗ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ಅಳೆಯಲು ನಾವು ಚಿಕ್ಕದಾದ, ಕಸ್ಟಮ್-ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ AFM ಪ್ರೋಬ್ ಅನ್ನು ಏಕೆ ಆರಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದೇವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಾವು ತೋರಿಸುತ್ತೇವೆ. ಮತ್ತು ನಿಖರವಾದ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಣ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ನಾವು ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ತುದಿಯ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಆಯಾಮಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಅಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು, ವಸ್ತುವಿನೊಂದಿಗೆ ತುದಿಯ ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ನಿರ್ಣಯಿಸದೆ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವದ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಕೋನ್-ಸ್ಪಿಯರ್ ಫಿಟ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಬಳಸಲು ನಮಗೆ ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿತು. ಈ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ ಪರಿಮಾಣೀಕರಿಸಲಾದ ಎರಡು ಸೂಚ್ಯ ಊಹೆಗಳೆಂದರೆ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ವಸ್ತುವಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳ-ಸ್ವತಂತ್ರ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್. ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ನಾವು ಮೊದಲು ವಿಧಾನವನ್ನು ಪರಿಮಾಣೀಕರಿಸಲು ತಿಳಿದಿರುವ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಸಾಫ್ಟ್ ಮಾನದಂಡಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ್ದೇವೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಲೆನ್ಸ್ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ. ಹೆಚ್ಚಿದ ಸಂವೇದನೆಯೊಂದಿಗೆ AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸುವ ಈ ವಿಧಾನವು ವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಾಧನಗಳು ಮತ್ತು ಬಯೋಮೆಡಿಕಲ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭಾವ್ಯ ಬಳಕೆಯೊಂದಿಗೆ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾಫ್ಟ್ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ ಎ ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಲೆನ್ಸ್‌ಗಳು (ಆಲ್ಕಾನ್, ಫೋರ್ಟ್ ವರ್ತ್, ಟೆಕ್ಸಾಸ್, ಯುಎಸ್ಎ) ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸಿಲಿಕೋನ್ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಲೆನ್ಸ್ ಮೌಂಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಪರೀಕ್ಷೆಗಾಗಿ ಲೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಲು, ಅದನ್ನು ಗುಮ್ಮಟ-ಆಕಾರದ ಸ್ಟ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಇರಿಸಲಾಯಿತು, ಯಾವುದೇ ಗಾಳಿಯ ಗುಳ್ಳೆಗಳು ಒಳಗೆ ಬರದಂತೆ ನೋಡಿಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ನಂತರ ಅಂಚುಗಳೊಂದಿಗೆ ಸರಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಲೆನ್ಸ್ ಹೋಲ್ಡರ್‌ನ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಫಿಕ್ಚರ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ರಂಧ್ರವು ದ್ರವವನ್ನು ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವಾಗ ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗಾಗಿ ಲೆನ್ಸ್‌ನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕೇಂದ್ರಕ್ಕೆ ಪ್ರವೇಶವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಲೆನ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. 500 μl ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಲೆನ್ಸ್ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಾ ಪರಿಹಾರವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು, ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಸಕ್ರಿಯವಲ್ಲದ ಪಾಲಿಯಾಕ್ರಿಲಾಮೈಡ್ (PAAM) ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್‌ಗಳನ್ನು ಪಾಲಿಯಾಕ್ರಿಲಾಮೈಡ್-ಕೋ-ಮೀಥಿಲೀನ್-ಬೈಸಾಕ್ರಿಲಾಮೈಡ್ ಸಂಯೋಜನೆಯಿಂದ (100 ಮಿಮೀ ಪೆಟ್ರಿಸಾಫ್ಟ್ ಪೆಟ್ರಿ ಭಕ್ಷ್ಯಗಳು, ಮ್ಯಾಟ್ರಿಜೆನ್, ಇರ್ವಿನ್, ಸಿಎ, ಯುಎಸ್ಎ) ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು, ಇದು 1 ಕೆಪಿಎ ತಿಳಿದಿರುವ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಆಗಿದೆ. AFM ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್-ಪ್ರೋಬ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ 4-5 ಹನಿಗಳು (ಸರಿಸುಮಾರು 125 µl) ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಬಫರ್ಡ್ ಸಲೈನ್ (ಕಾರ್ನಿಂಗ್ ಲೈಫ್ ಸೈನ್ಸಸ್, ಟೆವ್ಕ್ಸ್‌ಬರಿ, MA, USA ನಿಂದ PBS) ಮತ್ತು OPTI-FREE Puremoist ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಲೆನ್ಸ್ ದ್ರಾವಣದ 1 ಹನಿ (Alcon, Vaud, TX, USA).) ಬಳಸಿ.
ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ (STEM) ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಹೊಂದಿದ FEI ಕ್ವಾಂಟಾ 250 ಫೀಲ್ಡ್ ಎಮಿಷನ್ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ (FEG SEM) ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ಮತ್ತು SiHy ತಲಾಧಾರಗಳ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸಲಾಯಿತು. ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು, ಮಸೂರಗಳನ್ನು ಮೊದಲು ನೀರಿನಿಂದ ತೊಳೆದು ಪೈ-ಆಕಾರದ ವೆಜ್‌ಗಳಾಗಿ ಕತ್ತರಿಸಲಾಯಿತು. ಮಾದರಿಗಳ ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಘಟಕಗಳ ನಡುವಿನ ಭೇದಾತ್ಮಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, 0.10% ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಿದ RuO4 ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಬಣ್ಣವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಯಿತು, ಇದರಲ್ಲಿ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು 30 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ಮುಳುಗಿಸಲಾಯಿತು. ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL RuO4 ಕಲೆ ಹಾಕುವಿಕೆಯು ಸುಧಾರಿತ ಭೇದಾತ್ಮಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ, ಶಾಖೆಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಅವುಗಳ ಮೂಲ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಂರಕ್ಷಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ನಂತರ STEM ಚಿತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಗೋಚರಿಸುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಅವುಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಎಥೆನಾಲ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಎಥೆನಾಲ್/ನೀರಿನ ಮಿಶ್ರಣಗಳ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ತೊಳೆದು ನಿರ್ಜಲೀಕರಣಗೊಳಿಸಲಾಯಿತು. ನಂತರ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು EMBed 812/Araldite ಎಪಾಕ್ಸಿಯೊಂದಿಗೆ ಎರಕಹೊಯ್ದ ಮಾಡಲಾಯಿತು, ಇದನ್ನು ರಾತ್ರಿಯಿಡೀ 70°C ನಲ್ಲಿ ಗುಣಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ರೆಸಿನ್ ಪಾಲಿಮರೀಕರಣದಿಂದ ಪಡೆದ ಮಾದರಿ ಬ್ಲಾಕ್‌ಗಳನ್ನು ಅಲ್ಟ್ರಾಮೈಕ್ರೋಟೋಮ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಕತ್ತರಿಸಲಾಯಿತು, ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ತೆಳುವಾದ ವಿಭಾಗಗಳನ್ನು 30 kV ವೇಗವರ್ಧಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ನಿರ್ವಾತ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ STEM ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸಲಾಯಿತು. PFQNM-LC-A-CAL AFM ಪ್ರೋಬ್‌ನ ವಿವರವಾದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಕ್ಕಾಗಿ ಅದೇ SEM ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು (ಬ್ರೂಕರ್ ನ್ಯಾನೋ, ಸಾಂಟಾ ಬಾರ್ಬರಾ, CA, USA). AFM ಪ್ರೋಬ್‌ನ SEM ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು 30 kV ವೇಗವರ್ಧಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನೊಂದಿಗೆ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ. AFM ಪ್ರೋಬ್ ತುದಿಯ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರದ ಎಲ್ಲಾ ವಿವರಗಳನ್ನು ದಾಖಲಿಸಲು ವಿಭಿನ್ನ ಕೋನಗಳು ಮತ್ತು ವರ್ಧನೆಗಳಲ್ಲಿ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಳ್ಳಿ. ಚಿತ್ರಗಳಲ್ಲಿನ ಆಸಕ್ತಿಯ ಎಲ್ಲಾ ತುದಿ ಆಯಾಮಗಳನ್ನು ಡಿಜಿಟಲ್ ಆಗಿ ಅಳೆಯಲಾಯಿತು.
ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ ಎ ಸಿಎಲ್, ಸಿಹೈ ಸಬ್ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಪಿಎಎಎಂ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸಲು ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಟ್ ಮಾಡಲು "ಪೀಕ್‌ಫೋರ್ಸ್ ಕ್ಯೂಎನ್‌ಎಂ ಇನ್ ಫ್ಲೂಯಿಡ್" ಮೋಡ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಡೈಮೆನ್ಷನ್ ಫಾಸ್ಟ್‌ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಬಯೋ ಐಕಾನ್ ಪರಮಾಣು ಬಲ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕವನ್ನು (ಬ್ರೂಕರ್ ನ್ಯಾನೋ, ಸಾಂಟಾ ಬಾರ್ಬರಾ, ಸಿಎ, ಯುಎಸ್ಎ) ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗಾಗಿ, 0.50 ಹರ್ಟ್ಝ್ ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ದರದಲ್ಲಿ ಮಾದರಿಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲು 1 nm ನ ನಾಮಮಾತ್ರ ತುದಿ ತ್ರಿಜ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ PEAKFORCE-HIRS-FA ಪ್ರೋಬ್ (ಬ್ರೂಕರ್) ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಎಲ್ಲಾ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಜಲೀಯ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ.
AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು PFQNM-LC-A-CAL ಪ್ರೋಬ್ (ಬ್ರೂಕರ್) ಬಳಸಿ ನಡೆಸಲಾಯಿತು. AFM ಪ್ರೋಬ್ 345 nm ದಪ್ಪ, 54 µm ಉದ್ದ ಮತ್ತು 4.5 µm ಅಗಲವಿರುವ ನೈಟ್ರೈಡ್ ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ತುದಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, 45 kHz ನ ಪ್ರತಿಧ್ವನಿಸುವ ಆವರ್ತನವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಮೃದು ಜೈವಿಕ ಮಾದರಿಗಳ ಮೇಲೆ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ನ್ಯಾನೊಮೆಕಾನಿಕಲ್ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಮತ್ತು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಪೂರ್ವ-ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯದ ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ ಸೆಟ್ಟಿಂಗ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಕಾರ್ಖಾನೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಮಾಪನಾಂಕ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳ ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕಗಳು 0.05–0.1 N/m ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿವೆ. ತುದಿಯ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲು, ಪ್ರೋಬ್ ಅನ್ನು SEM ಬಳಸಿ ವಿವರವಾಗಿ ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿ. ಚಿತ್ರ 1a PFQNM-LC-A-CAL ಪ್ರೋಬ್‌ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್, ಕಡಿಮೆ ವರ್ಧನೆಯ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಗ್ರಾಫ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರೋಬ್ ವಿನ್ಯಾಸದ ಸಮಗ್ರ ನೋಟವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿ. 1b ಪ್ರೋಬ್ ತುದಿಯ ಮೇಲ್ಭಾಗದ ವಿಸ್ತೃತ ನೋಟವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ತುದಿಯ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರದ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ತೀವ್ರ ತುದಿಯಲ್ಲಿ, ಸೂಜಿ ಸುಮಾರು 140 nm ವ್ಯಾಸದ ಅರ್ಧಗೋಳವಾಗಿದೆ (ಚಿತ್ರ 1c). ಇದರ ಕೆಳಗೆ, ತುದಿ ಶಂಕುವಿನಾಕಾರದ ಆಕಾರಕ್ಕೆ ತಗ್ಗುತ್ತದೆ, ಸುಮಾರು 500 nm ಅಳತೆಯ ಉದ್ದವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ. ಟ್ಯಾಪರಿಂಗ್ ಪ್ರದೇಶದ ಹೊರಗೆ, ತುದಿ ಸಿಲಿಂಡರಾಕಾರದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒಟ್ಟು ತುದಿಯ ಉದ್ದ 1.18 µm ನಲ್ಲಿ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದು ಪ್ರೋಬ್ ತುದಿಯ ಮುಖ್ಯ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಭಾಗವಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, 45 µm ತುದಿಯ ವ್ಯಾಸ ಮತ್ತು 2 N/m ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ದೊಡ್ಡ ಗೋಳಾಕಾರದ ಪಾಲಿಸ್ಟೈರೀನ್ (PS) ಪ್ರೋಬ್ (ನೊವಾಸ್ಕನ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜೀಸ್, ಇಂಕ್., ಬೂನ್, ಅಯೋವಾ, USA) ಅನ್ನು ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ಪ್ರೋಬ್ ಆಗಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಹೋಲಿಕೆಗಾಗಿ PFQNM-LC-A-CAL 140 nm ಪ್ರೋಬ್‌ನೊಂದಿಗೆ.
ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ AFM ಪ್ರೋಬ್ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಯ ನಡುವೆ ದ್ರವ ಸಿಕ್ಕಿಹಾಕಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಎಂದು ವರದಿಯಾಗಿದೆ, ಇದು ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಮುಟ್ಟುವ ಮೊದಲು AFM ಪ್ರೋಬ್ ಮೇಲೆ ಮೇಲ್ಮುಖ ಬಲವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ69. ದ್ರವ ಧಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಈ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯ ಹೊರತೆಗೆಯುವ ಪರಿಣಾಮವು ಸಂಪರ್ಕದ ಸ್ಪಷ್ಟ ಬಿಂದುವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅಳತೆಗಳ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ದ್ರವ ಧಾರಣದ ಮೇಲೆ ಪ್ರೋಬ್ ಜ್ಯಾಮಿತಿ ಮತ್ತು ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವೇಗದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು, 1 µm/s ಮತ್ತು 2 µm/s ನ ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಳಾಂತರ ದರಗಳಲ್ಲಿ 140 nm ವ್ಯಾಸದ ಪ್ರೋಬ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಬಲದ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಯಿತು. ಪ್ರೋಬ್ ವ್ಯಾಸ 45 µm, ಸ್ಥಿರ ಬಲ ಸೆಟ್ಟಿಂಗ್ 6 nN ಅನ್ನು 1 µm/s ನಲ್ಲಿ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 140 nm ವ್ಯಾಸದ ಪ್ರೋಬ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು 1 µm/s ನ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವೇಗ ಮತ್ತು 300 pN ನ ಸೆಟ್ ಬಲದಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಯಿತು, ಮೇಲಿನ ಕಣ್ಣುರೆಪ್ಪೆಯ ಶಾರೀರಿಕ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ (1–8 kPa) ಸಂಪರ್ಕ ಒತ್ತಡವನ್ನು ರಚಿಸಲು ಆಯ್ಕೆಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಒತ್ತಡ 72. 1 kPa ಒತ್ತಡದೊಂದಿಗೆ PAA ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್‌ನ ಮೃದುವಾದ ಸಿದ್ಧ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು 140 nm ವ್ಯಾಸದ ಪ್ರೋಬ್ ಬಳಸಿ 1 μm/s ವೇಗದಲ್ಲಿ 50 pN ನ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಬಲಕ್ಕಾಗಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಯಿತು.
