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Applications of atomic force microscopy in immunology
Jiping Li, Yuying Liu, Yidong Yuan, Bo Huang
《医学前沿(英文)》 2021年 第15卷 第1期 页码 43-52 doi: 10.1007/s11684-020-0769-6
关键词: cellular mechanics atomic force microscopy neutrophil extracellular trap macrophage phagocytosis pore formation
Qi XIA,Tao ZHOU,Michael Yu WANG,Tielin SHI
《机械工程前沿(英文)》 2014年 第9卷 第1期 页码 50-57 doi: 10.1007/s11465-014-0286-x
In an operation mode of atomic force microscopy that uses a higher eigenmode to determine the physical properties of material surface, the ratio between the eigenfrequency of a higher flexural eigenmode and that of the first flexural eigenmode was identified as an important parameter that affects the sensitivity and accessibility. Structure features such as cut-out are often used to tune the ratio of eigenfrequencies and to enhance the performance. However, there lacks a systematic and automatic method for tailoring the ratio. In order to deal with this issue, a shape and topology optimization problem is formulated, where the ratio between two eigenfrequencies is defined as a constraint and the area of the cantilever is maximized. The optimization problem is solved via the level set based method.
关键词: atomic force microscopy cantilever probe eigenfrequency optimization
GUO Jin, MA Jun, SHI Xuehua
《环境科学与工程前沿(英文)》 2007年 第1卷 第2期 页码 251-256 doi: 10.1007/s11783-007-0043-z
关键词: spherical microtopography potassium permanganate uniform spherical morphology
Review: Tip-based vibrational spectroscopy for nanoscale analysis of emerging energy materials
Amun JARZEMBSKI, Cedric SHASKEY, Keunhan PARK
《能源前沿(英文)》 2018年 第12卷 第1期 页码 43-71 doi: 10.1007/s11708-018-0524-8
关键词: vibrational spectroscopy atomic force microscopy photo-thermal induced resonance scanning near-field optical microscopy tip-enhanced Raman spectroscopy photo-induced force microscopy molecular resonances surface phonon polaritons energy materials
木质素磺酸盐/二氧化硅无机颗粒体系中的原子力显微镜力学测试——从分散机理研究到产品设计 Article
王静禹, 钱勇, 周义杰, 杨东杰, 邱学青
《工程(英文)》 2021年 第7卷 第8期 页码 1140-1148 doi: 10.1016/j.eng.2021.07.004
设计和制备高性能木质素基分散剂是实现木质素工程化高值利用的关键。这一过程很大程度上取决于对木质素基分散剂分散机理的理解。本文通过原子力显微镜(AFM)量化研究了木质素磺酸盐/二氧化硅(LS/SiO2)体系在不同pH条件下的分散机理。结果表明,SiO2颗粒之间在LS溶液中比在水中有更强的排斥力,因此具有更好的分散稳定性。分别使用Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO)理论以及结合空间位阻排斥力的DLVO理论方程对水中和LS溶液中的SiO2探针与基材之间的AFM力/距离曲线(F/D)进行拟合。基于拟合结果,分别计算出静电排斥力和空间位阻排斥力,证明LS在SiO2粒子之间提供了较强的空间位阻排斥力。进一步研究证明,LS在SiO2上的吸附量(Q)、归一化作用常数(A)和特征长度(L)是影响LS/SiO2体系空间位阻排斥力的三个关键因素。基于上述研究,设计并制备了新型季铵化接枝磺化木质素基分散剂(QAGSL)。QAGSL对SiO2和真实水泥颗粒均具有良好的分散性能。相关研究既为LS/无机颗粒体系中的分散机理提供了基础和定量的理解,也为高性能木质素基分散剂的开发提供了重要的技术指导。
Investigation of nanostructure of konjac-based water absorbents with atomic force microscopy
Shengrong GENG, Ruotai LIN, Mingli CHEN, Shaoyang LIU, Yifen WANG,
《化学科学与工程前沿(英文)》 2009年 第3卷 第4期 页码 357-362 doi: 10.1007/s11705-009-0245-y
关键词: regenerated grafted -irradiation grafted grafted absorbent accordance
Lei Zhang, Lisha Zhao, Ping-Kai Ouyang, Pu Chen
《化学科学与工程前沿(英文)》 2019年 第13卷 第1期 页码 98-107 doi: 10.1007/s11705-018-1775-y
Cholesterol plays a significant role in the organization of lipids and modulation of membrane dynamics in mammalian cells. However, the effect of cholesterol depletion on the eukaryotic cell membranes seems controversial. In this study, the effects of cholesterol on the topography and mechanical behaviors of CHO-K1 cells with manipulated membrane cholesterol contents were investigated by atomic force microscopy (AFM) technique. Here, we found that the depletion of cholesterol in cell membranes could increase the membrane stiffness, reduce the cell height as well as promote cell retraction and detachment from the surface, whereas the cholesterol restoration could reverse the effect of cholesterol depletion on the membrane stiffness. Increased methyl-β-cyclodextrin levels and incubation time could significantly increase Young’s modulus and degree of stiffing on cell membrane and cytoskeleton. This research demonstratede importance of cholesterol in regulating the dynamics of cytoskeleton-mediated processes. AFM technique offers excellent advantages in the dynamic monitoring of the change in membranes mechanical properties and behaviors during the imaging process. This promising technology can be utilized in studying the membrane properties and elucidating the underlying mechanism of distinct cells in the near-native environment.
