原子力红外显微镜(AFM-IR):成像原理及方法综述

综述了基于原子力显微镜的红外光谱(Atomic force microscopy-based infrared spectroscopy,AFM-IR)的特点,测量和检测原理及其技术优势。AFM-IR是能在纳米尺度对不同材料进行表征的新兴技术,该技术可以以远低于常规光学衍射极限的分辨率检测材料的化学成分,同时提供不同组分的分布图谱。AFM-IR的原理是利用原子力显微镜(AFM)悬臂梁的振动检测样本因吸收红外辐射脉冲产生的热膨胀,因此AFM-IR在继承了AFM的纳米级分辨率的基础上结合了红外光谱的化学分析能力,克服了二者原有的缺点并实现了优势互补。这项新技术在过去十多年备受关注并获得了长足的发展,因其操作简便、系统稳定、样品制备要求相对较低,以及与红外光谱直接相关而无需数学建模或额外数据后续处理,已被广泛用于材料科学、生命科学等诸多领域。

基于原子力显微镜的红外光谱在聚合物领域的应用进展

综述了近年来基于原子力显微镜的红外光谱(AFM-IR)在高分子科学、材料科学等领域的应用进展,着重突出了AFM-IR在表征不同试样时的优势。AFM-IR克服了传统表征手段的诸多缺点,可以在纳米尺度上获得试样的化学组成信息,且表征精确性高,检测过程对试样无损,因而在聚合物、复合材料以及薄膜材料等领域获得了长足的发展,为研究聚合物构效关系、改善多种材料性能提供了重要助力。