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Electrokinetics in Micro-channeled Cantilevers : Extending the Toolbox for Reversible Colloidal Probes and AFM-Based Nanofluidics

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Mark, Andreas ; Helfricht, Nicolas ; Rauh, Astrid ; Xue, Jinqiao ; Knödler, Patrick ; Schumacher, Thorsten ; Karg, Matthias ; Du, Binyang ; Lippitz, Markus ; Papastavrou, Georg:
Electrokinetics in Micro-channeled Cantilevers : Extending the Toolbox for Reversible Colloidal Probes and AFM-Based Nanofluidics.
In: Scientific Reports. Bd. 9 (2019) . - 20294.
ISSN 2045-2322
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-56716-0

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Abstract

The combination of atomic force microscopy (AFM) with nanofluidics, also referred to as FluidFM, has facilitated new applications in scanning ion conductance microscopy, direct force measurements, lithography, or controlled nanoparticle deposition. An essential element of this new type of AFMs is its cantilever, which bears an internal micro-channel with a defined aperture at the end. Here, we present a new approach for in-situ characterization of the internal micro-channels, which is non-destructive and based on electrochemical methods. It allows for probing the internal environment of a micro-channeled cantilever and the corresponding aperture, respectively. Acquiring the streaming current in the micro-channel allows to determine not only the state of the aperture over a wide range of ionic strengths but also the surface chemistry of the cantilever’s internal channel. The high practical applicability of this method is demonstrated by detecting the aspiration of polymeric, inorganic and hydrogel particles with diameters ranging from several µm down to 300 nm. By verifying in-situ the state of the aperture, i.e. open versus closed, electrophysiological or nano-deposition experiments will be significantly facilitated. Moreover, our approach is of high significance for direct force measurements by the FluidFM-technique and sub-micron colloidal probes.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Experimentalphysik III - Nanooptik > Lehrstuhl Experimentalphysik III - Nanooptik - Univ.-Prof. Dr. Markus Lippitz
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie II > Lehrstuhl Physikalische Chemie II - Univ.-Prof. Dr. Georg Papastavrou
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität > Bayerisches Polymerinstitut (BPI)
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Experimentalphysik III - Nanooptik
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie II
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Eingestellt am: 05 Feb 2020 12:35
Letzte Änderung: 11 Okt 2023 12:38
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/54183