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利用原子力显微镜对疏水力的测量研究

徐辉  
【摘要】:论文对使用原子力显微镜对表面力,特别是疏水性作用力曲线测量技术中胶体探针的制备方法、探针悬臂弹性系数的标定和原子力显微镜疏水性作用力测量结果的评价标准等几个基础性问题进行了研究。 论文对近二十多年来使用原子力显微镜对表、界面作用力,特别是疏水性作用力的研究进行了文献综述。对传统的玻璃微球粘结方法、AFM机械打磨方法和化学刻蚀方法制备胶体探针的实验技术进行了比较研究,对几何尺寸法、Cleveland法和Sader法标定原子力显微镜探针悬臂的弹性系数进行了实验研究,对原子力显微镜疏水性作用力曲线测量的准确性的评价标准进行了讨论。 研究结果表明,(1) 采用化学刻蚀法制备胶体探针在加工工艺上简单易行,并能有助于减小原子力显微镜疏水性作用力曲线测量过程中探针头部的流体阻力,更适合于疏水性作用力曲线的原子力显微镜测量的研究;(2) 若以Sader法为基准,用几何尺寸法标定原子力显微镜探针悬臂弹性系数的平均误差不小于8%,Cleveland法标定的悬臂弹性系数的平均误差约为3.5%,根据国内实验条件和本课题组的实际情况,建议采用Cleveland法对所用探针的弹性系数进行标定;(3) 提出并建议以粘滞力或界面能作为判断原子力显微镜疏水性作用力曲线测量准确性的可能标准之一。


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