SFA2000表面力仪发展历史

作为一套测量徼米/纳米级尺度下两表面之间相互作用力(作用能)的技术，SFA 可以准确地获得两表面间的实时绝对距离，并且更适用于测量在液相环境中表面与表面间的相互作用。SFA 的最初设想是由Tabor和 Winterton在1969年提出的，初衷是为了设计一种纳米尺度下测量表面力的实验设备。在此之前，Tolansky16在研究表面形貌的工作中使用了多光束干涉(Multiple beam interferometry，简称MBI)方法，该方法对距离的敏感度可以达到了埃米级。随后，Tabor 的学生Israelachvili 给出两层和三层干涉计模型中多光束干涉方程的完整解"，并将多光束干涉作为表面间距测量方法引入SFA系统。在此基础上，他以原始的SFA设想为原型设计制造出第一台实用型SFA，并精确测量了水溶液中的范德华力。经过几十年的不断发展，SFA设备本身的设计不断成熟，从初始的M Ⅰ型，经过MⅡ和Mk IⅢ型发展到最新的SFA 2000型，并衍生出eSFA等具有特定功能的型号。同时，SFA的研究对象也从 DLVO力150、水合力和疏水力等胶体系统内的相互作用，扩展到磷脂双分子层、脱氧核糖核酸(DNA)等含有自组装分子结构的生物领域，以及离子流体等T业领域内存在的分子间或表面间相互作用。而且，得益于设备技术的完善，SFA还可以研究分子层间的切向摩擦与润滑。如今，SFA技术已成为纳米科学领域重要的研究工具之一，在微纳尺度流体、生物材料等研究方向上得到了广泛应用。