关键词: cholesterol methyl-β-cyclodextrin atomic force microscopy Young’s modulus CHO-K1 cell
The investigation of fly ash based asphalt binders using atomic force microscope
Rajan SAHA, Kyle MALLOY, Emil BAUTISTA, Konstantin SOBOLEV
《结构与土木工程前沿(英文)》 2017年 第11卷 第4期 页码 380-387 doi: 10.1007/s11709-017-0437-3
蒋洪奎,姚汤伟,胡礼广,沈亚强,虞献文
《中国工程科学》 2008年 第10卷 第7期 页码 173-179
蘸水笔刻蚀(dip-pen nanolithography ,DPN)技术是近年来发展起来的基于原子力显微镜(AFM)的一种 扫描探针加工技术,有着广泛的应用前景。蘸水笔技术的刻蚀过程包括AFM 针尖对墨水分子的吸附、针尖与 基底间弯月液桥的形成、墨水分子在液桥中的传输、墨水分子在基底的扩散等四个阶段,并受温度、湿度、针 尖、扫描速度等多种因素的影响。文章具体分析了蘸水笔技术在不同阶段的作用机理,综合介绍了蘸水笔刻 蚀技术在近年来的进展,包括电化学DPN 技术、DPN 的多种加工模式、DPN 的复合加工及多探针的DPN 加工 等;分析了DPN的加工特点及其应用。
工程过程中分子间和表面间相互作用 Review
张嘉文, 曾宏波
《工程(英文)》 2021年 第7卷 第1期 页码 63-83 doi: 10.1016/j.eng.2020.08.017
在复杂流体中,化学试剂、固体颗粒、气泡、液滴和固体表面间的相互作用在许多工程过程中起着至关重要的作用,如泡沫浮选、乳液和泡沫形成、吸附、污垢、防污现象等。这些在分子、纳米和微观尺度上的相互作用显著地影响并决定了相关工程过程的宏观性能和效率。理解工程过程中的分子间和表面间相互作用具有基础和实际意义,这不仅改善了生产技术,而且为新材料的开发提供了有价值的见解。本文首先介绍了各种工程过程中涉及的典型分子间和表面间相互作用,包括Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek(DLVO)相互作用(即范德华相互作用和双电层相互作用)和非DLVO相互作用(如空间位阻和疏水相互作用)。本文简要介绍了用于测量复杂流体中分子间和表面间相互作用力的原子力显微镜和表面力仪等纳米力学技术;综述了近年来我们对矿物浮选、石油工程、废水处理、储能材料这些工程体系中分子间和表面间相互作用的研究进展;讨论了这些基本相互作用机制与解决工程挑战中的实际应用之间的相关性,并对未来的研究领域进行前景展望。
基于AFM探针的纳米加工技术制备周期性纳米结构——沟槽和材料堆积形貌相结合 Article
耿延泉, 闫永达, 王继强, Emmanuel Brousseau, 孙彦文, 孙雅洲
《工程(英文)》 2018年 第4卷 第6期 页码 787-795 doi: 10.1016/j.eng.2018.09.010
本文提出了一种基于原子力显微镜(AFM)探针的加工技术制备周期性纳米结构的方法,该方法通过将加工得到的沟槽形貌和沟槽边缘的材料堆积形貌相结合得到周期性纳米结构。研究发现控制相邻沟槽的间距是保证周期性纳米结构质量的重要因素。实验结果表明,当相邻刻划轨迹间的进给量值等于单个沟槽两侧材料堆积峰值间的宽度时,可以通过本方法加工得到较高质量的周期性结构。加工得到的纳米结构周期性可以通过一维和二维快速傅里叶变换(FFT)算法进行评价。在检测得到周期结构的AFM 图像中,取其截面进行FFT并将幅频特性曲线归一化,在幅频特性曲线中用峰值部分面积与总体面积的比值来定量分析纳米结构的周期性。最后,对加工得到的周期性纳米结构产生的颜色化效应进行了研究,证明了其在防伪以及金属传感等领域有潜在的应用价值。
基于磁驱动正交悬臂探针的三维原子力显微镜技术开发 Article
张号, 耿俊媛, 高海波, 荣伟彬, 谢晖
《工程(英文)》 2023年 第24卷 第5期 页码 84-93 doi: 10.1016/j.eng.2022.06.010
Atomic and close-to-atomic scale manufacturing—A trend in manufacturing development
Fengzhou FANG
《机械工程前沿(英文)》 2016年 第11卷 第4期 页码 325-327 doi: 10.1007/s11465-016-0402-1