PFQNM-LC-A-CAL ಪ್ರೋಬ್‌ನ ತುದಿಯ ಶಂಕುವಿನಾಕಾರದ ಭಾಗದ ಉದ್ದವು ಸರಿಸುಮಾರು 500 nm ಆಗಿರುವುದರಿಂದ, ಯಾವುದೇ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳ < 500 nm ಗೆ, ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಬ್‌ನ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯು ಅದರ ಕೋನ್ ಆಕಾರಕ್ಕೆ ನಿಜವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿ ಊಹಿಸಬಹುದು. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಪರೀಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಹಿಮ್ಮುಖ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ವಿಭಾಗಗಳಲ್ಲಿಯೂ ದೃಢೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ತುದಿಯ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ನಮ್ಮ AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು (ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೋಪ್) ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೊಳಿಸಲು ನಾವು ಬ್ರಿಸ್ಕೋ, ಸೆಬಾಸ್ಟಿಯನ್ ಮತ್ತು ಆಡಮ್ಸ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಕೋನ್-ಸ್ಪಿಯರ್ ಫಿಟ್ಟಿಂಗ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ, ಇದು ಮಾರಾಟಗಾರರ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್‌ನಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ. ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ ಡೇಟಾ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್, ಬ್ರೂಕರ್) 73. ಗೋಳಾಕಾರದ ತುದಿ ದೋಷವಿರುವ ಕೋನ್‌ಗೆ ಬಲ-ಸ್ಥಳಾಂತರ ಸಂಬಂಧ F(δ) ಅನ್ನು ಮಾದರಿಯು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿ. ಚಿತ್ರ 2 ಗೋಳಾಕಾರದ ತುದಿಯೊಂದಿಗೆ ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾದ ಕೋನ್‌ನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕ ರೇಖಾಗಣಿತವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇಲ್ಲಿ R ಎಂಬುದು ಗೋಳಾಕಾರದ ತುದಿಯ ತ್ರಿಜ್ಯ, a ಎಂಬುದು ಸಂಪರ್ಕ ತ್ರಿಜ್ಯ, b ಎಂಬುದು ಗೋಳಾಕಾರದ ತುದಿಯ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿರುವ ಸಂಪರ್ಕ ತ್ರಿಜ್ಯ, δ ಎಂಬುದು ಸಂಪರ್ಕ ತ್ರಿಜ್ಯ. ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳ, θ ಎಂಬುದು ಕೋನ್‌ನ ಅರ್ಧ-ಕೋನ. ಈ ತನಿಖೆಯ SEM ಚಿತ್ರವು 140 nm ವ್ಯಾಸದ ಗೋಳಾಕಾರದ ತುದಿಯು ಸ್ಪರ್ಶಕವಾಗಿ ಕೋನ್‌ಗೆ ವಿಲೀನಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇಲ್ಲಿ b ಅನ್ನು R ಮೂಲಕ ಮಾತ್ರ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅಂದರೆ b = R cos θ. ಮಾರಾಟಗಾರ-ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಿದ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್ a > b ಅನ್ನು ಊಹಿಸಿ ಬಲ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ ಡೇಟಾದಿಂದ ಯಂಗ್‌ನ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ (E) ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಕೋನ್-ಗೋಳ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಬಂಧ:
ಇಲ್ಲಿ F ಎಂಬುದು ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಬಲ, E ಎಂಬುದು ಯಂಗ್‌ನ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್, ν ಎಂಬುದು ಪಾಯ್ಸನ್‌ನ ಅನುಪಾತ. ಸಂಪರ್ಕ ತ್ರಿಜ್ಯ a ಅನ್ನು ಇದನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಬಹುದು:
ಕವಲೊಡೆದ ಪಾಲಿಮರ್ ಕುಂಚಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ಪದರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಲೆಫಿಲ್ಕಾನ್ ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಲೆನ್ಸ್‌ನ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ಗೋಳಾಕಾರದ ತುದಿಯನ್ನು ಒತ್ತಲಾದ ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಿನ ಕೋನ್‌ನ ಸಂಪರ್ಕ ರೇಖಾಗಣಿತದ ಯೋಜನೆ.
a ≤ b ಆಗಿದ್ದರೆ, ಸಂಬಂಧವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಗೋಳಾಕಾರದ ಇಂಡೆಂಟರ್‌ಗೆ ಸಮೀಕರಣಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ;
PMPC ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ನ ಶಾಖೆಯ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಇಂಡೆಂಟಿಂಗ್ ಪ್ರೋಬ್‌ನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ಸಂಪರ್ಕ ತ್ರಿಜ್ಯ a ಗೋಳಾಕಾರದ ಸಂಪರ್ಕ ತ್ರಿಜ್ಯ b ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಾವು ನಂಬುತ್ತೇವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾದ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್‌ನ ಎಲ್ಲಾ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಅಳತೆಗಳಿಗೆ, ನಾವು a > b ಪ್ರಕರಣಕ್ಕೆ ಪಡೆದ ಅವಲಂಬನೆಯನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ.
ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾದ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾಫ್ಟ್ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಮಾದರಿ ಅಡ್ಡ ವಿಭಾಗದ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (STEM) ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈಯ ಪರಮಾಣು ಬಲ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (AFM) ಬಳಸಿ ಸಮಗ್ರವಾಗಿ ಚಿತ್ರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ವಿವರವಾದ ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಮ್ಮ ಹಿಂದೆ ಪ್ರಕಟಿಸಿದ ಕೆಲಸದ ವಿಸ್ತರಣೆಯಾಗಿ ನಡೆಸಲಾಯಿತು, ಇದರಲ್ಲಿ PMPC-ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ಲೆಹ್‌ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ಮೇಲ್ಮೈಯ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕವಲೊಡೆದ ಪಾಲಿಮರಿಕ್ ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಯು ಸ್ಥಳೀಯ ಕಾರ್ನಿಯಲ್ ಅಂಗಾಂಶಕ್ಕೆ ಹೋಲುವ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಾವು ನಿರ್ಧರಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಈ ಕಾರಣಕ್ಕಾಗಿ, ನಾವು ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಲೆನ್ಸ್ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳು ಎಂದು ಉಲ್ಲೇಖಿಸುತ್ತೇವೆ 14. ಚಿತ್ರ 3a,b ನಲ್ಲಿ ಲೆಹ್‌ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಿಸದ SiHy ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಕವಲೊಡೆದ PMPC ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಗಳ ಅಡ್ಡ ವಿಭಾಗಗಳನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ ತೋರಿಸಿ. ಎರಡೂ ಮಾದರಿಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ AFM ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮತ್ತಷ್ಟು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು STEM ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ದೃಢಪಡಿಸಿತು (ಚಿತ್ರ 3c, d). ಒಟ್ಟಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ಈ ಚಿತ್ರಗಳು 300–400 nm ನಲ್ಲಿ PMPC ಶಾಖೆಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಯ ಅಂದಾಜು ಉದ್ದವನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ, ಇದು AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥೈಸಲು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ. ಚಿತ್ರಗಳಿಂದ ಪಡೆದ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ಅವಲೋಕನವೆಂದರೆ CL ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ವಸ್ತುವಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಮೇಲ್ಮೈ ರಚನೆಯು SiHy ತಲಾಧಾರ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವಾಗಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ. ಇಂಡೆಂಟಿಂಗ್ AFM ತನಿಖೆಯೊಂದಿಗಿನ ಅವುಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸಂವಹನದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ತರುವಾಯ ಅಳತೆ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಮೌಲ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿನ ಈ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಬಹುದು.
