岛津SPM8100FM型高分辨原子力显微镜

岛津SPM-8100FM型高分辨原子力显微镜

　　产品技术特点——中国AFM市场目前正在走向成熟，成熟市场源于用户的成熟，按应用需求采购，追求性价比，看中售后服务将是今后AFM市场的指向标。各厂商都会针对应用开发相应的软件和硬件。对于岛津而言，紧紧抓住超高分辨和原位测试两个技术基点。

　　高分辨一直都是AFM厂家持续追求的，但是近二十年来，自调幅模式(轻敲模式、间歇模式)后，非真空环境的形貌扫描分辨率停滞不前，始终没有突破性的技术产生。各厂家因此只能从检测信号和扫描方式入手，发展了各种电磁学模式以及调幅模式的改进模式。岛津革命性的将调频模式商业化，把尘封已久的分辨率水平向前推进一大步。尤其重要的是，调频模式可以在复杂环境中保持超高分辨率，尤其适合生物高分子在近生理环境下的分子/亚分子级别的观测。

　　此外，AFM作为微区分析工具，能够原位测试的呼声持续已久。岛津为AFM设备配备了专业化的复杂环境控制舱。实现了对几乎所有环境量的定量控制。该环境控制舱不仅在功能上完备，而且充分考虑到操作便利性，利用手套箱设计和大面积观察窗，为用户开展实验提供了便利。

　　典型用户及典型应用案例——A 日本京都大学  SPM-8000FM：在TE缓冲液中扫描DNA双螺旋，不仅可以清晰看到双螺旋结构导致的大沟和小沟，还可以看清每条单链上的碱基数目，证明其在液体环境中达到了亚分子级(基团级)分辨率。而对于传统的调幅模式AFM，在液体环境中很难达到10nm以下的分辨率。

　　B 清华大学  WET-SPM：原位加热锂电池隔膜。锂电池的隔膜材料具有孔隙，以实现充电放点过程中锂离子的穿梭。在充放电时，会有部分能量转化为内能从而使温度提高。本实验模拟了这种情况，测试温度升高对隔膜材料空隙的影响。从左到右是分别是温度为室温、40摄氏度、55摄氏度时孔隙的变化。可以观察到随着温度的升高，孔隙变小，从而影响了锂离子的穿梭，这也是锂电池充放电多次后导致寿命变低的一个原因。

　　热点市场需求的看法——前已述及，中国AFM客户已经逐步成熟，因此AFM市场也因用户的应用领域而分化，2017下半年以及2018年的热点也就是国内用户的研究热点。从目前而言，有如下几个领域：A  二维材料——以石墨烯为代表的二维材料逐步从实验室走入应用，加之国家政策的引导，该领域对AFM的需求会持续，而且会逐渐从以高校研究所为主转变为高校研究所和企业(及测试平台)并重。B  半导体相关——半导体领域本就是AFM应用最广最深的领域，随着国内各研究单位对技术的突破，以及“核高基”项目的推进，这个领域对AFM的需求，尤其是对具备完善电磁扫描技术的AFM的需求会比较旺盛。C  传统材料学领域——这个领域一直是AFM的采购大户，最近半年依然会占据很大份额。D  生命科学领域——AFM曾经在上世纪九十年代后期至本世纪初前几年在生命科学领域昙花一现。但因为当时的技术粗糙，无论是液体环境中的分辨率还是对软样品的扫描，都无法满足该领域的需求。但是经过近十年的技术发展，各厂商都有针对性的推出了一些新技术。有的面向高分辨率，有的面向力学性能测试，有的面向长时间原位持续观察。近几年来这些技术已经吸引到一些用户的关注，各厂商也持续在此领域重点开拓，应该会有一部分市场。