Misura delle proprietà meccaniche su scala nanometrica tramite microscopia a forza atomica

Nell’ultima decade, il microscopio a forza atomica, non solo si è distinto come strumento di indagine topografica, ma sempre più spesso è utilizzato dai ricercatori come nano indentatore per misurare le proprietà meccaniche su scala nanometrica tramite la produzione di curve di forza puntuali, pratica utile soprattutto in campioni come i tessuti biologici. Un’interessante applicazione della misura delle proprietà meccaniche su scala nanometrica è la realizzazione di imaging che possano caratterizzare la superficie del campione a seconda della proprietà prescelta. Per realizzare un imaging delle proprietà meccaniche di un campione su scala nanometrica, occorre innanzitutto elaborare i dati grezzi forniti dallo strumento, processo che risulta difficile da svolgere manualmente soprattutto quando la mole di dati assume proporzioni considerevoli, in questi casi un approccio automatizzato all’elaborazione dei dati AFM diviene di vitale importanza per utilizzare lo strumento in analisi su larga scala e per limitare gli interventi dell’utente. Il processo di automatizzazione però presenta alcuni ostacoli nella sua realizzazione che spesso ne inficiano la robustezza. Un software che elabora autonomamente un set di curve di forza prodotte da un AFM dovrà gestire ogni eventuale anomalia presente nei dati grezzi. In questa tesi sono presentati due script sperimentali per l’elaborazione automatizzata dei dati AFM, entrambi realizzati e computati tramite Scilab. Il primo script presentato realizza misure puntuali; dato un set di curve appartenenti allo stesso punto, permette di mettere in relazione l’andamento delle varie proprietà meccaniche di interesse, compreso il modulo di Young, di ogni curva del data set. Il secondo script realizza due tipi di immagine della superficie analizzata: una mostra la variazione del modulo di Young in scala nanometrica, la seconda ricostruisce l’immagine del campione utilizzando la deviazione standard del modulo elastico come parametro.