4第四章原子力显微镜.ppt

nanocrystalline V2O3, VO2 and V2O5 thin films from metallic V as target material J. Mater. Chem., 2008, 18, 5190 2 . AFM在高分子科学方面的应用 AFM在高分子方面的应用起源于1988年，如今，AFM已经成为高分子科学的一个重要研究手段。AFM对高分子的研究发展十分迅速. (1) 高分子表面形貌和纳米结构的研究 图3.11所示为常规的AFM在高分子方面的应用．高分子的形貌可以通过接触式AFM、敲击式AFM来研究。接触式AFM研究形貌的分辨率与针尖和样品接触面积有关。一般来说，针尖与样品的接触尺寸为几纳米，接触面积可以通过调节针尖与样品接触力来改变，接触力越小，接触面积就越小；同时也减少了针尖对样品的破坏．为了获得高分辨高分子图像，人们用各种方法来对样品进行微力检测。 在空气中扫描样品时，由于水膜的存在使得样品与针尖有较强的毛细作用，达就加大了针尖与样品的表面作用力。为了消除毛细作用，人们提出在液相中扫描样品可得到几纳牛的扫描力。 (2) AFM对高分子材料纳米机械性能的研究 扫描探针技术是研究高分子材料纳米范围机械性能的强有力工具。在接触式AFM中．以不同的力扫描样品可以得到样品机械性能的信息．高分子材料弹性模量的变化范围从几MPa到几GPa，这就需要根据样品的不同性质来选样低力或高力对样品成像．图3.12为在水中拉伸PE条带施加不同力时获得的样品变形图像．在强力扫描样品时，可以看到沿纤维走向有以25nm为周期的明暗变化。 (3) 高分子组分分布研究 许多高分子材料由不均一相组成，因此研究相的分布可以给出高分子材料许多重要的信息。如图3.13增韧塑料是由两种不同高分子材料和橡胶颗粒共混而成的，其高度图和相图有明显的不同相图中不仅可以分辨出两种不同高分子组分，而且可以见到约1nm尺寸的橡胶颗粒． 3. AFM在生物大分子中的应用 AFM是研究生物大分子强有力的工具。生物大分子不同于一般高分子聚合物．它在生物体中多以单个分子存在，因此容易得到单个分子的形貌图像，单个生物分子的三维形貌及动力学性质研究对解释生命现象有不可估量的作用．如今人们用AFM研究各种生物分子，如DNA、蛋白质、抗原抗体分子及其他一些重要分子。 4. AFM在新能源材料中的应用 Fig. 1 The molecular structures of the copolymers. X. Liu, ….., S. Tan, Polymer Chemistry, 2013, 4, 4737 AFM height images and phase images for copolymers:PC61BM blend films. (a) and (c): PT-Tz-DTBT, (b) and (d): PT-Tz-DTffBT. Fig.8. AFM topography images (3 × 3 μm) of active composite films of (a) PHY1:PC61BM (1:1) and (b) PHY2:PC61BM (1:1) Nano Letters，2014，DOI: 10.1021/nl5025326 思考题 试比较TEM、SEM、AFM检测纳米材料的原理、应用范围和利弊。 湘潭大学研究生考试试题纸 考试科目 现代仪器分析方法 考试形式 开卷 适用年级 2009 一、名词解释（每题3分，共30分） 横向弛豫： 2. 基质辅助激光解析电离： 3. 麦氏重排： 4. 红外指纹区： 5. 摩尔消光系数： 6. DSC： 7. AFM： 8. GC： 9. HPLC： 10. 正相分配色谱： 二、问答题（1-3题每题5分，4-7题每题10分，共55分） 1. 为什么有的化合物仅仅做氢谱之后还必须做碳谱等，才能有效地阐明其结构？ 2. 做核磁分析时，试样准备的注意事项。 3. 质谱图中，最右端的峰一定是分子离子峰吗？请说明之。 4. 试问FTIR测试技术中对试样的制样要求及注意事项。 5. 试问用扫描电子显微镜（SEM）与透射电子显微镜（TEM）观察纳米材料的异同和利弊。 6. 测定试样的荧光光谱可以得到哪些信息？ 7. 采用气相色谱分析下列各组物质时分别采用何检测器为最佳选择？ （1）环境样品中的苯系物 （2）生产过程中的苯系物 (3) 炼油过程中的烷烃气体 （4）环境样品中的有机氯 1. 某质谱在高质量端有如下表数据，求碳原子个数。 m/z