(a) ಲೆಹ್‌ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ಮತ್ತು (b) SiHy ತಲಾಧಾರದ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ STEM ಚಿತ್ರಗಳು. ಸ್ಕೇಲ್ ಬಾರ್, 500 nm. ಲೆಹ್‌ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯ AFM ಚಿತ್ರಗಳು (c) ಮತ್ತು ಬೇಸ್ SiHy ತಲಾಧಾರದ (d) (3 µm × 3 µm).
ಜೈವಿಕ ಪ್ರೇರಿತ ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಗಳು ಅಂತರ್ಗತವಾಗಿ ಮೃದುವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಜೈವಿಕ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ74,75,76,77. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅವುಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹವಾಗಿ ಅಳೆಯಬಲ್ಲ AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಆದರೆ ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಈ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಮೃದುವಾದ ವಸ್ತುಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಾದ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್, ಹೆಚ್ಚಿನ ದ್ರವ ಅಂಶ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವವು ಇಂಡೆಂಟಿಂಗ್ ಪ್ರೋಬ್‌ನ ಸರಿಯಾದ ವಸ್ತು, ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಆಕಾರವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಗಾತ್ರ. ಇಂಡೆಂಟರ್ ಮಾದರಿಯ ಮೃದುವಾದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಚುಚ್ಚದಂತೆ ಇದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ, ಇದು ಮೇಲ್ಮೈಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕದ ಬಿಂದು ಮತ್ತು ಸಂಪರ್ಕದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವಲ್ಲಿ ದೋಷಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.
ಇದಕ್ಕಾಗಿ, ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಸಾಫ್ಟ್ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳ (ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ ಎ ಸಿಎಲ್) ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದ ಸಮಗ್ರ ತಿಳುವಳಿಕೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯ. ಇಮೇಜಿಂಗ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪಡೆದ ಶಾಖೆಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ಗಳ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ರಚನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯು AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮೇಲ್ಮೈಯ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಆಧಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಮೈಕ್ರಾನ್-ಗಾತ್ರದ ಗೋಳಾಕಾರದ ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳ ಬದಲಿಗೆ, ನಾವು 140 nm ನ ತುದಿ ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ PFQNM-LC-A-CAL ಸಿಲಿಕಾನ್ ನೈಟ್ರೈಡ್ ಪ್ರೋಬ್ (ಬ್ರೂಕರ್) ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ, ಇದನ್ನು ಜೈವಿಕ ಮಾದರಿಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್‌ಗಾಗಿ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84 ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ತೀಕ್ಷ್ಣವಾದ ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ತಾರ್ಕಿಕತೆಯನ್ನು ವಸ್ತುವಿನ ರಚನಾತ್ಮಕ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳಿಂದ ವಿವರಿಸಬಹುದು. ಚಿತ್ರ 3a ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ CL ಲೆಹ್‌ಫಿಲ್ಕಾನ್ A ನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿರುವ ಶಾಖೆಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರೋಬ್ ತುದಿಯ ಗಾತ್ರವನ್ನು (~140 nm) ಹೋಲಿಸಿದಾಗ, ತುದಿಯು ಈ ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ನೇರ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ಬರುವಷ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಬಹುದು, ಇದು ತುದಿ ಅವುಗಳ ಮೂಲಕ ಚುಚ್ಚುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತವನ್ನು ವಿವರಿಸಲು, ಚಿತ್ರ 4 ರಲ್ಲಿ ಲೆಹ್‌ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ನ STEM ಚಿತ್ರ ಮತ್ತು AFM ಪ್ರೋಬ್‌ನ ಇಂಡೆಂಟಿಂಗ್ ತುದಿಯನ್ನು (ಸ್ಕೇಲ್‌ಗೆ ಚಿತ್ರಿಸಲಾಗಿದೆ) ನೀಡಲಾಗಿದೆ.
ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ಮತ್ತು ACM ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪ್ರೋಬ್‌ನ STEM ಚಿತ್ರವನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ (ಸ್ಕೇಲ್‌ಗೆ ಚಿತ್ರಿಸಲಾಗಿದೆ).
ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, 140 nm ನ ತುದಿಯ ಗಾತ್ರವು CP-AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನದಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ಗಳಿಗೆ ಈ ಹಿಂದೆ ವರದಿ ಮಾಡಲಾದ ಯಾವುದೇ ಜಿಗುಟಾದ ಹೊರತೆಗೆಯುವ ಪರಿಣಾಮಗಳ ಅಪಾಯವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ69,71. ಈ AFM ತುದಿಯ ವಿಶೇಷ ಕೋನ್-ಗೋಳಾಕಾರದ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ (ಚಿತ್ರ 1), ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್‌ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಬಲ ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಸ್ವರೂಪವು ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವೇಗ ಅಥವಾ ಲೋಡಿಂಗ್/ಇಳಿಸುವಿಕೆಯ ವೇಗವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ನಾವು ಭಾವಿಸುತ್ತೇವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಇದು ಪೊರೊಎಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಪರಿಣಾಮಗಳಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ಊಹೆಯನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು, ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ಮಾದರಿಗಳನ್ನು PFQNM-LC-A-CAL ಪ್ರೋಬ್ ಬಳಸಿ ಸ್ಥಿರ ಗರಿಷ್ಠ ಬಲದಲ್ಲಿ ಇಂಡೆಂಟ್ ಮಾಡಲಾಯಿತು, ಆದರೆ ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ವೇಗಗಳಲ್ಲಿ, ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಕರ್ಷಕ ಮತ್ತು ಹಿಂತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಬಲ ವಕ್ರರೇಖೆಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯಲ್ಲಿ (µm) ಬಲವನ್ನು (nN) ರೂಪಿಸಲು ಬಳಸಲಾಯಿತು ಚಿತ್ರ 5a ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಲೋಡ್ ಮತ್ತು ಇಳಿಸುವಿಕೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಲ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅತಿಕ್ರಮಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಶೂನ್ಯ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳದಲ್ಲಿನ ಬಲ ಶಿಯರ್ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವೇಗದೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಯಾವುದೇ ಸ್ಪಷ್ಟ ಪುರಾವೆಗಳಿಲ್ಲ, ಇದು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಬ್ರಷ್ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಪೋರೋಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಪರಿಣಾಮವಿಲ್ಲದೆ ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ದ್ರವ ಧಾರಣ ಪರಿಣಾಮಗಳು (ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯ ಹೊರತೆಗೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಪೋರೋಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಪರಿಣಾಮಗಳು) ಅದೇ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವೇಗದಲ್ಲಿ 45 µm ವ್ಯಾಸದ AFM ಪ್ರೋಬ್‌ಗೆ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ 5b ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಹಿಗ್ಗಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಹಿಂತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳ ನಡುವಿನ ಹಿಸ್ಟರೆಸಿಸ್‌ನಿಂದ ಹೈಲೈಟ್ ಮಾಡಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಊಹೆಯನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು 140 nm ವ್ಯಾಸದ ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳು ಅಂತಹ ಮೃದುವಾದ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಉತ್ತಮ ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ.
