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从赫兹力学中得出的方程是否可以用于拟合 AFM 数据(在生物材料上获得)?

Is it mathematically correct to fit AFM data (obtained on biological materials) to equations arising from Hertzian mechanics?

机构信息

BioNanoTec LTD, Nicosia, Cyprus; Metropolitan College, Faculty of Engineering and Architecture, Athens, Greece.

School of Sciences, European University Cyprus, Cyprus; E.U.C. Research Centre LTD, Nicosia, Cyprus.

出版信息

Micron. 2023 Jan;164:103384. doi: 10.1016/j.micron.2022.103384. Epub 2022 Nov 4.

DOI:10.1016/j.micron.2022.103384
PMID:36375358
Abstract

When testing soft biological samples using the Atomic Force Microscopy (AFM) nanoindentation method, the force-indentation data is usually fitted to the equations provided by Hertzian mechanics. Nevertheless, a significant question remains up to date; is this a correct approach from a mathematical perspective? Biological materials are heterogeneous, so 'what do we calculate' when using a classic fitting approach? In this paper, conclusive answers to the abovementioned questions are provided. In addition, a new tool for the nanomechanical characterization of biological samples, the depth-dependent mechanical properties maps, is introduced.

摘要

当使用原子力显微镜(AFM)纳米压痕法测试软生物样本时,通常将力-压痕数据拟合到赫兹力学提供的方程中。然而,从数学角度来看,这是否是一种正确的方法,至今仍是一个悬而未决的问题。生物材料是不均匀的,因此在使用经典拟合方法时,“我们在计算什么”?本文对上述问题给出了明确的答案。此外,还引入了一种新的生物样本纳米力学特性分析工具,即深度相关力学特性图谱。

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