Manufacturing is the foundation of a nation’s economy. It is the primary industry to promote economic and social development. To accelerate and upgrade China’s manufacturing sector from “precision manufacturing” to “high-performance and high-quality manufacturing”, a new breakthrough should be found in terms of achieving a “leap-frog development”. Unlike conventional manufacturing, the fundamental theory of “Manufacturing 3.0” is beyond the scope of conventional theory; rather, it is based on new principles and theories at the atomic and/or close-to-atomic scale. Obtaining a dominant role at the international level is a strategic move for China’s progress.
关键词: atomic manufacturing Manufacturing 3.0 Manufacturing 2025 Industry 4.0
陈景
《中国工程科学》 2004年 第6卷 第11期 页码 29-32
对氢分子离子提出了氢原子质子化的结构模型,从微观时标和宏观时标分析了H2+中库仑吸引力和两核排斥力的动态平衡,认为氢原子畸变后的电子云在两核中点产生e/8的电荷重心时可以束缚住一个裸质子;据此推导出键长、键能及力常数的计算公式;使用原子单位分别获得Re=2 au,De=0.109 735 au,k=0.109 735 au,与实验测定值及Bishop最精确的计算值惊人地接近。
Crystallographic orientation effect on cutting-based single atomic layer removal
Wenkun XIE, Fengzhou FANG
《机械工程前沿(英文)》 2020年 第15卷 第4期 页码 631-644 doi: 10.1007/s11465-020-0599-x
关键词: ACSM single atomic layer removal mechanism crystallographic orientation effect mechanical cutting Manufacturing III
标题 作者 时间 类型 操作
Applications of atomic force microscopy in immunology
Jiping Li, Yuying Liu, Yidong Yuan, Bo Huang
期刊论文
Shape and topology optimization for tailoring the ratio between two flexural eigenfrequencies of atomicforce microscopy cantilever probe
Qi XIA,Tao ZHOU,Michael Yu WANG,Tielin SHI
期刊论文
Atomic force microscopy study on the microtopography of natural organic matter and newly formed hydrous
GUO Jin, MA Jun, SHI Xuehua
期刊论文
Review: Tip-based vibrational spectroscopy for nanoscale analysis of emerging energy materials
Amun JARZEMBSKI, Cedric SHASKEY, Keunhan PARK
期刊论文
Investigation of nanostructure of konjac-based water absorbents with atomic force microscopy
Shengrong GENG, Ruotai LIN, Mingli CHEN, Shaoyang LIU, Yifen WANG,
期刊论文
Insight into the role of cholesterol in modulation of morphology and mechanical properties of CHO-K1 cells: An in situ AFM study
Lei Zhang, Lisha Zhao, Ping-Kai Ouyang, Pu Chen
期刊论文
The investigation of fly ash based asphalt binders using atomic force microscope
Rajan SAHA, Kyle MALLOY, Emil BAUTISTA, Konstantin SOBOLEV
期刊论文
Atomic and close-to-atomic scale manufacturing—A trend in manufacturing development
Fengzhou FANG
期刊论文