ACM ಬಳಸಿಕೊಂಡು lehfilcon A CL ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಫೋರ್ಸ್ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳು; (a) ಎರಡು ಲೋಡಿಂಗ್ ದರಗಳಲ್ಲಿ 140 nm ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ರೋಬ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು, ಮೇಲ್ಮೈ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪೊರೊಎಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಪರಿಣಾಮದ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ; (b) 45 µm ಮತ್ತು 140 nm ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು. s ಸಣ್ಣ ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳಿಗೆ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯ ಹೊರತೆಗೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಪೊರೊಎಲಾಸ್ಟಿಕ್‌ನ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾಫ್ಟ್ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು, ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುವಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನಗಳು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಪ್ರೋಬ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು. ತುದಿಯ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರದ ಜೊತೆಗೆ, AFM ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆ, ಪರೀಕ್ಷಾ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ತುದಿಯ ವಿಚಲನಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್ ಬಿಗಿತವು ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಅಳತೆಗಳ ನಿಖರತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ನಮ್ಮ AFM ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ, ಪೊಸಿಷನ್ ಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ (PSD) ಪತ್ತೆ ಮಿತಿಯು ಸರಿಸುಮಾರು 0.5 mV ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಪೂರ್ವ-ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯಿತ ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ ದರ ಮತ್ತು PFQNM-LC-A-CAL ಪ್ರೋಬ್‌ನ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ದ್ರವ ವಿಚಲನ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಇದು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಲೋಡ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಗೆ ಅನುರೂಪವಾಗಿದೆ. 0.1 pN ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ವಿಧಾನವು ಯಾವುದೇ ಬಾಹ್ಯ ಶಬ್ದ ಅಂಶವಿಲ್ಲದೆ ಕನಿಷ್ಠ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಬಲ ≤ 0.1 pN ಅನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಯಾಂತ್ರಿಕ ಕಂಪನ ಮತ್ತು ದ್ರವ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಮುಂತಾದ ಅಂಶಗಳಿಂದಾಗಿ AFM ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಈ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಬಾಹ್ಯ ಶಬ್ದವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ. ಈ ಅಂಶಗಳು AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನದ ಒಟ್ಟಾರೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸರಿಸುಮಾರು ≤ 10 pN ನ ಹಿನ್ನೆಲೆ ಶಬ್ದ ಸಂಕೇತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ. ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಕ್ಕಾಗಿ, ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ಮತ್ತು SiHy ತಲಾಧಾರ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು SEM ಗುಣಲಕ್ಷಣಕ್ಕಾಗಿ 140 nm ಪ್ರೋಬ್ ಬಳಸಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೀಕರಿಸಿದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಇಂಡೆಂಟ್ ಮಾಡಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಬಲ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳನ್ನು ಬಲ (pN) ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದ ನಡುವೆ ಅತಿಕ್ರಮಿಸಲಾಯಿತು. ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ ಪ್ಲಾಟ್ (µm) ಅನ್ನು ಚಿತ್ರ 6a ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. SiHy ಬೇಸ್ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ಬಲ ವಕ್ರರೇಖೆಯು ಫೋರ್ಕ್ಡ್ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ನ ಸಂಪರ್ಕದ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗಿ ಮತ್ತು ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ವಸ್ತುವಿನೊಂದಿಗೆ ತುದಿಯ ಇಳಿಜಾರು ಗುರುತು ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿ ತೀಕ್ಷ್ಣವಾದ ಬದಲಾವಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳುವ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಹಂತವನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಬಲ ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಈ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಭಾಗವು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಕವಲೊಡೆದ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ನ ನಿಜವಾದ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಒತ್ತಡದ ವಕ್ರರೇಖೆಯನ್ನು ನಿಕಟವಾಗಿ ಅನುಸರಿಸುವ ಸಂಕೋಚನ ವಕ್ರರೇಖೆ ಮತ್ತು ಬ್ರಷ್ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಬೃಹತ್ SiHy ವಸ್ತುವಿನ ನಡುವಿನ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತತೆಯಿಂದ ಸಾಕ್ಷಿಯಾಗಿದೆ. ಲೆಫ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ ಅನ್ನು ಹೋಲಿಸಿದಾಗ. PCS ನ STEM ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ (ಚಿತ್ರ 3a) ಕವಲೊಡೆದ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ನ ಸರಾಸರಿ ಉದ್ದ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ 3a. 6a ನಲ್ಲಿರುವ ಅಬ್ಸಿಸ್ಸಾದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಅದರ ಬಲ ವಕ್ರರೇಖೆಯನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸುವುದರಿಂದ, ಈ ವಿಧಾನವು ತುದಿ ಮತ್ತು ಕವಲೊಡೆದ ಪಾಲಿಮರ್ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಮೇಲ್ಭಾಗವನ್ನು ತಲುಪುವುದನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಪರ್ಕ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಬಲ ವಕ್ರರೇಖೆಗಳ ನಿಕಟ ಅತಿಕ್ರಮಣವು ಯಾವುದೇ ದ್ರವ ಧಾರಣ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಸೂಜಿ ಮತ್ತು ಮಾದರಿಯ ಮೇಲ್ಮೈ ನಡುವೆ ಯಾವುದೇ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಇರುವುದಿಲ್ಲ. ಎರಡು ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ ಬಲ ವಕ್ರರೇಖೆಗಳ ಮೇಲಿನ ವಿಭಾಗಗಳು ಅತಿಕ್ರಮಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ತಲಾಧಾರ ವಸ್ತುಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತದೆ.
(ಎ) ಲೆಹ್‌ಫಿಲ್ಕಾನ್ ಎ ಸಿಎಲ್ ತಲಾಧಾರಗಳು ಮತ್ತು ಸಿಹೆಚ್‌ವೈ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ ಎಎಫ್‌ಎಂ ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಫೋರ್ಸ್ ಕರ್ವ್‌ಗಳು, (ಬಿ) ಹಿನ್ನೆಲೆ ಶಬ್ದ ಮಿತಿ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಪರ್ಕ ಬಿಂದು ಅಂದಾಜನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಫೋರ್ಸ್ ಕರ್ವ್‌ಗಳು.
