人體的骨骼是由中胚層發育而成的，是人體的重要組織器官。從生物角度看，它是人體鈣元素的存蓄部位，還是人體的重要造血器官。從結構上看，它是主體重要承重器官。因此，了解骨的結構對于骨替代復合材料的微觀結構設計具有重要的意義。骨骼主要是由無機材料和有機材料組成的復合材料。其中有機成分占骨骼總重量的30％，主要是膠原。骨骼的無機部分占人體骨骼總重量的70％，主要是羥基磷灰石(HA)。骨復雜的分級結構賦予其高的剛度、強度和斷裂韌性。

目前對骨微觀增韌機理的系統性理解仍然需要更深入的實驗性研究。可以通過原位AFM-力學測試平臺，實現在宏觀加載時原位觀察密質骨各級結構的力學行為，探索橋接機理在不同尺度上在裂紋傳播的各階段發揮的作用。這些實驗結果可以為骨微觀力學研究提供新方法和思路，為仿生骨材料的研發提供力學仿生的理論依據。為了更好地進行AFM原子力顯微鏡測試，需要對試樣進行前處理。試樣制備過程如圖所示。

從菜市場購買新鮮的豬筒骨,運送至實驗室后用生理鹽水浸泡,并將附著在豬筒骨外表面的軟組織去除干凈,隨后用IsoMet 1000切割機將筒骨的骨骺去除，取一段直徑尺寸相對均勻的骨干，去除中心的骨髓,將脛骨骨干切成長約為20 mm的圓筒狀,最后切成尺寸約為20 mmX10 mmX3 mm的長方體塊。然后再通過標樂HighSpeed高速精密切割機切成10 mm×3 mm×1 mm的薄片。

采用標樂EcoMet 30磨拋機手動研磨拋光，磨拋參數如下：

使用Leica DM4M金相微鏡拍攝樣品如下圖所示，可以清晰觀察到磨拋后骨頭截面，加工面平整、無劃痕與損傷，可展現出骨頭樣品內部最真實的結構信息，符合AFM原子力顯微鏡測試的要求。

相關設備

IsoMet1000精密切割機是一款封閉式的切割機，能勝任不同類型的切割任務，最小化樣品損傷。夾具通用性這一特點能很好的夾持各種不同形狀結構的樣品，也給當今實驗室實現精密切割提供了一種能很好切割任何材料的切割機，包括易碎柔軟的金屬，復合材料，水泥，薄片制樣，塑料，電子儀器和生物材料。

一款可編程的臺式高速精密切割機，可連續定位切割，實現多次自動切割，提供效率高的精密切割,切割易碎試樣時提供精確的切割精度，并可以進行直觀控制。通過精密激光、免工具調節和三軸刀片運動快速進行切割校準。

EcoMet 30單盤手自一體磨拋機為日常磨拋提供了簡便的自動操作。友好的觸摸屏界面屏幕上可以顯示所有經常使用的功能。EcoMet 30的一鍵清洗功能為每步都需要更換磨拋工藝的客戶節省時間。可以靈活兼容8in[203 mm]/10in[254 mm]/12in[305 mm]磨盤。

Leica DM4M金相顯微鏡適用于材料科學和質量控制領域，能夠提供真實、可再現的顯微鏡觀察結果，呈現出色的光學性能以及高品質的圖像。只需輕敲一個按鈕，即可存儲和恢復成像條件。利用高品質顯微圖像，能夠輕松進行具有挑戰性的檢驗、測量和分析任務。