ساخت میکروسکوپ نیروی اتمی AFM (Atomic Force Microscope) با سرعت تصویربرداری ثانیه ای با پشتیبانی صندوق حمایت از صنایع الکترونیک

دکتر شاهمرادی مدیرعامل شرکت آرا پژوهش  که در پارک فناوری پردیس مستقر هستند، در این گفتگو تاکید می کند که با پشتیبانی صندوق حمایت از تحقیقات و توسعه صنایع الکترونیک(صحا) درصددند فناوری مورد استفاده در این میکروسکوپ را به نوعی ارتقا دهند تا سرعت تصویربرداری نمونه از مدت چند دقیقه به مدت چند ثانیه کاهش پیدا کند و حتی بتوان تصویر متحرک تهیه کرد.

همچنین تلاش می کنیم که برد الکترونیک میکروسکوپ را که به صورت بردهای متعدد طراحی شده است به یک برد جامع ارتقا دهیم.

هدف از پروژه طراحی و ساخت میکروسکوپ نیروی اتمی با سرعت بالا چیست؟

هدف از این طرح بررسی روند انجام واکنش ها و تهیه تصاویر از روند پیشرفت آن‌ها مانند بررسی تأثیر یک دارو بر روی یک نمونه خاص یا بررسی روند تشکیل یک کریستال است. برای دستیابی به این هدف لازم است تا بخش الکترونیک میکروسکوپ یکپارچه شده و با تغییراتی که اعمال می شود امکان ثبت تصویربرداری با سرعت بالا فراهم شود. سرعت تصویر برداری در سیستم‌های قبلی AFM حداکثر تا 3 line/sec قابل افزایش بود که در طرح فعلی این سرعت تا 100 line/sec قابل افزایش خواهد بود.

همچنین ضمن ایجاد این قابلیت امکانی در نرم افزار در نظر گرفته شده که به کمک آن تصویربرداری و ذخیره نتایج آن بدون وقفه انجام می‌شود.

این میکروسکوپ دارای چه ویژگی‌های فنی است و چه کارکردهایی دارد؟

خواص قابل اندازه‌گیری با این دستگاه شامل مورفولوژی هندسی، توزیع چسبندگی، اصطکاک، ناخالصی سطحی، جنس نقاط مختلف سطح، کشسانی، خواص مغناطیسی، بزرگی پیوندهای شیمیایی، توزیع بارهای الکتریکی سطحی و قطبیت الکتریکی نقاط مختلف است. در عمل از این قابلیت‌ها برای بررسی ویژگی‌هایی همچون خوردگی، تمیزی، یکنواختی، زبری، چسبندگی، اصطکاک و اندازه استفاده می‌شود.

مواد قابل بررسی توسط AFM شامل گستره وسیعی از مواد مانند غشاهای بیولوژیک، بافت‌های مختلف زنده، سلول‌های زنده، ویروس و باکتری و دیگر نمونه‌های جامد، کریستالی و بیولوژیکی می‌شود. این وسیله برای بررسی پدیده‌های گوناگونی مانند چسبندگی، نرمی، سختی، الاستیسیته و ... مورد استفاده قرار می‌گیرد. بدین ترتیب AFM تحقیقات پایه در زمینه علوم مختلف مانند بیولوژی، شیمی، علم مواد و سطح شناسی را متحول کرده و فناوری‌‌هایی مانند نانوحسگرها، نانو ربات‌ها، نانو پوسته‌ها،نانوسیم‌ها را در نانوپزشکی، دارورسانی و صنایع بیولوژیک و شیمیایی تحت تاثیر قرار داده است.

دقت بالا، عدم محدودیت در بررسی اغلب سطوح در شرایط محیطی مختلف، عدم نیاز به آماده‌سازی نمونه در اغلب موارد، سرعت بالای اندازه‌گیری، تهیه تصویر سه‌بعدی و توانایی بررسی انواع خواص سطحی موجب توجه ویژه و رو به رشد به این دستگاه در حوزه‌های مختلف تکنولوژی کاربردی اعم از الکترونیک، هوافضا، خودروسازی، علم مواد، بیولوژی، ارتباطات از راه دور، داروسازی، لوازم آرایشی،پتروشیمی و ... شده است.

تولید این میکروسکوپ در داخل چه مزیت‌هایی دارد و چه ارزیابی‌ای از ابعاد بازار مصرفی که می‌توان این محصول را در آن عرضه کرد، دارید؟

در حال حاضر کاربران این شرکت نزدیک به 80 دانشگاه و مرکز پژوهشی در داخل کشور است. قیمت محصول در مقایسه با نمونه مشابه خارجی با مشخصات مشابه‌، حدود 60 درصد آن می باشد.

با توجه به بومی بودن دانش فنی ساخت این محصول و فروش بیش از 75 دستگاه و نیاز گسترده‌ به این دستگاه در دانشگاه و مراکز تحقیقاتی و پژوهشی، ورود این مدل از دستگاه موجب رونق فزاینده پژوهش‌های فناوری نانو و بیوتکنولوژی شده و جهشی در دستاوردهای این پژوهش‌ها ایجاد کرده و نتایج حاصل از پژوهش‌ها را به شکل قابل توجهی کاربردی کرده است.

طراحی این سیستم تا چه مرحله ای پیش رفته است؟