原子力顯微鏡(AFM)自1986年由諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者Binnig等人發(fā)明以來,因其具有高空間分辨率、靈活多樣的操作模式和操作環(huán)境、可進(jìn)行多參數(shù)多功能成像等優(yōu)勢(shì),目前已在物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、微電子學(xué)和環(huán)境科學(xué)等眾多學(xué)科領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用,成為研究微納尺度形貌與微區(qū)性能不可或缺的重要工具。
聚合物具有復(fù)雜的多尺度微觀結(jié)構(gòu)。研究各級(jí)結(jié)構(gòu)并建立其與性能之間的構(gòu)效關(guān)系是聚合物科學(xué)的重要目標(biāo)和挑戰(zhàn)。在眾多研究方法中,AFM所具有的可精準(zhǔn)獲取微觀結(jié)構(gòu)與性能信息的優(yōu)勢(shì)使其自發(fā)明之日起就成為聚合物表征的重要工具,在多級(jí)結(jié)構(gòu)與性能表征、復(fù)雜動(dòng)力學(xué)過程分析,以及闡明微觀結(jié)構(gòu)與宏觀物理化學(xué)性能間相互關(guān)系的研究中發(fā)揮了重要作用,其應(yīng)用幾乎涵蓋了聚合物科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。近年來,基于AFM的衍生技術(shù)仍處于快速發(fā)展階段,如AFM高速成像技術(shù)、AFM納米流變、AFM納米紅外光譜技術(shù)等,其在聚合物微觀結(jié)構(gòu)與性能研究中的應(yīng)用必將得到進(jìn)一步的加強(qiáng)。在這種情況下,作者確信,一本全面論述AFM基本原理及研究聚合物微觀結(jié)構(gòu)與性能的專著是從事相關(guān)科學(xué)技術(shù)研究的科研人員和專業(yè)師生所需要的。因此,作者出版了《原子力顯微鏡及聚合物微觀結(jié)構(gòu)與性能》一書,希望對(duì)同行的研究有所幫助。
全書共9章。第1章介紹掃描探針顯微鏡的發(fā)展歷史、工作原理和特點(diǎn);第2章介紹AFM儀器學(xué)、探針-樣品間相互作用力、成像原理、AFM基礎(chǔ)和各種衍生成像模式;第3章介紹輕敲模式在嵌段共聚物自組裝、聚合物表面分子動(dòng)力學(xué)、單鏈構(gòu)象、刺激響應(yīng)行為、界面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及次表面結(jié)構(gòu)等六個(gè)研究領(lǐng)域的典型應(yīng)用;第4章介紹接觸力學(xué)、AFM納米力學(xué)成像及其在聚合物納米纖維、薄膜、共混物及復(fù)合材料研究中的應(yīng)用;第5章介紹近年發(fā)展的幾種AFM納米流變技術(shù)原理及其在聚合物表面與界面研究領(lǐng)域的應(yīng)用;第6章介紹AFM納米紅外光譜技術(shù)的基本原理及其在多組分聚合物體系中定性和定量分析、聚合物復(fù)合材料界面、聚合物老化等領(lǐng)域的應(yīng)用;第7章介紹幾種典型AFM成像模式在研究高分子成核、結(jié)晶與熔融過程及結(jié)晶形態(tài)結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用;第8章介紹幾種典型AFM成像模式在研究聚合物太陽能電池薄膜活性層形貌和電學(xué)特性中的應(yīng)用;第9章介紹引起AFM假像與測(cè)量誤差的因素及相應(yīng)的解決方法,以及AFM樣品制備。
致謝:作者要感謝張彬教授、劉瑤教授對(duì)本書成稿的貢獻(xiàn)!感謝“高性能高分子材料叢書”總主編蹇錫高院士、常務(wù)副總主編張立群院士、副總主編、編委及科學(xué)出版社翁靜一編輯對(duì)本書出版給予的支持和鼓勵(lì)!由于作者學(xué)識(shí)有限,書中難免有疏漏或不足之處,敬請(qǐng)同仁批評(píng)指正!
本文摘編自《原子力顯微鏡及聚合物微觀結(jié)構(gòu)與性能》一書(王東 著,科學(xué)出版社,ISBN:978-7-03-071409-1)。
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- 鄭州大學(xué)張彬教授系統(tǒng)評(píng)述:原子力顯微鏡研究高分子超薄膜結(jié)晶機(jī)理及功能化調(diào)控 2020-01-08
- 北京化工大學(xué)王東教授課題組在原子力顯微鏡原位表征納米粒子在液液界面的自組裝行為領(lǐng)域取得進(jìn)展 2019-06-27
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