中国科学院 深圳先进技术研究院医工所纳米调控与生物力学研究室在异质 软材料的纳米力学研究领域取得 重要 进展， 该 研究 为非均 软物质，特别是 对 具 特异性 的生物材料的纳米力学的测量提供了 高效 的新方式。相关 成果以 A tomic force microscopy methodology and AFMech Suite software for nanomechanics on heterogeneous soft materials （利用原子力显微镜和AFMech Suite软件研究异质软材料的纳米力学） 为题发表在知名期刊 Nature communication （ 《自然·通讯》 ， 影响因子为 1 2.353） 上 ， 论文 第一 作者 为深圳先进院Massimiliano Galluzzi 博士 。 软物质 材料纳米力学 的 测量， 一直 是材料科学家的重要挑战 ， 生物材料的内在异质性， 一直 对 其力学性质 的量化 造成 阻碍。 而基于 原子力显微镜技术，非 均质 软材料的力学与形貌特征 可以在 液相中被 精确 地 测量 。 因此 ， 团队 提出一个3 步 走的方法 来量化 研究生物样品 ： （1）精确的AFM （原子力 显微镜 ） 矫正；（2） 应用力曲线阵列模式进行 纳米 压痕 ； （ 3 ）由 AFM压痕数据所构建有限元模拟计算。 团队 结合实验 结果与模拟计算 成功测定 了 生物 材料的内部几何形状，多层 结构 的性质以及界面 间 的摩擦。 为了能 方便地对AFM测量的原始数据 和 模拟数据 进行 比较 、 分析， 团队 针对性 地编写了一个软件 ： AFMech Suite，该软件包含5个交互接口，分别用 于 同步矫正、形貌学、粘附性、力学以及模拟分析。 团队 选择 了参入硬球 的 柔性水凝胶作为软物质模型 来 模拟 生物的 一级多样性，并用此模型 成功验证了 上述方法。 最后， 团队 将 该方法应用于 测定培植于 软 / 硬的水凝胶上 的 大肠杆菌的纳米力学与形貌，证明了该方法在生物领域的适用性。 论文链接 软凝胶（左）和硬凝胶（右）上的大肠杆菌的硬度图（平均压痕）以及硬度与压痕深度 的 断层图。