ಬಲ ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವಿವರಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು, ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ಮಾದರಿಯ ಒತ್ತಡ ವಕ್ರರೇಖೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 6b ನಲ್ಲಿ y-ಅಕ್ಷದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಗರಿಷ್ಠ 50 pN ಬಲದೊಂದಿಗೆ ಮರು-ಪ್ಲೋಟ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಈ ಗ್ರಾಫ್ ಮೂಲ ಹಿನ್ನೆಲೆ ಶಬ್ದದ ಬಗ್ಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಶಬ್ದವು ±10 pN ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿದೆ, ಇದನ್ನು ಸಂಪರ್ಕ ಬಿಂದುವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಮತ್ತು ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಹಿತ್ಯದಲ್ಲಿ ವರದಿಯಾಗಿರುವಂತೆ, ಮಾಡ್ಯುಲಸ್‌ನಂತಹ ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿರ್ಣಯಿಸಲು ಸಂಪರ್ಕ ಬಿಂದುಗಳ ಗುರುತಿಸುವಿಕೆ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ85. ಬಲ ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಡೇಟಾದ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ವಿಧಾನವು ಡೇಟಾ ಫಿಟ್ಟಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಮೃದು ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಅಳತೆಗಳ ನಡುವೆ ಸುಧಾರಿತ ಫಿಟ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ86. ಈ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ, ಸಂಪರ್ಕ ಬಿಂದುಗಳ ನಮ್ಮ ಆಯ್ಕೆಯು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳ ಮತ್ತು ವಸ್ತುನಿಷ್ಠವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಅದು ತನ್ನದೇ ಆದ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಸಂಪರ್ಕ ಬಿಂದುವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ನಮ್ಮ ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ವಿಧಾನವು ಸಣ್ಣ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳಗಳಿಗೆ (<100 nm) ಸ್ವಲ್ಪ ಅತಿಯಾಗಿ ಅಂದಾಜು ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಮೌಲ್ಯಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ ಆಧಾರಿತ ಟಚ್‌ಪಾಯಿಂಟ್ ಪತ್ತೆ ಮತ್ತು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಡೇಟಾ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಬಳಕೆಯು ನಮ್ಮ ವಿಧಾನವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸಲು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಈ ಕೆಲಸದ ಮುಂದುವರಿಕೆಯಾಗಿರಬಹುದು. ಹೀಗಾಗಿ, ±10 pN ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ಹಿನ್ನೆಲೆ ಶಬ್ದಕ್ಕಾಗಿ, ನಾವು ಸಂಪರ್ಕ ಬಿಂದುವನ್ನು ಚಿತ್ರ 6b ನಲ್ಲಿ ≥10 pN ಮೌಲ್ಯದೊಂದಿಗೆ x- ಅಕ್ಷದ ಮೇಲಿನ ಮೊದಲ ಡೇಟಾ ಬಿಂದು ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುತ್ತೇವೆ. ನಂತರ, 10 pN ನ ಶಬ್ದ ಮಿತಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ, ~0.27 µm ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಲಂಬ ರೇಖೆಯು ಮೇಲ್ಮೈಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕ ಬಿಂದುವನ್ನು ಗುರುತಿಸುತ್ತದೆ, ಅದರ ನಂತರ ತಲಾಧಾರವು ~270 nm ನ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳವನ್ನು ಪೂರೈಸುವವರೆಗೆ ಹಿಗ್ಗಿಸುವ ವಕ್ರರೇಖೆ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ. ಕುತೂಹಲಕಾರಿಯಾಗಿ, ಇಮೇಜಿಂಗ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅಳೆಯಲಾದ ಶಾಖೆಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳ (300–400 nm) ಗಾತ್ರವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, CL ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್‌ನ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳವು ಹಿನ್ನೆಲೆ ಶಬ್ದ ಮಿತಿ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಗಮನಿಸಲಾದ ಮಾದರಿಯು ಸುಮಾರು 270 nm ಆಗಿದೆ, ಇದು STEM ನೊಂದಿಗೆ ಅಳತೆ ಗಾತ್ರಕ್ಕೆ ಬಹಳ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ. ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಈ ಅತ್ಯಂತ ಮೃದುವಾದ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಶಾಖೆಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಯ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್‌ಗಾಗಿ AFM ಪ್ರೋಬ್ ತುದಿಯ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರದ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ದೃಢಪಡಿಸುತ್ತವೆ. ಸಂಪರ್ಕ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಹಿನ್ನೆಲೆ ಶಬ್ದವನ್ನು ಮಿತಿಯಾಗಿ ಬಳಸುವ ನಮ್ಮ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸಲು ಈ ದತ್ತಾಂಶವು ಬಲವಾದ ಪುರಾವೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಗಣಿತದ ಮಾದರಿ ಮತ್ತು ಬಲ ಕರ್ವ್ ಫಿಟ್ಟಿಂಗ್‌ನಿಂದ ಪಡೆದ ಯಾವುದೇ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ನಿಖರವಾಗಿರಬೇಕು.
AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನಗಳಿಂದ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಮಾಪನಗಳು ದತ್ತಾಂಶ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ನಂತರದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಬಳಸುವ ಗಣಿತದ ಮಾದರಿಗಳ ಮೇಲೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವ ಮೊದಲು ಇಂಡೆಂಟರ್ ಆಯ್ಕೆ, ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಎಲ್ಲಾ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸುವುದು ಮುಖ್ಯ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, SEM ಮೈಕ್ರೋಗ್ರಾಫ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ತುದಿಯ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ (ಚಿತ್ರ 1), ಮತ್ತು ಫಲಿತಾಂಶಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಹಾರ್ಡ್ ಕೋನ್ ಮತ್ತು ಗೋಳಾಕಾರದ ತುದಿಯ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯೊಂದಿಗೆ 140 nm ವ್ಯಾಸದ AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟಿಂಗ್ ಪ್ರೋಬ್ ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL79 ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಉತ್ತಮ ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿದೆ. ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಬೇಕಾದ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲ್ಪಡುತ್ತಿರುವ ಪಾಲಿಮರ್ ವಸ್ತುವಿನ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವ. ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್‌ನ ಆರಂಭಿಕ ಡೇಟಾ (ಚಿತ್ರ 5a ಮತ್ತು 6a) ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಸಂಕೋಚನ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳ ಅತಿಕ್ರಮಣದ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ವಸ್ತುವಿನ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಚೇತರಿಕೆ, ಸಂಪರ್ಕಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ದೃಢೀಕರಿಸುವುದು ಬಹಳ ಮುಖ್ಯ. ಈ ಉದ್ದೇಶಕ್ಕಾಗಿ, ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ಮಾದರಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ 1 µm/s ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ದರದಲ್ಲಿ ಪೂರ್ಣ ಜಲಸಂಚಯನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡು ಸತತ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಬಲ ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಡೇಟಾವನ್ನು ಚಿತ್ರ 7 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ನಿರೀಕ್ಷೆಯಂತೆ, ಎರಡು ಮುದ್ರಣಗಳ ವಿಸ್ತರಣೆ ಮತ್ತು ಸಂಕೋಚನ ವಕ್ರರೇಖೆಗಳು ಬಹುತೇಕ ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ಕವಲೊಡೆದ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವವನ್ನು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಫೋರ್ಸ್ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳು ಲೆನ್ಸ್ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಆದರ್ಶ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ.
ಕ್ರಮವಾಗಿ ಪ್ರೋಬ್ ತುದಿ ಮತ್ತು ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ಮೇಲ್ಮೈಯ SEM ಮತ್ತು STEM ಚಿತ್ರಗಳಿಂದ ಪಡೆದ ಮಾಹಿತಿಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಕೋನ್-ಸ್ಪಿಯರ್ ಮಾದರಿಯು AFM ಪ್ರೋಬ್ ತುದಿ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗುತ್ತಿರುವ ಮೃದು ಪಾಲಿಮರ್ ವಸ್ತುವಿನ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಂಜಸವಾದ ಗಣಿತದ ಪ್ರಾತಿನಿಧ್ಯವಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಈ ಕೋನ್-ಸ್ಪಿಯರ್ ಮಾದರಿಗೆ, ಮುದ್ರಿತ ವಸ್ತುವಿನ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಮೂಲಭೂತ ಊಹೆಗಳು ಈ ಹೊಸ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ವಸ್ತುವಿಗೆ ನಿಜವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪ್ರೋಬ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು (ಆಕಾರ, ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ ಠೀವಿ), ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆ (ಹಿನ್ನೆಲೆ ಶಬ್ದ ಮತ್ತು ಸಂಪರ್ಕ ಬಿಂದು ಅಂದಾಜು), ಮತ್ತು ಡೇಟಾ ಫಿಟ್ಟಿಂಗ್ ಮಾದರಿಗಳು (ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಮಾಪನಗಳು) ಸೇರಿದಂತೆ AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಅದರ ಘಟಕಗಳ ಸಮಗ್ರ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನದ ನಂತರ, ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಸಾಫ್ಟ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಿ. 1 kPa ನ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಹೊಂದಿರುವ ವಾಣಿಜ್ಯ ಪಾಲಿಯಾಕ್ರಿಲಾಮೈಡ್ (PAAM) ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಅನ್ನು 140 nm ಪ್ರೋಬ್ ಬಳಸಿ ಹೈಡ್ರೀಕರಿಸಿದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಯಿತು. ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಪರೀಕ್ಷೆ ಮತ್ತು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳ ವಿವರಗಳನ್ನು ಪೂರಕ ಮಾಹಿತಿಯಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾಗಿದೆ. ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಸರಾಸರಿ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ 0.92 kPa ಎಂದು ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ತೋರಿಸಿವೆ ಮತ್ತು ತಿಳಿದಿರುವ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್‌ನಿಂದ %RSD ಮತ್ತು ಶೇಕಡಾವಾರು (%) ವಿಚಲನವು 10% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದೆ. ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾಫ್ಟ್ ವಸ್ತುಗಳ ಮಾಡ್ಯುಲಿಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಈ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನದ ನಿಖರತೆ ಮತ್ತು ಪುನರುತ್ಪಾದನಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸುತ್ತವೆ. ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ಮಾದರಿಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಗಳು ಮತ್ತು SiHy ಬೇಸ್ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಅದೇ AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾಫ್ಟ್ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಸ್ಪಷ್ಟ ಸಂಪರ್ಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಮತ್ತಷ್ಟು ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. 300 pN ಬಲ, 1 µm/s ವೇಗ ಮತ್ತು ಪೂರ್ಣ ಜಲಸಂಚಯನದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಪ್ರಕಾರದ ಮೂರು ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ (n = 3; ಪ್ರತಿ ಮಾದರಿಗೆ ಒಂದು ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್) ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಬಲ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕೋನ್-ಸ್ಪಿಯರ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಬಲ ಹಂಚಿಕೆ ವಕ್ರರೇಖೆಯನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಪಡೆಯಲು, ಸಂಪರ್ಕದ ಬಿಂದುವಿನಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುವ 20 nm ನ ಪ್ರತಿ ಹೆಚ್ಚಳದಲ್ಲಿ ಬಲ ವಕ್ರರೇಖೆಯ 40 nm ಅಗಲದ ಭಾಗವನ್ನು ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಬಲ ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಪ್ರತಿ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್‌ನ ಅಳತೆ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸ್ಪಿನ್ ಸೈ ಮತ್ತು ಇತರರು. ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ AFM ಪ್ರೋಬ್ ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಬಳಸಿ ಪಾಲಿ (ಲಾರಿಲ್ ಮೆಥಾಕ್ರಿಲೇಟ್) (P12MA) ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ಗಳ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಅನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಇದೇ ರೀತಿಯ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅವು ಹರ್ಟ್ಜ್ ಸಂಪರ್ಕ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಬಳಸುವ ಡೇಟಾದೊಂದಿಗೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಚಿತ್ರ 8 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಸ್ಪಷ್ಟ ಸಂಪರ್ಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ (kPa) ಮತ್ತು ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳ (nm) ನಡುವಿನ ನಕ್ಷೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸ್ಪಷ್ಟ ಸಂಪರ್ಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್/ಆಳ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಅನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. CL ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ ಮಾದರಿಯ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಮಾದರಿಯ ಮೇಲಿನ 100 nm ಒಳಗೆ 2–3 kPa ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿದೆ, ಅದನ್ನು ಮೀರಿ ಅದು ಆಳದೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಬ್ರಷ್ ತರಹದ ಫಿಲ್ಮ್ ಇಲ್ಲದೆ SiHy ಬೇಸ್ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸುವಾಗ, 300 pN ಬಲದಲ್ಲಿ ಸಾಧಿಸಿದ ಗರಿಷ್ಠ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳವು 50 nm ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಡೇಟಾದಿಂದ ಪಡೆದ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಮೌಲ್ಯವು ಸುಮಾರು 400 kPa ಆಗಿದೆ, ಇದು ಬೃಹತ್ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಯಂಗ್‌ನ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್‌ನ ಮೌಲ್ಯಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು.
ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಕೋನ್-ಸ್ಪಿಯರ್ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯೊಂದಿಗೆ AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A CL ಮತ್ತು SiHy ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ ಸ್ಪಷ್ಟ ಸಂಪರ್ಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ (kPa) vs. ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳ (nm).
ಕಾದಂಬರಿ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ಶಾಖೆಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಯ ಮೇಲ್ಭಾಗದ ಮೇಲ್ಮೈ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವದ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ (2–3 kPa). ಇದು STEM ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಫೋರ್ಕ್ಡ್ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ನ ಮುಕ್ತ ನೇತಾಡುವ ತುದಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ. CL ನ ಹೊರ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್‌ನ ಕೆಲವು ಪುರಾವೆಗಳಿದ್ದರೂ, ಮುಖ್ಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ತಲಾಧಾರವು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿಯಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಮೇಲ್ಮೈಯ ಮೇಲಿನ 100 nm ಶಾಖೆಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ನ ಒಟ್ಟು ಉದ್ದದ 20% ಒಳಗೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಈ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಆಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್‌ನ ಅಳತೆ ಮೌಲ್ಯಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ನಿಖರವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕೆಳಗಿನ ವಸ್ತುವಿನ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಬಲವಾಗಿ ಅವಲಂಬಿಸಿಲ್ಲ ಎಂದು ಊಹಿಸುವುದು ಸಮಂಜಸವಾಗಿದೆ.
SiHy ತಲಾಧಾರಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಕಸಿ ಮಾಡಲಾದ ಕವಲೊಡೆದ PMPC ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಲೆಹ್ಫಿಲ್ಕಾನ್ A ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಲೆನ್ಸ್‌ಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ವಿನ್ಯಾಸದಿಂದಾಗಿ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಮಾಪನ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅವುಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ರಚನೆಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹವಾಗಿ ನಿರೂಪಿಸುವುದು ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟ. ಹೆಚ್ಚಿನ ನೀರಿನ ಅಂಶ ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಲೆಫಿಲ್ಕಾನ್ A ನಂತಹ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಮೃದು ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿರೂಪಿಸಲು ನಾವು ಇಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಿತ AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸುತ್ತೇವೆ. ಈ ವಿಧಾನವು AFM ಪ್ರೋಬ್‌ನ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಅದರ ತುದಿಯ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಜ್ಯಾಮಿತಿಯನ್ನು ಮುದ್ರಿಸಬೇಕಾದ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಮೃದು ಮೇಲ್ಮೈ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳ ರಚನಾತ್ಮಕ ಆಯಾಮಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಿಸಲು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರೋಬ್ ಮತ್ತು ರಚನೆಯ ನಡುವಿನ ಆಯಾಮಗಳ ಈ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಹೆಚ್ಚಿದ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಪೊರೊಎಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಿಸದೆ ಕವಲೊಡೆದ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್ ಅಂಶಗಳ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಮತ್ತು ಅಂತರ್ಗತ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಲು ನಮಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಲೆನ್ಸ್ ಮೇಲ್ಮೈಯ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಕವಲೊಡೆದ PMPC ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ಗಳು ಜಲೀಯ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದಾಗ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ (2 kPa ವರೆಗೆ) ಮತ್ತು ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವವನ್ನು (ಸುಮಾರು 100%) ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ತೋರಿಸಿವೆ. AFM ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್‌ನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ಲೆನ್ಸ್ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಸ್ಪಷ್ಟ ಸಂಪರ್ಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್/ಆಳದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ (30 kPa/200 nm) ಅನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ನಮಗೆ ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟವು. ಈ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಕವಲೊಡೆದ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ಗಳು ಮತ್ತು SiHy ತಲಾಧಾರದ ನಡುವಿನ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಅಥವಾ ಪಾಲಿಮರ್ ಬ್ರಷ್‌ಗಳ ಕವಲೊಡೆದ ರಚನೆ/ಸಾಂದ್ರತೆ ಅಥವಾ ಅದರ ಸಂಯೋಜನೆಯಿಂದಾಗಿರಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ರಚನೆ ಮತ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಳವಾದ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಅಗತ್ಯವಿದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ಬ್ರಷ್ ಕವಲೊಡೆಯುವಿಕೆಯ ಪರಿಣಾಮ. ಇದೇ ರೀತಿಯ ಅಳತೆಗಳು ಇತರ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಮೃದು ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಾಧನಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಪ್ರಸ್ತುತ ಅಧ್ಯಯನದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರಚಿಸಲಾದ ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾದ ಡೇಟಾಸೆಟ್‌ಗಳು ಆಯಾ ಲೇಖಕರಿಂದ ಸಮಂಜಸವಾದ ಕೋರಿಕೆಯ ಮೇರೆಗೆ ಲಭ್ಯವಿದೆ.
