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利用原子力显微镜对疏水力的测量研究

作　者: 徐辉
导　师: 徐国华
学　校: 浙江大学
专　业: 化学工程
关键词: 疏水性作用力原子力显微镜胶体探针化学刻蚀
分类号: O647.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 301次
引　用: 4次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第一章文献综述  8-26
  1．1 前言  8
  1．2 疏水力的来源  8-13
  1．3 疏水力的测量研究  13-23
  1．4 本文的研究思路及主要研究内容  23-24
  参考文献  24-26
第二章原子力显微镜(AFM)  26-33
  2．1 基于STM概念上的AFM的发展概述  26-27
  2．2 AFM的工作原理和工作模式  27-30
  2．3 AFM的应用  30-32
  参考文献  32-33
第三章实验方法  33-44
  3．1 药品  33
  3．2 疏水性表面的制备  33-38
    3．2．1 单晶硅表面的预处理  33
    3．2．2 表面改性反应: OTS自组装单分子膜的制备  33-34
    3．2．3 样品表面的AFM分析和表面接触角的测定  34-38
  3．3 胶体探针的制备  38-41
    3．3．1 玻璃小球的胶体探针的制备  38-39
    3．3．2 机械法制备胶体探针  39-40
    3．3．3 化学刻蚀法制胶体探针  40-41
  3．4 疏水力的测量  41-43
  参考文献  43-44
第四章结果与讨论  44-62
  4．1 探针弹性系数的标定  44-48
  4．2 疏水性作用曲线力 AFM测量的研究  48-61
    4．2．1 不同方法制得的胶体探针测量结果的比较  48-55
    4．2．2 关于光干涉现象的说明  55-56
    4．2．3 在不同的扫描速率下的疏水力的测量  56-59
    4．2．3 改变溶液浓度环境下的疏水力的研究  59-61
  参考文献  61-62
第五章结论  62-64
  5．1 化学刻蚀法制备胶体探针  62
  5．2 探针弹性系数标定的研究  62-63
  5．3 疏水性作用力曲线的测量标准  63-64
附录一 AFM作用力曲线原始数据处理的方法  64-68
附录二 AFM作用力曲线测量过程中测量速度的控制原理  68-69
附录三攻读硕士学位期间参加学术活动与发表论文  69-70
致谢  70

利用原子力显微镜对疏水力的测量研究

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