ರಹಮತಿ, ಎಂ., ಸಿಲ್ವಾ, ಇಎ, ರೆಸೆಲ್ಯಾಂಡ್, ಜೆಇ, ಹೇವರ್ಡ್, ಕೆ. ಮತ್ತು ಹೌಗೆನ್, ಎಚ್ಜೆ ಜೈವಿಕ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಜೈವಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು. ರಾಸಾಯನಿಕ. ಸಮಾಜ. ಸಂ. 49, 5178–5224 (2020).
ಚೆನ್, ಎಫ್‌ಎಂ ಮತ್ತು ಲಿಯು, ಎಕ್ಸ್. ಅಂಗಾಂಶ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ಗಾಗಿ ಮಾನವ-ಪಡೆದ ಜೈವಿಕ ವಸ್ತುಗಳ ಸುಧಾರಣೆ. ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್. ಪಾಲಿಮರ್. ವಿಜ್ಞಾನ. 53, 86 (2016).
ಸ್ಯಾಡ್ಲರ್, ಕೆ. ಮತ್ತು ಇತರರು. ಪುನರುತ್ಪಾದಕ ಔಷಧದಲ್ಲಿ ಜೈವಿಕ ವಸ್ತುಗಳ ವಿನ್ಯಾಸ, ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ಅನುಷ್ಠಾನ ಮತ್ತು ರೋಗನಿರೋಧಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ. ನ್ಯಾಷನಲ್ ಮ್ಯಾಟ್ ರೆವ್. 1, 16040 (2016).
ಆಲಿವರ್ WK ಮತ್ತು ಫಾರ್ GM ಲೋಡ್ ಮತ್ತು ಸ್ಥಳಾಂತರ ಮಾಪನಗಳೊಂದಿಗೆ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಗಡಸುತನ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸುಧಾರಿತ ವಿಧಾನ. J. ಅಲ್ಮಾ ಮೇಟರ್. ಶೇಖರಣಾ ಟ್ಯಾಂಕ್. 7, 1564–1583 (2011).
ವ್ಯಾಲಿ, ಎಸ್‌ಎಂ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಗಡಸುತನ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಐತಿಹಾಸಿಕ ಮೂಲಗಳು. ಅಲ್ಮಾ ಮೇಟರ್. ವಿಜ್ಞಾನ. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು. 28, 1028–1044 (2012).
ಬ್ರೋಯಿಟ್‌ಮನ್, ಇ. ಮ್ಯಾಕ್ರೋ-, ಮೈಕ್ರೋ- ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಗಡಸುತನ ಮಾಪನಗಳು: ಒಂದು ವಿಮರ್ಶಾತ್ಮಕ ವಿಮರ್ಶೆ. ಬುಡಕಟ್ಟು. ರೈಟ್. 65, 1–18 (2017).
ಕೌಫ್‌ಮನ್, ಜೆಡಿ ಮತ್ತು ಕ್ಲಾಪೆರಿಚ್, ಎಸ್‌ಎಂ ಮೇಲ್ಮೈ ಪತ್ತೆ ದೋಷಗಳು ಮೃದು ವಸ್ತುಗಳ ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್‌ನಲ್ಲಿ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅತಿಯಾದ ಅಂದಾಜುಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ. ಜೆ. ಮೆಚಾ. ನಡವಳಿಕೆ. ಬಯೋಮೆಡಿಕಲ್ ಸೈನ್ಸ್. ಅಲ್ಮಾ ಮೇಟರ್. 2, 312–317 (2009).
ಕರಿಮ್ಜಾಡೆ ಎ., ಕೋಳೂರು ಎಸ್‌ಎಸ್‌ಆರ್, ಅಯತೊಲ್ಲಖಿ ಎಂಆರ್, ಬುಶ್ರೋವಾ ಎಆರ್ ಮತ್ತು ಯಾಹ್ಯಾ ಎಂ.ಯು. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮತ್ತು ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ನ್ಯಾನೊಕಾಂಪೊಸಿಟ್‌ಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ವಿಧಾನದ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ. ವಿಜ್ಞಾನ. ಹೌಸ್ 9, 15763 (2019).
ಲಿಯು, ಕೆ., ವ್ಯಾನ್‌ಲೆಂಡಿಂಗ್‌ಹ್ಯಾಮ್, ಎಂಆರ್, ಮತ್ತು ಓವರ್ಟ್, ಟಿಎಸ್. ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್-ಆಧಾರಿತ ವಿಲೋಮ ಸೀಮಿತ ಅಂಶ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಮೂಲಕ ಮೃದು ವಿಸ್ಕೋಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಜೆಲ್‌ಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣ. ಜೆ. ಮೆಚಾ. ನಡವಳಿಕೆ. ಬಯೋಮೆಡಿಕಲ್ ಸೈನ್ಸ್. ಅಲ್ಮಾ ಮೇಟರ್. 2, 355–363 (2009).
ಆಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ ಜೆಡಬ್ಲ್ಯೂ, ಬೋವೆನ್ ಜೆ ಮತ್ತು ಚಾನೆಲ್ಲರ್ ಡಿ. ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಅಳತೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಿಸ್ಕೋಲಾಸ್ಟಿಸಿಟಿ ನಿರ್ಣಯದ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್. ಸಾಫ್ಟ್ ಮ್ಯಾಟರ್ 9, 5581–5593 (2013).
ಬ್ರಿಸ್ಕೋ, ಬಿಜೆ, ಫಿಯೊರಿ, ಎಲ್. ಮತ್ತು ಪೆಲಿಲ್ಲೊ, ಇ. ಪಾಲಿಮರಿಕ್ ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್. ಜೆ. ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ. ಡಿ. ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಕ್ಕೆ ಅರ್ಜಿ. 31, 2395 (1998).
ಮಿಯಾಯ್ಲೋವಿಚ್ ಎಎಸ್, ಟ್ಸಿನ್ ಬಿ., ಫಾರ್ಚುನಾಟೊ ಡಿ. ಮತ್ತು ವ್ಯಾನ್ ವ್ಲೀಟ್ ಕೆಜೆ ಆಘಾತ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಬಳಸಿ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಅಂಗಾಂಶಗಳ ವಿಸ್ಕೋಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣ. ಜರ್ನಲ್ ಆಫ್ ಬಯೋಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್. 71, 388–397 (2018).
ಪೆರೆಪೆಲ್ಕಿನ್ ಎನ್ವಿ, ಕೊವಾಲೆವ್ ಎಇ, ಗೋರ್ಬ್ ಎಸ್ಎನ್, ಬೊರೊಡಿಚ್ ಎಫ್ಎಂ ವಿಸ್ತೃತ ಬೊರೊಡಿಚ್-ಗ್ಯಾಲನೋವ್ (ಬಿಜಿ) ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಆಳವಾದ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಬಳಸಿ ಮೃದು ವಸ್ತುಗಳ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಮತ್ತು ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಕೆಲಸದ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ. ಫರ್. ಅಲ್ಮಾ ಮೇಟರ್. 129, 198–213 (2019).
ಶಿ, ಎಕ್ಸ್. ಮತ್ತು ಇತರರು. ಸಿಲಿಕೋನ್ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಲೆನ್ಸ್‌ಗಳ ಬಯೋಮಿಮೆಟಿಕ್ ಪಾಲಿಮರಿಕ್ ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು. ಲ್ಯಾಂಗ್ಮುಯಿರ್ 37, 13961–13967 (2021).